4  

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan

sebagai acuan dalam merealisasikan sistem. Teori-teori yang digunakan dalam

pembuatan skripsi ini terdiri dari Sensor Fingerprint ZFM60 V1.2, Arduino

Mega 2560, RTC-DS3231, Ethernet Shield, Buzzer, Keypad Matrix 4x4,

Solenoid Door-Lock, Photo-Transistor.

2.1. Sensor Fingerprint ZFM60 V1.2

 Sistem biometrik sidik jari merupakan sistem autentikasi yang paling

banyak digunakan saat ini, karena cenderung memiliki tingkat akurasi yang tinggi

dan mudah untuk diterapkan. Implementasi biometrik sidik jari dapat dilakukan

menggunakan teknik tertentu[1]. Sidik jari manusia memiliki keunikan bahwa

sidik jari dari setiap orang berbeda-beda, hal inilah yang akan dimanfaatkan

untuk sistem identifikasi diri.

Untuk mendeteksi sidik jari dalam tugas akhir ini menggunakan sensor

Fingerprint ZFM60 V1.2. Dalam perancangan sistem presensi ini, akan

digunakan 2 buah fingerprint yang akan dipasang 1 buah di dalam laboratorium

dan 1 buah di luar laboratorium. Hal ini dilakukan untuk mengurangi terjadinya

mahasiswa yang tidak melakukan Logout/presensi ketika mahasiswa tersebut

keluar dari ruangan laboratorium.

Gambar 2.1. Sensor Fingerprint ZFM60 V1.2.

 

 

5  

Berikut adalah spesifikasi dari modul Sensor Fingerprint ZFM60 V1.2

- Mampu menyimpan 162 sidik jari dalam memori.

- Catu daya yang dibutuhkan 4-6 Volt Direct Current.

- Menggunakan Serial TTL untuk komunikasi dengan Arduino.

Tabel 2.1. Konfigurasi Kabel Sensor Fingerprint ZFM60 V1.2.

Kabel Keterangan Terhubung

Berwarna Hitam Ground / kutub negatif Ground / kutub negatif

dari regulator tegangan.

Berwarna Merah Supply 5V / kutub

positif

Output / keluaran dari

regulator tegangan 5V.

Berwarna Putih Pin Received Pin Transmitter Arduino

Mega 2560

Berwarna Hijau Pin Transmitter Pin Received Arduino

Mega 2560

2.2. Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 digunakan untuk mengolah data yang didapat dari

sensor. Arduino Mega 2560 dipilih karena sudah memiliki 2 buah Serial TTL

yang digunakan untuk komunikasi dengan 2 buah sensor fingerprint.

Gambar 2.2 Arduino Mega 2560.

6  

Spesifikasi Arduino Mega2560 sebagai berikut :

- Microcontroller : ATmega 2560.

- Input Voltage (recommended) : 7-12V.

- Digital I/O Pins : 54 (of which 15 provide PWM output).

- Analog Input Pins : 16.

- DC Current per I/O Pin : 20 mA.

- DC Current for 3,3V Pin : 50 mA.

- Flash Memory : 256kB (ATmega256) of which 8 kB used by bootloader.

- SRAM : 8 kB.

- EEPROM : 4 kB.

- Clock Speed : 16 MHz.

Gambar 2.3. Konfigurasi pin Arduino Mega 2560.

7  

Tabel 2.2. Tabel konfigurasi pin Arduino Mega 2560.

Pin Keterangan Dihubungkan

A Pin Analog A0 Keluaran rangkaian sensor pintu

B Pin Analog A1 Tombol Login

C Pin Analog A2 Tombol Logout

D Pin Analog A3 Tombol Emergency / darurat

E Pin Analog A8 Keypad pin 1 / kolom 1

F Pin Analog A9 Keypad pin 2 / kolom 2

G Pin Analog A10 Keypad pin 3 / kolom 3

H Pin Analog A11 Keypad pin 4 / kolom 4

I Pin Analog A12 Keypad pin 5 / baris 1

J Pin Analog A13 Keypad pin 6 / baris 2

K Pin Analog A14 Keypad pin 7 / baris 3

L Pin Analog A15 Keypad pin 8 / baris 4

M Pin Digital 23 Rangkaian pengontrol buzzer

N Pin Digital 22 Rangkaian pengongtrol Electromagnetic-

Lock

O Pin SCL Pin SCL LCD, RTC-DS3231

P Pin SDA Pin SDA LCD, RTC-DS3231

Q Pin Received 1 Pin Received Fingerprint ZFM60 V1.2 A

(Di luar ruangan)

R Pin Transmitter 1 Pin Transmitter Fingerprint ZFM60 V1.2 A

(Di luar ruangan)

S Pin Received 2 Pin Received Fingerprint ZFM60 V1.2 A

(Di dalam ruangan)

T Pin Transmitter 2 Pin Transmitter Fingerprint ZFM60 V1.2 A

(Di dalam ruangan)

U Port komunikasi SPI Port SPI Ethernet Shield W5100

8  

2.3. Ethernet Shield W5100

Ethernet Shield adalah modul yang berfungsi menghubungkan Arduino

board dengan jaringan internet menggunakan LAN. modul ini juga dapat untuk

membaca atau menulis data pada memori micro-SD.

Spesifikasi dari Arduino Ethernet Shield sebagai berikut :

- Bekerja dengan board Arduino melalui Port SPI (Serial Peripheral

Interface).

- Tegangan yang dibutuhkan sebesar 5 V.

- Memiliki kecepatan koneksi 10 Mbps hingga 100 Mbps.

- Memiliki port untuk konektor RJ-45.

- Terdapat sebuah micro-SD card slot dalam modulnya.

Gambar 2.4. Ethernet Shield W5100.

Keterangan gambar 2.4 :

1. A adalah Pin 4 Arduino untuk mengubah mode Ethernet dan SD-Card.

2. Port SPI port komunikasi dengan Arduino Mega 2560.

9  

2.4. Modul RTC (Real Time Clock) DS-3231

RTC (Real Time Clock) adalah suatu alat elektronik yang berfungsi untuk

menghitung waktu. Alat ini dapat dimanfaatkan untuk mencatat waktu dalam alat

presensi. Alat ini menggunakan I2C/IIC untuk komunikasi dengan arduino untuk

mengirimkan data waktu dari RTC.

Berikut spesifikasi dari modul RTC DS-3231:

- Tegangan input 3,3 – 3,5 V.

- Dapat mengenali penanggalan tahun kabisat.

- Kecepatan transfer data dapat mencapai 400 kHz (saat tegangan

diberikan 5 V.

- Memiliki baterai cadangan.

 

Gambar 2.5. Modul RTC (Real Time Clock) DS-3231.

 

Tabel 2.3. Tabel konfigurasi pin RTC-DS3231. 

Pin  Keterangan  Dihubungkan 

A  Pin SCL RTC DS‐3231  Pin SCL Arduino Mega 2560 

B  Pin SDA RTC DS‐3231  Pin SDA Arduino Mega 2560 

C  Kutub positif RTC DS‐3231  Keluaran rangkaian regulator 5V 

D  Kutub negatif DS‐3231  Kutub negatif rangkaian regulator 

 

 

 

10  

2.5. Photo-Transistor

Photo-transistor merupakan suatu komponen transistor yang dirancang

untuk menangkap cahaya pada basisnya. Photo-transistor biasa digunakan untuk

sensor cahaya, karena memiliki kepekaan lebih baik dari pada photodioda.

Cahaya yang diterima menimbulkan arus pada daerah basis dari phototransistor

kemudian arus ini dikuatkan hingga beberapa ribu kali.

Photo-Transistor ini digunakan untuk sensor pada pintu, untuk mengambil

data pintu sudah ditutup kembali atau belum.

Gambar 2.6. Photo-Transistor.

Konfigurasi baterai/aki kering :

1. Kaki kolektor photo-transistor dihubungkan dengan rangkaian sensor cahaya.

2. Kaki emitor dihubungkan dengan ground/kutub negatif regulator tegangan 5V atau ground. 

2.6. Modul Keypad

Modul keypad merupakan modul keypad berukuran 4 kolom × 4 baris.

Modul ini dapat difungsikan sebagai input dalam aplikasi. Keypad ini digunakan

untuk mendaftarkan mahasiswa yang akan menggunakan laboratorium pada

sistem, mengetik Nomor Induk Mahasiswa dan password, dan digunakan untuk

tombol navigasi pada menu.

Spesifikasi dari modul keypad sebagai berikut :

- Memiliki 12 Tombol

- Dimensi : 9 cm (P) × 5,4 cm (L) × 1,8 cm (T)

11  

 

Gambar 2.7. Modul keypad 4×4.

Tabel 2.4. Tabel konfigurasi pin Keypad 4×4. 

Pin  Dihubungkan 

Kolom 1 (Col 1)  Pin Analog 8 Arduino Mega 2560 

Kolom 2 (Col 1)  Pin Analog 9 Arduino Mega 2560 

Kolom 3 (Col 1)  Pin Analog 10 Arduino Mega 2560 

Kolom 4 (Col 1)  Pin Analog 11 Arduino Mega 2560 

Baris 1 (Col 1)  Pin Analog 12 Arduino Mega 2560 

Baris 2 (Col 1)  Pin Analog 13 Arduino Mega 2560 

Baris 3 (Col 1)  Pin Analog 14 Arduino Mega 2560 

Baris 4 (Col 1)  Pin Analog 15 Arduino Mega 2560 

 

 

2.7. LCD 20×4

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan alat elektronik untuk

menampilkan data. Memanfaatkan suatu cairan untuk menampilkan karakter.

Informasi dan status yang ada pada sistem dapat ditampilkan dan mudah dibaca.

LCD yang penulis gunakan sudah dilengkapi dengan modul tambahan yaitu I2C

lcd untuk mengontrol LCD melalui komunikasi I2C/TWI (Two Wire Interface)

sehingga dapat menghemat pin pada papan Arduino Mega2560.

12  

Spesifikasi LCD 20 × 4 yang dipakai sebagai berikut :

- Menampilkan 20 karakter/kolom dan 4 baris.

- Membutuhkan tegangan 5 V.

- Kontras dapat disesuaikan (adjustable).

- Dikontrol menggunakan komunikasi I2C.

 

Gambar 2.8. LCD 20×4.

 

Tabel 2.5. Tabel konfigurasi pin LCD 20×4. 

Pin  Keterangan  Dihubungkan 

A  Kutub negatif LCD / ground  Kutub negatif rangkaian regulator 

B  Kutub positif 5V  Keluaran rangkaian regulator 5V 

C  Pin SDA I2C LCD  Pin SDA Arduino Mega 2560 

D  Pin SCL I2C LCD  Pin SCL Arduino Mega 2560 

 

 

 

13  

2.8. Kunci Solenoid-Door Lock

Solenoid-Door Lock merupakan alat elektronik yang difungsikan khusus

untuk pengunci pintu. Alat ini akan bekerja jika dialiri tegangan listrik DC 12

volt dengan arus minimal 600 mA dan mampu tetap aktif selama kurand dari 10

detik. Alat ini bekerja dengan memanfaatkan kumparan yang dialiri tegangan,

sehingga akan terbentuk medan magnet, medan magnet inilah yang akan

menggerakkan piston sehingga dapat bergerak (tertarik). Solenoid-Door Lock ini

bersifat Normally Closed (dalam keadaan normal/tidak ada tegangan piston tidak

ditarik).

Solenoid-door lock ini akan bekerja jiga mahasiswa berhasil Login/Logout

sehingga mahasiswa yang sudah terdaftar pada sistem dapat keluar/masuk

laboratorium.

Gambar 2.9. Kunci Solenoid-Door Lock.

 

Konfigurasi pin Solenoid Door-Lock :

1. Kabel Berwarna Hitam (Ground) / kutub negatif dihubungkan dengan keluaran rangkaian pengontrol Solenoid Door-Lock.

2. Kabel Berwarna Merah (input supply) / kutub positif dihubungkan power supply 12V.

2.9. Buzzer

Buzzer merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi mengubah aliran

listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer ini terdiri dari

kumparan yang terpasang pada diafragma, kemudian kumparan tersebut dialiri arus

listrik sehingga membentuk medan magnet, kumparan tersebut akan bergerak tertarik

atau terdorong tergantung dari arah arus listrik dan polaritas magnet, kumparan tersebut

14  

dipasang pada diafragma membuatnya bergerak secara bolak-balik sehingga membuat

udara bergetar dan menghasilkan suara.

Buzzer dalam sistem ini digunakan sebagai alarm, karena suaranya yang cukup

keras dan biasa digunakan untuk memberi informasi/indikator dari suatu proses yang

sudah selesai atau peringatan apabila terjadi kesalahan pada sistem. Buzzer tersebut

membutuhkan tegangan sebesar 5 hingga 12 volt untuk dapat bekerja.

Gambar 2.10. Buzzer.

Konfigurasi pin Buzzer :

1. Kabel Berwarna Hitam (Ground) / kutub negatif buzzer dihubungkan dengan keluaran rangkaian pengontrol buzzer.

2. Kabel Berwarna Merah (input supply) / kutub positif buzzer dihubungkan power supply 12V.

 

2.10. USB Modem

USB Modem (Modulator-demodulator) adalah sebuah alat yang digunakan untuk

menghubungkan komputer/perangkat lain dengan internet melalui telepon, line kabel

ataupun layanan dari penyedia jasa telekomunikasi lainnya. Modem yang digunakan

adalah modem GSM, Modem GSM menggunakan jaringan selular untuk transfer data

atau untuk terhubung dengan internet. USB Modem ini dihubungkan ke TP-Link N-

Router TL-MR3020 melalui port USB yang tersedia pada router tersebut.

15  

Gambar 2.11. Modem GSM.

2.11. Portable 3G/4G Wireless N Router TL-MR3020

Portable 3G/4G Wireless N Router TL-MR3020 merupakan pembagi jaringan

internet dari modem USB ke wireless ataupun LAN melalui konektor RJ-45. Alat ini

akan menghubungkan Ethernet Shield dengan modem, sehingga dapat terkoneksi

dengan Internet sehingga aplikasi Telegram dapat berjalan.

Berikut spesifikasi TL-MR3020 :

- Interface : 1 10/100Mbps WAN/LAN Port, USB 2.0 Port for 3G/4G

modem, a mini USB Port for power supply.

- External Power Supply : 5 Volt 1.0 Ampere

- Dimension : (74 x 67 x22 mm).

Gambar 2.12. TL-MR3020 N-Router.

2.12. Aplikasi Telegram

Aplikasi Telegram merupakan aplikasi untuk chatting melalui handphone dengan

sistem operasi android ataupun melalui komputer. Aplikasi ini dapat digunakan untuk

membuat perancangan Internet Of Think, karena aplikasi ini open source, sehingga

16  

informasi mahasiswa yang login/logout di laboratorium diberikan kepada admin melalui

aplikasi ini.

   

Gambar 2.13. Aplikasi Telegram.

 

2.13. Baterai

Baterai merupakan perangkat yang terdiri dari 2 atau lebih sel elektrokimia yang

mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik dengan arus searah,

sehingga baterai menjadi sumber daya untuk perangkat lain.

Dalam sistem ini, baterai digunakan sebagai sumber daya cadangan apabila Power

Supply tidak bekerja/listrik padam, sehingga sistem akan tetap bekerja. Baterai yang

digunakan mampu menyuplai tegangan sebesar 12 Volt.

   

Gambar 2.14. Baterai.

 

Konfigurasi baterai/aki kering :

1. Kutub negatif dihubungkan dengan saklar yang terhubung dengan kutub negatif rangkaian regulator.

2. Kabel positif dihubungkan dengan kutub positif rangkaian regulator.