Upload
arif-aulia
View
2.261
Download
5
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Sistem keamanan pintu dengan menggunakan password berbasis mikrokontroller AT89S52 dengan program BASCOM, yang memiliki 24 password yang teregister didalamnya, apabila password benar, maka akan menggerakan relay sebagai aktuator untuk membuka door strike 101 yang dapat di indend di solution center di Jakarta.
Citation preview
1
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem keamanan yang menggunakan sistem mikrokontroller telah
digunakan didunia industri, karena sistem keamanan yang menggunakan
mikrokontroller lebih efektif dan terjamin keamanannya. Aplikasi dari sistem
keamanan ini bisa digunakan pada ruangan kelas. Selain keamanan, kedisiplinan
juga sangat diperlukan dalam dunia pendidikan, dimana setiap peserta didik yang
masuk ruangan kelas harus sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Sistem keamanan dan kedisiplinan ini diaplikasikan pada pintu kelas yang
terintegrasi dari komponen elektronika dan sistem mikrokontroller yang dapat
digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan hal tersebut maka dibuatlah
sebuah alat yang diberi judul ”Sistem Keamanan Pintu menggunakan
Password berbasis Mikrokontroler AT89S52”. Adapun alat tersebut
merupakan perangkat elektronika berupa pintu yang dapat terbuka secara otomatis
dengan menggunakan password dan diaplikasikan diruangan kelas. Rangkaian ini
juga memiliki output berupa alarm, Door Strike Series Model: DS-101, LCD dan
lampu indikator yang berfungsi untuk mendukung proses kerja alat agar bekerja
dengan sebaik mungkin.
Pada laporan ini telah dibahas dan dipelajari lebih dalam tentang
perancangan sebuah alat elektronika berbasis mikrokontroler yang dikendalikan
oleh bahasa pemograman Assembler yang dapat menggerakkan Door Strike
2
Series Model: DS-101 sebagai pengunci agar pintu dapat terbuka secara otomatis
dan semua indikasi yang terkombinasi dengan alat dapat diaktifkan dengan
menggunakan password dan dapat dipahami fungsi, karakteristik, serta cara
kerja dari alat yang telah dibuat dan diaplikasikan pada ruangan kelas dan
kehidupan sehari-hari.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan hal yang disebutkan diatas, maka perumusan masalah yang
akan dibahas adalah :
a. Prinsip kerja Keypad 4 x 3.
b. Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu Door Strike 101
c. Sistem kerja Door Strike Series Model: DS-101 sebagai pengunci pintu.
d. LED Indikator
1.3 Tujuan dan Manfaat
1.3.1 Tujuan
Mempelajari prinsip kerja keypad, relay sebagai driver dan rangkaian
output yang berupa Door Strike Series Model: DS-101 dan LED indikator.
1.3.2 Manfaat
Mengetahui prinsip kerja keypad, relay sebagai driver dan rangkaian
output yang berupa Door Strike Series Model: DS-101 dan LED indikator.
3
1.4 Sistematika penulisan
Untuk mempermudah dalam penulisan laporan akhir ini, maka dibuatlah
laporan ini berdasarkan sistematika sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini membahas tentang latar belakang pemilihan judul,
tujuan dan manfaat, perumusan masalah, metode penulisan, serta
sitematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini membahas tentang penguraian teori tentang
komponen-komponen yang mendukung dalam pembuatan alat
yang akan dibuat.
BAB III : RANCANG BANGUN ALAT
Dalam bab ini diterangkan tentang komponen yang digunakan,
tahap- tahap perancangan alat, mulai dari tujuan, perancangan,
percobaan perakitan sampai ketahap perakitan alat.
BAB IV : PEMBAHASAN
Dalam bab ini berisi tentang Data pengukuran, perhitungan serta
analisa dari kombinasi antara Keypad dengan Mikrokontroller
AT89S52 dalam pengendalian relay sebagai driver Pengunci
Pintu Door Strike Series Model: DS-101.
4
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan
serta saran yang berisikan tentang tindak lanjut yang harus
dilakukan untuk mengembangkan Sistem Kemanan Pintu dengan
Menggunakan Password Berbasis AT89S52.
5
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Catu Daya
Secara umum istilah catu daya biasanya berarti suatu sistem penyearah filter
(rectifier), dimana rangkaian ini mengubah tegangan AC yang berasal dari
tegangan sumber PLN menjadi tegangan DC yang murni. Komponen dasar yang
digunakan pada rangkaian catu daya adalah transformator, penyearah, resistor,
dan kapasitor. Transformator (trafo) digunakan untuk mentransformasikan
tegangan AC dari 220 volt menjadi lebih kecil sehinga bisa dikelola oleh
rangkaian regulator linear. Penyearah yang terdiri dari dioda-dioda mengubah
tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah, tetapi tegangan hasil penyearah
kurang konstan, artinya masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab
itu diperlukan kapasitor sehingga tegangan tersebut cukup rata untuk diregulasi
oleh rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan tegangan DC yang baik dan
konstan.
Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistem
elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber
AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC
merupakan sumber tegangan searah.
6
Bila dilihat dengan osiloskop seperti gambar 1 berikut ini.
Gambar 1 (a) Sinyal Tegangan AC dan (b) Sinyal Tegangan DC
Bila diamati, sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada kutub
positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber DC selalu pada
satu kutub saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan
menjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang dibentuk
dari dioda.
Jika suatu catu daya bekerja dengan beban maka akan terdapat keluaran
tertentu dan jika beban tersebut dilepas tegangan keluar akan naik, persentase
kenaikan tegangan dianggap sebagai regulasi dari catu daya tersebut. Regulasi
adalah perbandingan perbedaan tegangan terdapat tegangan beban penuhnya.
Besarnya persentase dari regulasi tegangan dapat dirinci dengan persaman :
% regulasi = , dimana : Vnl : tegangan tetap beban
Vfl : tegangan beban penuh
Agar tegangan keluaran catu daya lebih stabil, dapat digunakan suatu
komponen IC yang disebut dengan IC regulator, misalnya LM 78XX. Hal ini
7
memungkinkan keluaran DC catu daya dapat dibentuk sesuai kebutuhan. Gambar
2 menunjukan rangkaian catu daya menggunakan Regulator IC LM 7812 dan IC
LM 7805.
Gambar 2 Rangkaian Catu Daya
Puncak tegangan sekunder.
Vs =
Jika filter kapasitor bekerja pada penyearah gelombang penuh, maka bentuk
gelombang vo dapat didekati sbb:
Gambar 3 Bentuk Gelombang dengan Filter Kapasitor
8
Berdasarkan gambar 2 dan 3 dapat diturunkan rumus sebagai berikut :
Vpuncak
Vpuncak =
=
=
Vdc tahap 1
Vdc(1) = Vpuncak – (2 x Vdioda)
Tegangan riak puncak ke puncaknya (Vripple) adalah
Vrip =
Keterangan :
Idc = Arus Beban DC
f = Frekuensi
C = Beban Filter Kapasitor
Jadi, tegangan searah yang dihasilkan oleh rangkaian power supply diatas
adalah :
Vdc(2) = Vdc(1) – Vrip
Maka arus yang dihasilkan setelah melewati IC regulator adalah
Idc =
9
Dalam rangkaian catu daya ini dipasang 2 IC regulator dimana berfungsi
untuk menghasilkan keluaran tegangan yang diperlukan. IC regulator dipasang
untuk mendapatkan tegangan keluaran catu daya tetap, meskipun diberikan beban.
IC regulator memiliki 3 terminal, yaitu Vin, Vout dan ground (GND). Dalam IC
LM 78XX ini terdapat rangkaian regulasi yang berfungsi mengatur tegangan,
sehingga riak hilang dan tegangan keluaran tidak lagi tergantung pada arus yang
mengalir. Selain rangkaian regulasi tegangan juga sudah terdapat rangkaian
pengaman yang melindungi IC ini dari arus atau daya yang terlalu tinggi, terdapat
pembatas arus yang mengurangi tegangan keluaran kalau batas arus terlampaui..
Komponen ini memiliki arus beban mulai dari 100 mA hingga dari 3 A. Tersedia
dalam kemasan plastik atau logam dengan harga yang murah dan mudah
digunakan.
Gambar 4 Susunan kaki IC regulator 78xx
Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil,
namun ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan
outputnya juga akan naik/turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini
cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi
tegangan keluaran ini menjadi stabil.
10
2.2 Keypad
Keypad adalah saklar-saklar push button yang disusun secara matriks yang
berfungsi untuk menginput data seperti, input pintu otomatis, input absensi, input
datalogger dan sebagainya. Saklar-saklar push button yang menyusun keypad
yang digunakan umumnya mempunyai 3 kaki dan 2 kondisi, kondisi pertama
yaitu pada saat saklar tidak ditekan, maka antara kaki 1, 2 dan 3 tidak terhubung
(berlogika 1), sebagaimana terlihat pada gambar 5 (a),
Gambar 5 Keypad 4x3
sedangkan pada kondisi kedua adalah saat saklar ditekan, maka kaki 1, 2
dan 3 akan terhubung dan berlogika 0 sebagaimana terlihat pada gambar 6 (b).
(a) Keadaan saat saklar tidak ditekan (b) Keadaan saat saklar ditekan (berlogika 1) (berlogika 0)
Gambar 6 Saklar Push Button 3 Kaki
11
2.2.1 Rangkaian Keypad Matrik 4 x 3
Keypad akan tersusun secara matrik dengan kondisi satu kaki menjadi
indeks kolom (C1), satu kaki menjadi indeks baris (R1) dan satu kaki menjadi
common (common). Susunan matrik keypad 4x3 tidak hanya terdiri dari satu
saklar, akan tetapi tersusun dari 12 saklar dalam kondisi terhubung antara indeks
baris, kolom dan common yang ditunjukkan pada gambar 7.
Gambar 7 Rangkaian Matrik Keypad 4 x 3
2.2.2 Kombinasi Keypad dengan Mikrokontroller
Ketika keypad dalam keadaan tidak ditekan maka baris (row) R1, R2, R3,
R4, dan kolom (collum) C1,C2,C3,C4 yang terkombinasi dengan mikrokontroller
ber logika satu.
12
Gambar 8 Sistem Input Data Keypad
Dan apabila salah satu tombol ditekan akan terjadi hubungan singkat yang
menyebabkan berlogika nol. Berikut contoh input data desimal pada keypad:
TOMBOL 1 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 0 1 1 0 1 1 1
B 7
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 1 yaitu B7.
TOMBOL 2 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 0 1 0 1 1 1
D 7
13
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 2 yaitu D7.
TOMBOL 3 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 1 0 0 1 1 1
E 7
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 3 yaitu E7.
TOMBOL 4 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 0 1 1 1 0 1 1
B B
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 4 yaitu BB.
TOMBOL 5 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 0 1 1 0 1 1
D B
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 5 yaitu DB.
14
TOMBOL 6 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 1 0 1 0 1 1
E B
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 6 yaitu EB.
TOMBOL 7 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 0 1 1 1 1 0 1
B D
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 7 yaitu BD.
TOMBOL 8 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 0 1 1 1 0 1
D D
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 8 yaitu DD.
15
TOMBOL 9 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 1 0 1 1 0 1
E D
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 9 yaitu ED.
TOMBOL 0 ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 0 1 1 1 1 0
D E
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 0 yaitu DE.
TOMBOL (*) ditekan :
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 0 1 1 1 1 1 0
B E
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol (*) yaitu BE.
TOMBOL (#) ditekan :
16
P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
1 1 1 0 1 0 1 0
E E
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol (#) yaitu EE.
Tabel 1Kombinasi Data Keypad
Tombol P1.7 C1P1.6
C2P1.5
C3P1.4
R1P1.3
R2P1.2
R3P1.1
R4P1.0
HEX
1 1 0 1 1 0 1 1 1 B7
2 1 1 0 1 0 1 1 1 D7
3 1 1 1 0 0 1 1 1 E7
4 1 0 1 1 1 0 1 1 BB
5 1 1 0 1 1 0 1 1 DB
6 1 1 1 0 1 0 1 1 EB
7 1 0 1 1 1 1 0 1 BD
8 1 1 0 1 1 1 0 1 DD
9 1 1 1 0 1 1 0 1 ED
0 1 1 0 1 1 1 1 0 DE
* 1 0 1 1 1 1 1 0 BE
# 1 1 1 0 1 1 1 0 EE
Pengambilan data dari keypad dilakukan dengan menunggu adanya
penekanan tombol keypad. Kondisi tidak ada penekanan tombol adalah high
untuk semua pin keypad kecuali common yang terhubung ke ground atau pada
port mikrokontroler. Untuk itu program akan mendeteksi dengan tidak adanya
kondisi pada port sebagai detector akan tetapi adanya penekanan tombol. Setelah
17
ditemukan adanya penekanan tombol, maka dilakukan pencarian tombol apa yang
ditekan berdasarkan angka–angka yang tercantum pada tabel 1. Jika tidak
ditemukan salah satu kombinasi maka berarti ada lebih dari satu tombol yang
ditekan, atau ada “gangguan lain” yang menyebabkan data tidak valid. Untuk itu
ulangi lagi dengan menekan tombol keypad.
2.3 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 dipilih karena memiliki memori flash PEROM
yang cukup untuk menyimpan seluruh program dari sistem, serta untuk
memanfaatkan fungsi timer yang digunakan sebagai pengatur kecepatan motor.
Spesifikasi penting dari mikrokontroler AT89S52 adalah:
Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51
8 Kbyte In-system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan
1000 kali baca/ tulis
Tegangan kerja 4-5 V
Bekerja dengan rentang 0-33 Mhz
256x8 bit RAM internal 32 jalur I/ O yang dapat diprogram
Tiga buah 16 bit Timer/ Counter
Delapan sumber interrupt (Budiharto, 2005: 17-18)
Mikrokontroller spesifikasi nilai tegangan tinggi dan nilai 1 tegangan
rendah 0.
Berikut tabel spesifikasi nilai pada mikrokontroller AT89S52:
18
Tabel 2 Tabel Spesifikasi Nilai Logika AT89S52
(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1919.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V Min V Max Logika
Vil Tegangan Input Rendah -0.5 V 0.2 V 0
Vih Tegangan Input Tinggi 0.2 V 5 V 1
Vol Tegangan Output Tinggi -0.5 V 0.45 V 0
Voh Tegangan Output Tinggi 0.45 V 5 V 1
2.3.1 Konfigurasi Pin AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya
digunakan sebagai port pararel. Satu port pararel terdiri dari 8 pin, sehingga
jumlah port pada mikrokontroller AT89S52 adalah 4 port, yaitu port 0, port 1,
port 2 dan port 3. Diagram pin dari mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada
Gambar 9. (Wahyudin, 2006: 9)
Gambar 9 Susunan Pin Mikrokontroler AT89S52
19
Penjelasan dari pin-pin mikrokontroler AT89S52 tersebut adalah sebagai
berikut :
Pin 1 sampai pin 8
Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port 1. Port 1 sendiri
merupakan port input output dua arah yang dilengkapi dengan pull-up internal
yang mampu untuk memberikan/menyerap arus dari empat input TTL sebesar 1,6
mA. (ISP). (Budiharto, 2005: 23)
Pin 9
Merupakan input reset yang berfungsi untuk membuat mikrokontroler
memulai pembacaan program dari alamat awal. Fungsi reset akan aktif bila
mikrokontroler menerima input dengan logika 1 pada pin 9. (Budiharto, 2005: 23)
Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 sampai dengan pin 17 merupakan pin dari port 3. Port 3 merupakan
port input-output dua arah dengan internal pull-up yang memiliki fungsi
pengganti. Ketika logika ‘1’ diberikan kepada port 3, maka pull-up internal akan
membuat port pada kondisi high dan port 3 dapat digunakan sebagai saluran
input. (Budiharto, 2005: 23)
Pin 18 dan pin 19
Mikrokontroler AT89S52 telah memiliki seluruh rangkaian oscillator yang
diperlukan pada chip, kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi dari
ocsillator. Untuk mengunakannya, maka resonator kristal atau keramik
20
dihubungkan diantara kaki-kaki XTAL1 (Pin18) dan XTAL2 (Pin 19) dari
mikrokontroler AT89S52 seperti yang diperlihatkan pada gambar 10.
Gambar 10 Rangkaian Oscillator
Pin 20
Merupakan pin ground yang dihubungkan dengan ground dari sumber
tegangan. Pada beberapa gambar rangkaian, simbol ground sering disingkat
dengan GND. (Budiharto, 2005: 25)
Pin 21 sampai 28
Pin 21 sampai dengan pin 28 merupakan port 2 yang merupakan port input
output dua arah yang telah dilengkapi dengan internal pull-up. (Budiharto, 2005:
25)
Pin 29
Pin 29 adalah pin Program Store Enable ( ) yang merupakan sinyal
pengontrol untuk mengakses program memori eksternal yang masuk ke dalam
jalur data selama proses pemberian atau pengambilan instruksi. (Budiharto, 2005:
25)
21
Pin 30
Pin 30 adalah pin Address Latch Enable (ALE/ ) yang berfungsi
sebagai penahan alamat memori eksternal. Selain itu pin ini juga dapat berfungsi
sebagai sinyal input program selama proses pemrograman. Pin ALE dapat di non-
aktifkan dengan menset bit 0 dari SFR pada lokasi alamat 8EH. (Budiharto, 2005:
26)
Pin 31
Pin 31 adalah pin /Vpp yang merupakan External Access Enable. Jika
mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksternal, maka pin 31
yaitu pin/Vpp harus dihubungkan dengan ground. Jika mikrokontroler akan
mengeksekusi program dari memori internal AT89S52, maka pin /Vpp harus
dihubungkan dengan Vcc. (Budiharto, 2005: 26)
Pin 32 Sampai 39
Pin 32 sampai dengan pin 39 adalah port 0 yang merupakan port input
output dengan tipe open drain bidirectional. Sebagai port output, masing-masing
kaki dapat menyerap arus (sink) hingga delapan input TTL (arus sekitar 3,8 mA).
Sedangkan pada saat port 0 diberi logika ‘1’, maka pin-pin pada port 0 dapat
digunakan sebagai input berimpedansi tinggi. (Budiharto, 2005: 26)
Pin 40
Merupakan pin Vcc untuk menerima tegangan sumber (+) yang dibutuhkan
oleh mikrokontroler AT89S52. (Budiharto, 2005: 26)
22
2.4 Transistor Sebagai Saklar
Saat sebuah transistor digunakan pada suatu rangkaian, fungsi dari
transistor tersebut ditentukan oleh kurva karakteristiknya. Transistor memliki
kurva karakteristik input, output dan transfer, yang paling umum digunakan
adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor digunakan sebagai saklar,
maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik ialah daerah "cut-off" dan
daerah "saturasi", untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah.
Gambar 11 Kurva Karakteristik Transistor
Daerah yang diarsir kuning adalah daerah "cut-off". Pada saat "cut-off"
kondisi dari transistor adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output
pada kolektor sama dengan nol dan Tegangan pada kolektor maksimum atau sama
dengan tegangan supply ( VCE = VCC ).
Daerah yang diarsir merah adalah daerah "saturasi". Pada saat "saturasi"
kondisi dari transistor adalah arus basis maksimal (IB=Max) sehingga
menghasilkan arus kolektor maksimal (IC=Max) dan tegangan Kolektor Emitor
minimum (VCE=0).
23
Garis beban dapat dibangun apabila kita mengetahui arus beban pada
rangkaian dan tegangan operasinya. Sekarang coba anda bayangkan mendisain
transistor yang digunakan untuk mensaklar beban sebesar 20mA, tegangan
supply-nya 5V DC. Titik "A" pada diagram dibawah adalah kondisi saat Saat
transistor OFF, IC (arus kolektor) akan menjadi nol sedangkan VCE (tegangan
kolektor-emitor) akan menjadi hampir sama dengan tegangan supply (5V DC).
Titik "B" pada diagram diatas adalah kondisi saat transistor ON dimana IC
akan menjadi 20mA (sama dengan arus beban) dan VCE nilainya sangat kecil
hampir mendekati nol. Garis yang ditarik dari titik A ke titik B ini yang
dinamakan garis beban.
Berikut perumusan dari transistor
hfe = Ic / Ib
2.5 Relay Elektromagnetik
Relay adalah suatu peralatan elektronik yang berfungsi untuk memutuskan
atau menghubungkan suatu rangkaian elektronik yang satu dengan yang lainnya.
Relay adalah saklar elektromagnetik yang akan bekerja apabila arus
mengalirmelalui kumparan dan inti besi akan menjadi magnet sehingga menarik
kontak-kontak relay.
Gambar 12 Konfigurasi Relay
24
Kontak-kontak dapat ditarik apabila garis magnet dapat mengalahkan gaya pegas
yang melawannya. Untuk memperbesar kuat medan magnet dibentuk suatu
sirkuit. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar 12.
2.5.1 Parameter Relay
Parameter-parameter relay sebagai berikut :
a. Resistansi kumparan
Resistansi kumparan ditentukan oleh :
1. Tebal kawat
2. Jumlah lilitan
b. Arus driver
Besar kuat arus diberikan pabrik, relay perlawanannya kecil memerlukan
arus yang besar, sedang relay yang perlawanannya besar memerlukan arus yang
lebih kecil.
c. Tegangan driver
Tegangan driver adalah tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan
relay, besarnya tegangan ini adalah :
V = I .R
Dimana : I = arus
R = resistansi komponen
d. Daya driver
daya driver adalah perkalian arus dengan tegangan driver. Daya ini
merupakan daya yang diperlukan untuk mengaktifkan relay. Dalam penggunaan
25
relay perlu dipasang dioda pelintas tegangan balik. Konfigurasi pensaklaran relay
sesuai dengan jumlah kutub dan banyaknya posisi saklar.
Kontak-kontak dari relay umumnya memiliki tiga dasar pemakaian yaitu :
1. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan
disebut sebagai kontak Normally Open ( NO ).
2. Bila kumparan dialiri listrik maka kontaknya akan membuka dan disebut
dengan kontak Normally Close (NC)
3. Tukar-sambung (Change Over/CO), relay jenis ini mempunyai kontak
tengah yang normalnya tertutup tetapi melepaskan diri dari posisi ini dan
membuat kontak dengan yang lain bila relay dialiri listrik.
Normally Open Normally Close ChangeOver
Gambar 13 Jenis Konstruksi Relay
(http://id.wikipedia.org/wiki/Relay)
2.6 Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101) merukapan alat pengunci
elektrik yang bersifat elektromagnetik karena alat ini terdiri dari lilitan, besi dan
magnet yang tersusun secara struktural, sehingga ketika diberi tegangan input
26
akan terjadi induksi yang dapat menghasilkan gaya gerak magnetik, dan tuas pada
DS-101 dapat mengunci secara otomatis seperti yang ditunjukan pada gambar 15.
Gambar 14 Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Tabel 3 Spesifikasi dari Door Strike Series Model : DS-101
Spesifikasi:
Ukuran 150Lx39.5Wx28H(mm)
Stuktur Standar Stainless Steel
Tegangan DC12V
Arus 450mA
Sistem Penguncian Terkunci ketika tidak diberi tegangan
Safety Function Built-out voltage spike suppressor
Tes Performa Seratus ribu kali test
Mode Buka Pintu Mengayunkan pintu 90 derajat
Suitable For Wooden Door, Metal Door, Fireproof Door.
Authority Certification CE & MA approved
Berat Bersih 0.4kg
Ketika diberi tegangan 12 volt DC maka lilitan akan menginduksikan
magnet, karena magnet didalam alat tersebut dihadapkan dengan polaritas yang
sama, sehingga terjadi gaya tolak magnet antara keduanya. Oleh karena lilitan
tersebut menghasilkan induksi elektro magnetis, magnet akan memberikan tolakan
kepada besi, sehingga besi tersebut bergerak dan memberikan celah untuk tuas
kunci pada pintu sehingga pintu dapat dibuka.
27
Gambar 15 Kontruksi Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
2.6.1 Prinsip Kerja Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Berikut kinerja dari alat pengunci (Door Strike Series Model: DS-101)
yang bekerja dalam 4 kondisi:
Pada kondisi pertama alat tidak diberi tegangan, dan tidak ada gaya gerak
magnetik. Oleh karena itu tuas penyangga masih dalam keadaan diam
sehingga alat dalam kondisi terkunci. Lihat gambar 15 :
Gambar 16 Alat Ketika Tidak Diberi Tegangan
MAGNET LILITAN
Induksi Elektro MagnetisBesi (Tuas Pengunci )
28
Pada kondisi kedua, ketika alat diberi input tegangan 12 volt, akan terjadi
gaya gerak magnetis yang menyebabkan tuas penyangga kunci tertarik
oleh magnet, sehingga menyediakan ruang terhadap pengunci ( lihat
gambar 17 A, dan menyebabkan pengunci dapat didorong dan dalam
kondisi terbuka ( lihat gambar 17 B ):
Gambar 17 A Alat Ketika Diberi Tegangan
Gambar 17 B Pengunci Didorong
12 V
12 V
A
B
29
A B
Gambar:18 A. Alat Dalam Keadaan Mengunci Pintu
B. Alat Dalam Keadaan Tidak Mengunci Pintu
Pada kondisi terakhir ketika alat dipasang pada pintu, dan tidak diberi
tegangan maka pengunci tidak dapat didorong sehingga pintu masih dalam
keadaan terkunci ( lihat gambar 18 A), sedangkan ketika alat diberi
tegangan, maka pengunci akan bisa didorong, sehingga pintu dapat dibuka
( lihat gambar 18 B ).
2.7 Light Emiting Diode (LED)
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang
dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah
Pengunci
12 V
Kaitan Kunci
30
dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa
elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi
Gambar 19 LED
-panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien mengeluarkan cahaya.
Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai
adalah galium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan
warna cahaya yang berbeda pula
2.7.1 Prinsip Kerja LED
Jika diberi tegangan maju, LED akan mengeluarkan cahaya. Warna cahaya
yang akan dihasilkan tergantung dengan jenis material dari pertemuan intensitas
cahayanya yang berbanding dengan arus maju yang mengalir. Arus maju yang
diserap berkisar antara 10 sampai 20 mA untuk kecerahan nyala maksimum.
LED juga dapat bekerja ketika kutub anoda dihubungkan pada tegangan
listrik searah DC positif (+), dan kutub katode dihubungkan pada tegangan DC
31
negative (-) . Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah
1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan
tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt,
LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt.
Gambar 20 Kontruksi LED
Fungsi dari LED yaitu dimana konsumsi arus sangat kecil, awet dan kecil
bentuknya (tidak makan tempat). Setelah itu terdapat keistimewaan tersendiri dari
LED itu sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya dingin, umur tidak dipendekan
oleh peng on-off-an yang terus menerus, tidak memancarkan sinar merah infra
(terkecuali yang memang sengaja dibuat seperti itu).
32
32
BAB III
PERANCANGAN
3.1 Blok Diagram
Gambar 21 Blok Diagram Sistem Keamanan Pintu menggunakan Password berbasis Mikrokontroler AT 89S52
3.2 Tujuan Perancangan
Tahapan terpenting adalah perancangan yang baik dan sistematis akan
memberikan kemudahan dalam proses penyelesaian pembuatan alat. Untuk itu
diperlukan beberapa faktor penunjang diantaranya buku referensi ataupun fasilitas
laboratorium dan bengkel, yang kesemuanya sangat mendukung dlam proses
perancangan. Dari seluruh proses pembuatan suatu sistem rangkaian.
Door Strike Series Model: DS-101
KEYPADMATRIK 4X3
MIKROKONTROLLER
RELAYELEKTROMAGNETIS
LEDINDIKATOR
CATUDAYA
33
Perancangan alat ini mempunyai tujuan yaitu untuk mendapatkan suatu
alat atau system yang baik seperti yang diharapkan, dengan mempertimbangkan
karakteristik – karakteristik komponen yang digunakan. Selain itu dengan adanya
perancangan ini yang merupakan tahap penyelesaian Laporan Akhir, dilaksanakan
secara sistematis dan saling berkaitan sehingga diperoleh peralatan dengan
spesifikasi yang baik.
3.3 Metode Perancangan
Dalam proses perancangan alat ini terbagi menjadi dalam 2 langkah antara
lain :
Perancangan Software
Pada Perancangan software ini, diatur bagaimana kerja dari rangkaian yang
akan dibuat, membuat rangkaian downloader serta membuat program
dengan menggunakan instruksi – instruksi yang ada pada Mikrokontroler
AT89S52 sehingga input dan outputnya langsung dapat digunakan.
Perancangan elektronik
Pada bagian ini akan dibahas tentang perancangan dari alat, mulai dai
gambar rangkaian lengkap, sub rangkaian, layout rangkaian, dan tata letak
komponen serta mekanik dari pemasangan alat pengamanan pintu terhadap
aplikasi pintu sebenarnya.
Oleh karena itu pada perancangan ini terdiri dari 2 bagian yaitu :
Bagian Elektronik
Bagian Mekanik
34
3.4 Flow Chart
Start
Inisialisasi Port 1/0
Cek Keypad
Kode Keypad Valid
Write LCD = kode valid
Masuk Pilih Buka Pintu2. Ganti Password
Key = 1
LCD = Open = kode valid
Buka Pintu
Wait
Close
END
BuzzeBunyi
3 sekon
Key = x
LCD = Admin
LCD Please Change
35
3.5 Sistem Kerja Rangkaian Berdasarkan Flow Chart
Rangkaian mikrokontroler ini merupakan pusat pengolahan data dan pusat
pengendali alat. Di dalam rangkaian mikrokontroler ini terhadap empat buah port
yang digunakan untuk menampung input atau output data dan terhubung langsung
oleh rangkaian-rangkaian dari alat pengendali. Rangkaian ini tersusun atas osilator
kristal 11.0592 MHz yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa internal dan dua
buah kapasitor sebesar 30pF yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi. Pada
rangkaian mikrokontroler, di bawah terdapat dua buah rangkaian LED yang
berfungsi sebagai tanda saat kode password dimasukkan melalui keypad.
Kapasitor 10uF dan resistor 8k2Ω berfungsi untuk rangkaian Reset
sebelum program yang terdapat pada mikrokontroler dijalankan. Pada alamat Port
0 terdapat delapan buah resistor sebesar 10kΩ yang berfungsi sebagai pull up
pada Port 0.
Rangkaian ini di buat untuk mengatur output LCD, Buzzer, Pengunci
Pintu Door strike 101 yaitu dengan menggunakan Keypad sebagai input dari
rangkaian. Keypad sendiri berfungsi sebagai pengentri password yang sudah di
program di mikrokontroller AT 9S52. Untuk mengaktifkan buzzer dan alat
pengunci pintu door strike 101, dibutuhkan masing-masing driver relay untuk
keduanya, dan pengontrollan alat tersebut sudah diprogram didalam
mikrokontroller AT89S52, ketika input password benar maka Rangkaian relay
akan mengaktifkan Pengunci pintu, sedangkan ketika input password salah, maka
relay akan mengaktifkan buzzer. Sedangkan LCD langsung dihubungkan ke
mikrokontroller yaitu Port2.0 Port2.1, Port 2.2, Port, 2.3, dan Port 2.4.
36
3.6 Perancangan Elektronika
3.6.1 Bagian Elektronik
3.6.1.1 Rangkaian Catu Daya
Rangkaian catu daya memberikan suplai tegangan pada alat pengendali.
Rangkaian catu daya mendapatkan sumber tegangan dari PLN sebesar 220 VAC.
Tegangan 220 VAC ini kemudian diturunkan menjadi 15 VAC melalui trafo
penurun tegangan.
Tegangan AC 15V disearahkan oleh dioda bridge menjadi tegangan DC.
Keluaran dari dioda bridge ini kemudian masuk ke IC regulator yang fungsinya
adalah untuk menstabilkan tegangan. IC regulator terdiri dari dua buah IC, yaitu
LM7805 dan LM7812 yang menghasilkan tegangan DC sebesar +5V dan +12V.
Oleh karena tegangan yang diperlukan pada tiap rangkaian tidak sama, rangkaian
catu daya ini mempunyai dua buah keluaran tegangan DC, yaitu +5V dan +12V
yang berfungsi untuk memberi pasokan tegangan pada tiap rangkaian. Kapasitor
100nF berfungsi untuk membuang noise pada tegangan.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Catu
Daya:
a. Rangkaian catu Daya
37
Gambar 22 Rangkaian Catu Daya
b. Layout Catu Daya
Gambar 23 Layout Catu Daya
c. Tata Letak Komponen Pada Rangkaian catu Daya
Gambar 24 Tata Letak Komponen Catu Daya
3.6.1.2 Rangkaian Matrik Pada Keypad
Rangkaian keypad ini merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai
tombol untuk mengendalikan alat secara manual. Keypad ini tersusun atas tombol
matrik 4x3 dan masing-masing tombol terhubung ke ground. Tiap tombol dari
38
rangkaian ini akan terhubung langsung ke alamat register P.0 pada
mikrokontroler.
Gambar 25 Rangkaian Keypad Matrik 4x3
Dari rangkaian keypad pada Gambar 27 di atas, dapat diketahui bahwa bila
tidak ada penekanan tombol pada keypad maka kondisi pada P0.0 sampai P0.6
adalah 1 atau high. Jika terjadi penekanan pada tiap tombol pada tiap tombol pada
keypad, kaki port 0 pada baris dan kolom terhubung ke ground sehingga baris dan
kolom akan berlogika low atau 0. Untuk membuat program Assembler,
pengambilan data melalui keypad pada prinsipnya dilakukan dengan cara
membandingkan data awal sebalum terjadi penekanan keypad dengan data setelah
terjadi penekanan pada keypad. Dari rangkaian keypad tersebut, data yang
dibandingkan adalah data yang terletak pada alamat Port 0 mikrokontroler.
3.6.1.3 Rangkaian Sistem Minimum
39
Rangkaian mikrokontroler ini merupakan pengendali utama bagi sistem
yang telah dibuat. Pada dasarnya rangkaian mikrokontroler ini merupakan sistem
minimum dari mikrokontroler AT89S52.
Agar mikrokontroler dapat bekerja, maka dibutuhkan suatu rangkaian
osialtor sebagai sumber clock dan dalam hal ini digunakan osilator internal yang
sudah ada dalam mikrokontroler ATmega8535 yang langsung dihubungkan
dengan sebuah kristal. Kristal yang digunakan adalah kristal 1 MHz supaya
mikrokontroler dapat bekerja dengan kecepatan maksimum. Fungsi dari kapasitor
C1 dan C2 merupakan sebagai penstabil clock.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Sistem
Minimum:
a. Rangkaian Sistem Minimum
Gambar 26 Rangkaian Sistem Minimum
b. Layout Rangkaian Sistem Minimum
40
Gambar 27 Layout Rangkaian Sistem Minimum
c. Tata Letak Komponen Sistem Minimum
Gambar 28 Tata Letak Komponen Rangkaian Sistem Minimum
3.6.1.4 Rangkaian Relay Sebagai Driver Alat Pengunci Pintu (DS-101)
Rangkaian Relay ini berfungsi untuk menghubungkan tegangan 12 Volt ke
alat pengunci Door Strike 101. Alat ini dikendalikan langsung oleh
mikrokontroler. Saat mikrokontroler memberi pulsa atau logika 0, Door Strike
101 dalam keadaan tertutup, sedangkan bila logika 1 diberikan oleh
mikrokontroler maka relay akan mengalami gaya gerak magnet yang
menggerakan switch yang ada didalam relay ke tegangan 12 volt, sehingga alat
pengunci pintu dapat bekerja dan pintu akan terbuka.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Relay
Sebagai driver alat Pengunci Pintu:
41
a. Relay pada rangkaian alarm ini menggunakan supply tegangan sebesar 5
Volt untuk dapat menggerakkan relay. Beban yang dapat digunakan pada
relay adalah sampai 24 VDC dengan arus sebesar 1V.
Gambar 29 Rangkaian Relay Sebagai Driver Alat Pengunci Pintu
b. Layout Driver Relay dan Tata Letak Komponen
Gambar 30 Layout Rangkaian Driver Relay
42
Gambar 31 Tata Letak Komponen Rangkaian Driver Relay
3.6.1.5 Rangkaian LED sebagai Indikator
Rangkaian LED terdapat LED 1 yang terhubung pada alamat register P1.4
dan LED 2 terhubung pada register P1.6. LED. LED tersebut berfungsi untuk
menandakan bahwa password yang dimasukan melalui keypad benar atau salah.
LED terdiri dari dua warna yaitu merah dan hijau. Jika password yang dimasukan
benar maka LED warna hijau atau LED 1 akan menyala, tapi jika password salah
maka LED warna merah atau LED 2 akan menyala.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari rangkaian
LED:
a. Rangkaian LED c. Layout Rangkaian LED
b. Tata Letak Komponen LED
Gam
bar
33
Sk
ema
Ran
gkai
an
43
Gambar 32: a. Rangkaian LED b. Layout Rangkaian LED
c. Tata Letak Komponen LED
3.7 Gambar Rangkaian Keseluruhan
44
3.8 Bagian Perancangan Mekanik
Pada bagian perancangan mekanik ini yaitu, desain pemasangan alat ke
pintu, langkah-langkah pemasangan rangkaian elektronika kedalam box, serta
pemasang box rangkaian elektronika tersebut terhadap pintu ruangan.
Tampilan Desain Pintu
Gambar 34 Tampilan Depan Pintu
45
Alat sistem pengamanan pintu dipasang pada dinding bagian depan pintu,
lihat gambar dapat kita lihat pada box1, yaitu merupakan tempat menginput
password, pada box ini terdapat keypad, LCD, LED dan Buzzer. Sedangkan pada
box 2, merupakan tempat baterai emergensi. Apabila sumber listrik mati, baterai
dapat digunakan yaitu dengan menekan switch yang ada pada box 2 maka baterai
akan terhubung.
Perancangan Box Set
.
Gambar 35 Perancangan Box Set
Pada gambar kita lihat bahwa gambar 2 adalah box yang telah dilubangi
sesuai dengan ukuran LDC ( gambar 3) agar LCD dapat dipasang pada bagian itu.
Begitu juga dengan Keypad (gambar 4) langsung dipasangkam pada box dengan
melekatkannya dengan lem bakar. Pada gambar satu kita lihat bahwa itu
merupakan system elektronika dari system pengamanan pintu. Bagian ini
dipasang pada dibagian belakang box, kemudian dikunci dengan sekrup.
46
Mekanisme Pemasangan Alat Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Gambar 36 Mekanisme Pengunci Door Strike Series Model: DS-101
Door Strike Series Model: DS-101 dipasangkan pada bagian samping
pintu, sebelumnya dibuatkan dulu tempat untuk DS-101 dengan pengukuran yang
sesuai dengan ukuran dari alat tersebut. Berikut mekanismenya ukurannya:
Gambar 37 Tampak Pengukuran Alat Dari Samping
Door Strike SeriesModel: DS-101
47
Gambar 38 Tampak Pengukuran Alat Dari Atas
Gambar 39 Tampak Pengukuran Alat Ketika Dipasang ke Pintu
Keterangan gambar:
48
Semua nilai pengukuran dalam satuan Milimeter (mm)
3.9 Prinsip Kerja Alat
Alat pengunci pintu ini dapat dikendalikan yaitu dengan kode password
melalui keypad matrik untuk membuka pintu.
Prinsip kerja pengendalian melalui keypad matrik :
a. Rangkaian diberi catu daya.
b. Masukan 3 digit kode password.
c. Jika kode benar, tekan (1) untuk masuk Pengunci Pintu Door Strike 101 akan
terbuka selama 10 detik dan LED 1 (hijau) akan menyala.
d. Jika kode salah, Buzzer akan berbunyi selama 5 detik LED 2 ( merah ) akan
menyala.
Cara mengganti password
Pada saat mengganti password, semua password yang teregister di memori
mikrokontroller akan terkunci, sehingga hanya password baru yang berlaku.
a. Masukan password user yang ingin mengganti password.
b. Tekan (2).
c. Masukkan 3 digit password baru.
d. Setelah kode password lama diganti dengan kode password yang baru, semua
password yang teregister di memori mikrokontroller akan terkunci, sehingga
hanya password baru yang berlaku.
49
e. Untuk mereset kembali password lama yang sudah teregister dimemori
mikrokontroller, matikan power supply dan hidupkan kembali, maka semua
password yang teregister akan aktif kembali.
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Tujuan pengukuran alat
Pengukuran dan analisa merupakan tahap terpenting dalam pembuatan suatu
alat. Adapun tujuan dari pengukuran dan analisa rangkaian adalah untuk
mengetahui apakah alat yang dibuat dapat berfungsi dengan baik.
4.2 Pengukuran alat
Proses pengukuran dapat segera dilakukan setelah mengetahui titik-titik
pengukuran ( Tp ). Pengaruh impedansi juga perlu diperhatikan dalam melakukan
proses pengukuran. Ketidaksesuaian impedansi antara pengujian, kabel dan alat
pengukuran yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran.
4.3 Rangkaian pengujian
Rangkaian yang telah selesai dirancang sesuai dengan spesifikasi alat yang
diinginkan, maka perlu diadakan serangkaian pengujian-pengujian terhadap
rangkaian tersebut. Pengujian ini berguna untuk membuktikan bahwa hasil
perencanaan yang dilakukan adalah benar. Pengujian atau pengukuran dilakukan
47
50
pada rangkaian pengujian dengan memperhatikan TP (titik pengukuran). Adapun
titik pengukuran pada rangkaian dapat dilihat pada gambar 41.
4.4 Titik Pengukuran Pada Rangkaian
51
Gambar 40 Titik Pengukuran Pada Rangkaian
Dapat dilihat pada gambar 41 ada 13 titik pengukuran pada rangkaian
yaitu, pada bagian output Keypad, LED indikator, tegangan basis dan kolektor
pada Transistor, dan tegangan input pada Pengunci Pintu (door strike 101).
TABLE PENGUKURAN KEYPAD
52
Keterangan Table:
Berdasarkan data sheet nilai logika output Keypad, nilai minimum dan
maximum ditentukan oleh data sheet sebagai berikut:
Tabel 5 : Nilai Logika Output Keypad
(http://cubloc.com/download/etc/keypad.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V min V max Logika
VoLTegangan Output
Rendah0 V 0.5 V 0
VohTegangan Output
Tinggi0.6 V 5 V 1
Nilai Tegangan Minimum
Nilai Tegangan = 0 V sampai 0.5 V
Nilai Logika = 0
Nilai Tegangan Maksimum
Nilai Tegangan = 0.6 sampai 5 V
Nilai Logika = 1
Analisa
53
Rangkaian keypad matrik 4x3 menggunakan konfigurasi common anoda.
Sehingga ketika keypad tidak ditekan maka baris dan kolom akan berlogika 1.
Input yang digunakan untuk keypad pada rangkaian adalah 5 volt dc,
sedangkan ketika tombol keypad ditekan akan terjadi grounding yang
menyebabkan baris dan kolom yang terhubung dengan tombol yang ditekan
akan berlogika 0. Lihat tabel 4, pada saat tombol 1 ditekan, maka kolom 1 dan
baris 1 akan berlogika 0, sedangkan baris dan kolom atau tombol yang lain
berlogika 0 karena keypad bersifat serial, jadi input yang masuk secara
bergantian. Dapat kita lihat pada table 4, ketika tombol satu ditekan akan
menghasilkan logika 10110111 atau dalam bentuk hexadesimal akan bernilai
B7. Ketika Mikrokontroller mendapat input logika hexadesimal B7, maka
mikrokontroller akan mengkonversinya menjadi bilangan desimal 1, karena
bilangan tersebut sudah diprogram didalam mikrokontroller contoh B7 =
Desimal 1 begitu juga dengan tombol lainnya yang dapat kita lihat pada tabel
diatas. Setelah dilakukan pengukuran, ketika keypad ditekan maka
tegangannya berkisar 4.80 sampai 4.87 volt dan berlogika 1, arusnya 40.87
mA, sedangkan ketika keypad tidak ditekan maka tegangannya 0 volt dan
arusnya 0 A.
Hasil Pengukuran Input Mikrokontroller AT89S52 :
Tabel Hasil Pengukuran Input Mikrokontroller AT89S52 dari Keypad
Tabel 6 Data Pengukuran Input Mikrokontroller AT89S52 dari Keypad
54
Nilai PengukuranTitik
PengukuranTp 1 Tp 2 Tp 3 Tp 4 Tp 5 Tp 6 Tp 7 Tp 8
Port P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
Tegangan ( V )
4.87 0 0 0 0 0 0 00 4.82 0 0 0 0 0 00 0 4.84 0 0 0 0 00 0 0 4.87 0 0 0 00 0 0 0 4.80 0 0 00 0 0 0 0 4.87 0 00 0 0 0 0 0 4.85 00 0 0 0 0 0 0 4.86
Timing Diagram Tegangan Input Mikrokontroller AT89S52
Gambar 42 Timing Diagram Input Mikrokontroller dari Keypad
Analisa
Sistem input mikrokontroller bersifat serial, ketika input tegangan logika 1
masuk kesalah satu port contoh P1.7, maka port yang lain akan berlogika 0.
Nilai logika pada pengukuran tegangan input pada mikrokontroller yang
berkisar dari 4.80 sampai 4.87 adalah adalah 1, Karena berdasarkan dengan
data sheet mikrokontroller AT89S52 tegangan maksimal dan minimum akan
ditentukan sesuai data sheet berikut:
55
Tabel 7 Tabel Spesifikasi Nilai Logika AT89S52(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1919.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V Min V Max Logika
Vil Tegangan Input Rendah -0.5 V 0.2 V 0
Vih Tegangan Input Tinggi 0.2 V 5 V 1
Vol Tegangan Output Tinggi -0.5 V 0.45 V 0
Voh Tegangan Output Tinggi 0.45 V 5 V 1
Input tegangan yang masuk ke mikrokontroller AT89S52 akan berlogika 0
apabila tegangan yang masuk -0,5 volt sampai 0,2 volt dan input tegangan
akan berlogika 1 apabila tegangan yang masuk 0,2 volt sampai dengan 5 volt.
Jadi input tegangan dari keypad 4.87 volt adalah berlogika 1.
Hasil pengukuran Rangkaian Relay Sebagai driver Pengunci Pintu
( Door Strike 101 )
Gambar 43 : titik Pengukuran Pada relay Sebagai Driver
Tabel 8 Tabel Pengukuran Rangkaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu
(Password Benar)
Pengukuran Driver Relay Untuk Password Benar
22 k
56
Password Benar 4 5 6
Titik Pengukuran Tegangan Relay Door Strike 101
Tp 11 = V in 4.4 Volt OFF Terkunci
Tp 12 = V c 4.2 Volt ON Terkunci
TP 13 = Vout 12 Volt ON Terbuka
Tabel 9 Tabel Pengukuran Rangkaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu
(Password Salah)
Pengukuran Driver Relay Untuk Password Salah
Password Salah919
Titik Pengukuran Tegangan Relay Door Strike 101
Tp 11 = V in 0 Volt OFF Terkunci
Tp 12 = V c 4.2 Volt OFF Terkunci
TP 13 = Vout 0 Volt OFF Terkunci
Analisa
Pada saat input password benar atau teregister didalam mikrokontroller
maka input tegangan pada rangkaian adalah 4.4 Volt dan berlogika 1.
Sedangkan nilai pengukuran tegangan kolektor pada transistor S9013
adalah 4.2 volt. Sebelum basis transistor mendapat input tegangan, nilai
tegangan kolektor adalah 0 volt oleh karena tegangan 4.4 volt masuk ke
basis transistor, terjadi saturasi yang menyebabkan transistor dalam
keadaan tertutup yang menyebabkan arus basis masuk ke kolektor
57
sehingga mengaktifkan relay pada kondisi ini arus kolektor adalah 0.2 mA.
Pada saat inilah transistor disebut sebagai switch. Ketika tegangan masuk
ke input relay, antara magnet coil dan electromagnet yang ada didalam
relay mengalami induksi, sehingga electromagnet menarik steel plate
untuk mengubah arah jalur tegangan catu daya, yaitu dari tegangan 5 volt
ke 12 volt lihat gambar 14 (relay electromagnetis). Alat pengunci (door
strike 101) membutuhkan tegangan 12 volt, pada saat steel plate pada relay
terhubung dengan tegangan 12 volt, alat pengunci akan aktif dan dalam
kondisi terbuka.
Pada Saat Input password salah, mikrokontroller tidak dapat membaca
kode yang tidak teregister, sehingga tidak memeberikan input ke basis
transistor sedangkan pada Vc terhubung dengan tegangan 5 volt akan
tetapi tidak terhubung dengan Vb sehingga tidak terjadi hubungan antara
Vb dan Vc sehingga relay tidak aktif.
Perhitungan Rangkaian Relay Sebagai driver Pengunci Pintu ( Door
Strike - 101
Didalam driver relay terdapat transistor sebagai saklar untuk mengaktifkan
relay. Tegangan supply yang digunakan input transistor adalah 5V DC yang
difungsikan untuk mensaklar sebuah relay 5V DC 20 mA. Transistor diplih
bervariasi dengan variasi hfe dari 100 – 500 yaitu S9013. Rangkaian
menggunakan konfigurasi common-emitor (gambar dibawah). Tentukan nilai Rb
(tahanan basis)
58
Gambar 44. Rangakaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu ( Door Strike )
Karena transistor mungkin mempunyai hfe antara 100 - 500 maka kita
pilih dulu menggunakan hfe minimum ( 100 ). Arus kolektor adalah 20mA, maka
Arus Basis yang dibutuhkan adalah:
hfe = Ic / Ib
ib = Ic / hfe(min) = 20/100= 0.2mA
Nilai Vin adalah 5V DC, nilai Vbe adalah 0,6V DC (konstanta) berarti
tegangan yang melewati Rb adalah:
Vin - Vbe = 4,4 V DC.
Sehinggan Nilai Rb dapat kita hitung:
Rb = 4.4 / 0.2 = 22K
Hasil Pengukuran Pada LED Indikator:
Table 9 Hasil Pengukuran Pada Rangkaian LED Indikator
Titik Pengukuran LED Password Benar Password Salah
Tp 9 1 ( Hijau ) 4.95 V 0 V
59
Tp 10 2 ( Merah ) 0 V 4.95 V
Analisa
Pada rangkaian LED diberi input tegangan 5 volt. Ketika input password
benar, atau sesuai dengan data yang sudah teregister didalam mikrokontroller,
maka LED 1 ( hijau ) akan menyala. Setelah dilakukan pengukuran pada Tp
9, tegangan yang keluar adalah 4.95 volt. Sedangkan ketika input password
salah, atau kode yang dimasukkan tidak sesuai dengan data yang teregister
dimikrokontroller, maka LED 2 ( merah ) akan menyala. Dan dilakukan
pengukuran pada Tp 10 tegangan yang keluar adalah 4.95 volt.
Hasil Perhitungan Pada LED Indikator
I = V / R
= 5 / 330
= 0.015 A x 1000
= 15 mA
V = I x R
= 15 mA x 330
= 4950 mV / 1000
= 4.95 V
60
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancanangan dan analisa dari sistem keamanan pintu
dengan menggunakan password berbasis mikrokontroller AT89S52, dapat
disimpulkan bahwa:
Keypad matrik 4x3 merupakan alat penginput data yang tersusun dari saklar
saklar. Rangkaian keypad matrik 4x3 menggunakan konfigurasi common
anoda. Sehingga ketika keypad tidak ditekan maka baris dan kolom akan
berlogika 1. Input yang digunakan untuk keypad pada rangkaian adalah 5 volt
DC, sedangkan ketika tombol keypad ditekan akan terjadi grounding yang
menyebabkan baris dan kolom yang terhubung dengan tombol yang ditekan
akan berlogika 0. pada saat tombol 1 ditekan, maka kolom 1 dan baris 1 akan
berlogika 0, sedangkan baris dan kolom atau tombol yang lain berlogika 0
karena keypad bersifat serial, jadi input yang masuk secara bergantian.
Driver Relay akan bekerja ketika transistor mengalami saturasi yang
menyebabkan tegangan basis dari transistor masuk ke tegangan kolektor dan
58
61
masuk ke input relay, pada kondisi ini relay mengalami induksi
elektromagnetis yang dapat menghubungkan steel plate didalam relay pada
tegangan 12 volt sehingga door strike 101 mendapat input 12 Volt dan
terbuka.
Door Strike 101 merupakan alat pengunci elektromagnetis yang
konfigurasinya terdiri dari lilitan, magnet ,tuas penahan kunci dan pengunci.
Alat ini akan bekerja pada tegangan 12 V. ketika tidak diberi tegangan, maka
tidak akan terjadi induksi elektromagnetis, sehingga alat
masih dalam keadaan terkunci, sedangkan ketika alat diberi tegangan 12 volt,
maka akan terjadi induksi elektromagnetis antara lilitan dan magnet, yang
menyebabkan tuas penahan kunci ditarik oleh gaya gerak magnet, sehingga
pengunci dapat didorong dan pintu terbuka.
LED diberi input tegangan 5 volt. Ketika input password benar, atau sesuai
dengan data yang sudah teregister didalam mikrokontroller, maka LED 1
( hijau ) akan menyala. Setelah dilakukan pengukuran pada Tp 9, tegangan
yang keluar adalah 4.95 volt. Sedangkan ketika input password salah, atau
kode yang dimasukkan tidak sesuai dengan data yang teregister
dimikrokontroller, maka LED 2 ( merah ) akan menyala. Dan dilakukan
pengukuran pada Tp 10 tegangan yang keluar adalah 4.95 volt.
1.2 Saran
Perhatikan tegangan input yang masuk ke mikrokontroller AT89S52 yang
bekerja pada tegangan 5 volt. Lakukan pengukuran pada output catudaya
62
yang dihubungkan pada VCC mikrokontroller AT89S52, apakah benar-
benar 5 Volt dan sesuai dengan data logika mikrokontroller tersebut
dimana tegangan -0.5 sampai 0.2 logika 0 dan 0.3 sampai 5 logika 1,
apabila tegangan yang masuk ke VCC lebih dari 5 volt maka
mikrokontroller akan mengalami kegagalan atau rusak.