i

TUGAS AKHIR

Perancangan Gembok Fingerprint

Diajukan guna melengkapi sebagian syarat

dalam mencapai gelar Sarjana Strata Satu (S1)

Disusun Oleh:

Nama : Muhamad Irwansyah Rasjidin

NIM : 41412120059

Program Studi : Teknik Elektro

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKUTLAS TEKNIK

UNIVERSITAS MERCU BUANA

JAKARTA

2014

ii

iii

iv

“Berpikirlah Besar dan Bertindaklah Sekarang.”

v

ABSTRAK

Sistem kemanan pengunci gembok saat ini masih banyak menggunakan

sistem penguncian manual. Dengan adanya teknologi fingerprint munculah ide

tentang sistem keamanan yang dibuat dengan menggunakan gembok. Saat ini

gembok masih menggunakan cara manual yaitu dengan menggunakan kunci

sebagai pembukanya dan rentan untuk keamanan. Oleh karena itu dengan

menggabungkan gembok dengan sistem fingerprint, menjadikan tingkat keamanan

yang lebih baik karena fingerprint merupakan sebuah sistem dengan pengenalan

sidik jari sesorang yang terdapat dalam database sehingga gembok tidak akan

terbuka jika sidik jari tidak cocok.

Oleh sebab itu bagaimanakah menggabungkan penguncian manual dengan

sistem Sensor Fingerprint. Perancangan diperlukan baterai sebagai sumber daya,

catu daya 5 VDC sebagai input tegangan arduino, driver relay sebagai penyearah

tegangan, solenoid digunakan untuk pengunci dan arduino sebagai

mikrokontroler. Sistem kerjanya dengan pemindaian data biometrik sidik jari oleh

Sensor Fingerprint, kemudian proses verifikasi dan gembok terbuka.

Hasil dari perancangan ini adalah alat yang dirancang mampu bekerja

untuk membuka pengunci gembok secara otomatis dengan sistem kendali yang

sesuai dengan flowchart yang direncanakan dengan menggunakan mikrokontroler

arduino uno sebagai kontroler utama. Sementara pemograman menggunakan

bahasa c dengan compiler menggunakan arduino uno.

Kata kunci : Sensor Fingerprint, Mikrokontroler, Solenoid, Kunci

vi

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT, berkat rahmat,

hidayah, dan atas karunia nikmat-nikmatnya sehingga penulis dapat

menyelesaikan penulisan laporan skripsi ini. Shalawat serta salam penulis

panjatkan kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah membawa umat manusia

menuju jalan yang diridhoi ALLAH SWT.

Penulisan laporan ini bertujuan untuk mengaplikasikan semua ilmu

pengetahuan, pelajaran dan pengalaman yang penulis dapatkan selama kuliah

dan untuk memenuhi persyaratan lulus Strata Satu Universitas Mercu Buana.

Dalam penyelesaian skripsi ini penulis telah banyak mendapat bantuan

dari berbagai pihak, baik secara langsung maupun tidak langsung untuk

memecahkan masalah dan hambatan yang dihadapi selama pelaksanaan Skripsi

ini.

Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih

kepada :

1. Ayah, Ibunda dan saudara saya tercinta yang telah banyak mendoakan dan

memberikan motivasi buat saya dalam pembuatan skripsi ini.

2. Bapak Dr. Ir. Arissetyanto Nugroho, MM, Selaku Rektor Universitas Mercu

Buana Jakarta.

3. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT selaku Kaprodi Teknik Elektro dan dosen

pembimbing, terima kasih atas dukungan dan bimbingannya.

4. Seluruh Staf pengajar Universitas Mercu Buana Jurusan Teknik Elektro atas

bimbingan dan ilmunya selama masa perkuliahan hingga selesai.

5. Nuruli Putri Melati yang telah banyak membantu dan tak bosan – bosan

memberi motivasi dalam pembuatan skripsi ini.

6. Fauzan Fahlevi yang telah banyak membantu dan berbagi ilmu serta menjadi

teman sharing.

vii

7. Aris Munandar yang telah banyak memberi masukan untuk skripsi ini.

8. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyajian dan penulisan Laporan Skripsi

ini masih banyak kekurangan, untuk itu mohon kritik dan sarannya yang bersifat

membangun untuk kesempurnaan laporan ini.

Akhirnya penulis mengucapkan banyak terima kasih dan semoga Laporan

Skripsi ini dapat memberi manfaat dan menambah wawasan pengetahuan penulis

khususnya dan pembaca pada umumnya.

Jakarta, 11 November 2014

Penulis,

Muhamad Irwansyah Rasjidin

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ……………………………………………………… i

LEMBAR PERNYATAAN…………………………….………………… ii

LEMBAR PENGESAHAN …………………………….………………… iii

HALAMAN MOTTO …………………………….………………………. iv

ABSTRAK ………………………………………………………………… v

KATA PENGANTAR …………………………….………………………. vi

DAFTAR ISI …………………………….………………………………… viii

DAFTAR TABEL …………………………….…………………………… xii

DAFTAR GAMBAR …………………………….………………………… xiii

DAFTAR SINGKATAN…………………………………………………… xvi

DAFTAR LAMPIRAN …………………………….……………………… xvii

BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………….. 1

1.1 Latar Belakang ………………………………………………………….. 1

1.2 Perumusan Masalah …………………………………………………….. 3

1.3 Batasan Masalah ……………………………………………………… 3

1.4 Tujuan ...………………………………………………………………… 4

1.5 Metode Penyelesaian Masalah ………………………………………….. 4

1.6 Sistematika Penulisan …………………………………………………... 5

BAB II LANDASAN TEORI ………………………………...…………… 6

2.1 Module Relay ………………………….……………………………….. 6

ix

2.1.1 Dasar-Dasar Relay…………………………………………………….

2.1.2 Jenis-Jenis Module Relay ……..…………………………………..….

6

7

2.1.3 Prinsip Kerja Module Relay …………………………………...…….. 9

2.1.4 Fungsi Relay …………………………………………………………. 11

2.1.5 Relay Sebagai Pengendali ………………………………….……..….. 13

2.2 Elektrolit Kondensator …………………………………………………. 15

2.2.1 Jenis-Jenis Kapasitor …………………………………………………. 16

2.2.2 Fungsi Kapasitor ……………………………………………………… 20

2.2.3 Cara Kerja Elektrolit Kondensator ........................................................

2.3 DIP Switch ...............................................................................................

2.4 IC Regulator .............................................................................................

2.4.1 Pengertian IC (Intergrated Circuit) .......................................................

2.4.2 Jenis-Jenis IC ........................................................................................

2.5 Solenoid ...................................................................................................

2.6 Baterai Lithium Polymer .........................................................................

2.7 Arduino Uno ……………………………………………………………

2.8 Sensor Fingerprint ……………………………………………………...

20

21

26

26

27

43

44

45

51

BAB III METODE PENELITIAN ……………………………………….. 58

3.1 Persiapan Perancangan Alat …...……………………………………….. 58

3.2 Proses Perancangan Alat ….…….……………………………………… 59

3.2.1 Rangkaian Sensor Fingerprint dengan Arduino ………………..…….. 60

x

3.2.2 Rangkaian Catu Daya 5 VDC dengan Arduino ………..……………... 63

3.2.3 Rangkaian Driver Relay dengan Arduino ……………………...……..

3.2.4 Rangkaian Solenoid dengan Arduino…………………………………

3.2.5 Rangkaian Sistem Keseluruhan ………………………………………

3.2.6 Perancangan Mekanisme Gembok ……………………………………

3.3 Perancangan Program (Software) ………………………………………

3.3.1 Bahasa Pemograman Arduino ………………………………………...

3.3.2 Program Pendeteksi Sidik Jari………………………………………...

3.3.3 Program Pendaftaran Sidik Jari……………………………………….

3.3.4 Program Aktif Solenoid……………………………………………….

64

65

66

67

71

76

81

86

92

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA SISTEM ……………... 93

4.1 Tujuan Penguijian………...…………………………………………….. 93

4.2 Persiapan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak……………………... 93

4.3 Pengujian Setiap Komponen…………………………………………… 94

4.3.1 Pengujian Catu Daya…………………...…………………………….. 94

4.3.2 Pengujian Arduino Uno R3…………..……………………………….

4.3.3 Pengujian Sensor Fingerprint…………………………………………

4.3.4 Pengujian Solenoid 12 VDC………………………………………….

4.3.5 Pengujian Baterai Lithium Polymer…………………………………..

4.3.6 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan………………………………...

95

98

100

101

103

xi

BAB V PENUTUP ………………………………………………………… 104

5.1 Kesimpulan …………………………………………………………… 104

5.2 Saran ……………………………………………………………………. 104

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Jenis-Jenis Switch 23

Tabel 2.2 IC Regulator 31

Tabel 2.3 Aplikasi Dasar IC Timer NE555 38

Tabel 4.1 Pengukuran Catu Daya 5VDC 96

Tabel 4.2 Pengujian Sensor Fingerprint 99

Tabel 4.3 Pengujian dan Pengukuran Solenoid 101

Tabel 4.4 Pengukuran Baterai Lithium Polymer 103

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Relay jenis Single Pole Double Throw(SDPT) 8

Gambar 2.2 Simbol Coil dan Contact Dari Timing Relay 11

Gambar 2.3 Simbol Coil dan Contact Dari Latching Relay 12

Gambar 2.4 Relay Untuk Membentuk Gerbang Logika 15

Gambar 2.5 Thermal dan Solid State Timer 16

Gambar 2.6 Counter Elktromekanik 17

Gambar 2.7 Polaritas Kondensator Elektrolit 17

Gambar 2.8 Kapasitor Elektrostatic 18

Gambar 2.9 Kapasitor Electrolytic 19

Gambar 2.10 Cara Kerja Elektrolit Kondensator 22

Gambar 2.11 Simbol Saklar 26

Gambar 2.12 Simbol DIP Switch 26

Gambar 2.13 Simbol Saklar DPDT 27

Gambar 2.14 Konfigurasi Pin IC Op-Amp 741 28

Gambar 2.15 Skematik Regulator 33

Gambar 2.16 PIN (Kaki) IC NE555 36

Gambar 2.17 Komponen Internal IC NE555 38

Gambar 2.18 IC Digital 40

xiv

Gambar 2.19 Solenoid 45

Gambar 2.20 Baterai Lithium Polymer 48

Gambar 2.21 Board Arduino Uno 49

Gambar 2.22 Kabel USB Board Arduino Uno 49

Gambar 2.23 Tampilan Framework Arduino UNO 55

Gambar 2.24 Skematik Arduino Uno R3 56

Gambar 2.25 Sensor dengan teknik optis 58

Gambar 2.26 Sensor dengan teknik kapasitans 60

Gambar 2.27 Sensor dengan teknik thermal 60

Gambar 3.1 Blok Diagram 63

Gambar 3.2 Sensor Fingerprint 66

Gambar 3.3 Konfigurasi Sensor Fingerprint dengan Arduino 68

Gambar 3.4 Konfigurasi Catu Daya dengan Arduino 69

Gambar 3.5 Konfigurasi Driver Relay dengan Arduino 71

Gambar 3.6 Konfigurasi Solenoid dengan Arduino 72

Gambar 3.7 Konfigurasi Rangkaian Keseluruhan 73

Gambar 3.8 Perancangan Mekanik Gembok 74

Gambar 3.9 Gembok dengan Switch 75

Gambar 3.10 Baterai Lithium Polymer 75

Gambar 3.11 Penempatan Baterai Lithium Polymer 76

Gambar 3.12 Penempatan Arduino dan Driver Relay 77

xv

Gambar 3.13 Tampilan Program Arduino 78

Gambar 3.14 Flowchart Proses Pendaftaran 87

Gambar 3.15 Flowchart Proses Aktifasi Gembok 88

Gambar 3.16 Program Pendeteksi Sidik Jari 89

Gambar 3.17 Program Pendaftaran Sidik Jari 92

Gambar 4.1 Pengujian Catu Daya 101

Gambar 4.2 Pengujian Arduino Uno R3 103

Gambar 4.3 Hasil Upload Program 104

Gambar 4.4 Pengujian Sensor Fingerprint 106

Gambar 4.5 Proses Pendaftaran Sidik Jari 106

Gambar 4.6 Pengujian Solenoid 108

Gambar 4.7 Pengujian Baterai Liyhium Polymer 109

Gambar 4.8 Pengujian Sistem Keseluruhan 110

Gambar 4.9 Hasil Akhir Sistem 111

xvi

DAFTAR SINGKATAN

SPST = Single Pole Single Throw

DPST = Double Pole Single Throw

USB = Universal Serial Bus

VDC = Volt Direct Current

TTL = Transistor transistor logic

PCB = Printed circuit board

DIP = Dual In-line Package

IC = Intergrated Circuit

Li-Po = Lithium Polymer

LED = Light Emitting Diode

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1

Program Gembok Fingerprint

Lampiran 2

Diagram Skematik Perancangan Gembok Fingerprint

Lampiran 3

Foto Gembok Fingerprint