Rancang Bangun Robot Manipulator Untuk Sistem Penyimpan Dan Pengambil Sejata Api Laras Pendek

1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Beberapa tahun terakhir ini sering terjadi penyalahgunaan senjata api oleh orang-orang yang tidak bertanggung jawab. Menurut situs berita tempo,

Kepolisian RI mencatat 152 kasus penyalahgunaan senjata api dalam tiga tahun yaitu tahun 2009 hingga 2011. Semakin tahun kemungkinan jumlah kasus bisa bertambah banyak. Banyak faktor yang menjadi penyebab sejumlah orang menyalahgunakan senjata, salah satunya adalah faktor ekonomi. Jumlah penduduk miskin pada tahun 2015 diprediksi mencapai 30,25 juta orang atau sekitar 12,25 persen dari jumlah penduduk Indonesia. Seseorang yang dipenuhi beban hidup terkadang sulit berpikir sehat untuk mencari rezeki, akhirnya tindak kejahatan menjadi solusi yang dipilih. Banyaknya akses untuk mendapatkan senjata api secara legal maupun ilegal membuat kejahatan yang melibatkan senjata api cukup sulit diminimalisir. Seperti yang terjadi di PT. Pindad pada tahun 2012 telah kehilangan beberapa senjata api laras pendek. Kasus lainnya terjadi di Jawa Timur, sejumlah oknum polisi brimob berhasil mencuri senjata dari gudang senjata Polda Jatim. Masih banyak kasus-kasus pencurian senjata lainnya yang sudah teruangkap maupun yang belum terungkap. Hal ini bisa menjadi indikator bahwa sistem keamanan harus diperbaiki setidaknya untuk meminimalkan terjadi lagi kasus pencurian. Dalam tugas akhir ini dirancang sebuah sistem penyimpanan dan pengambilan senjata menggunakan sistem keamanan sidik jari yang diharapkan akan menambah tingkat keamanan penyimpanan senjata. Selain itu

untuk lebih memudahkan dalam menyimpan senjata dibuat loker yang proses penyimpannya dan pengambilannya beroperasi secara otomatis, dilakukan oleh sistem mekanik yang sudah dirancang sedemikian rupa.

Pada umumnya sistem penyimpanan senjata disimpan di sebuah gudang dengan sistem keamanan yang masih konvensional (menggunakan kunci). Oleh karena itu masih ada orang yang bisa masuk dan keluar, ditambah lagi jika ada kerja sama dengan orang dalam. Sistem yang akan dibuat menggunakan salah satu bagian dari organ tubuh yaitu sidik jari sebagai sistem keamanannya dan memiliki history pengaksesan senjata terakhir baik itu penyimpanan ataupun pengambilan yang akan ditampilkan di LCD 16x4. Tampilan history tersebut berisi jam , tanggal , dan id sidik jari. ID sidik jari yang disimpan dalam history ada 2 macam ID, ID sidik jari tipe operator dan ID sidik jari tipe prajurit. Yang pertama ID tipe operator, adalah ID yang bisa membuka kemananan sistem. Jadi ketika seorang prajurit (sidik jari tipe prajurit) akan mengambil atau menyimpan (pengaksesan) senjata selain membutuhkan sidik jarinya sendiri, diperlukan juga sidik jari dari operator dan sidik jari operator pun tanpa sidik jari tipe prajurit hanya bisa membuka sistem tidak bisa mengambil senjata. Oleh karena itu id ini jumlahnya terbatas, dalam tugas akhir ini berjumlah 4. Yang kedua adalah sidik jari tipe prajurit, seperti sudah disebutkan diatas adalah tipe sidik jari yang bisa mengakses senjata tapi membutuhkan terlebih dahulu sidik jari tipe operator untuk membuka sistem. Tanpa sidik jari tipe operator, sidik jari tipe prajurit tidak bisa melakukan pengaksesan senjata. ID ini jumlahnya tergantung berapa orang user yang biasa mengakses senjata, dalam tugas akhir ini id yang disediakan berjumlah 4 ID. Dengan kata lain untuk melakukan penyimpanan datau pengambilan senjata

dibutuhkan dua tipe sidik jari tersebut. Pendaftaran kedua sidik jari tersebut dilakukan ketika seseorang sudah sah menjadi bagian dari kepolisian, kemiliteran ataupun karyawan sebuah pabrik senjata. Sistem seperti ini diharapkan akan membantu mencegah terjadinya pencurian senjata. Dari segi tata cara pengaksesan senjata, sistem yang dibuat beroperasi secara otomatis, yang bertujuan menambah kepraktisan dalam penangksesan senjata. Kotak senjata akan ditempatkan ke loker penyimpanan dengan sistem mekanik yang sudah dirancang mengikuti bentuk rak tanpa perlu memindahkan sendiri, tetapi dalam sistem yang dirancang ada dua kotak penyimpanan yang tidak memiliki piston pendorong sehingga harus memindahkan manual ketika melakukan pengambilan. Penyimpanan kotak senjata sendiri berbentuk rak, hal ini bertujuan untuk menghemat penggunaan tempat. Jumlah kotak penyimpanan yang kosong, belum terisi oleh senjata akan ditampilkan juga ke dalam LCD berukuran 16x4, dan jika kotak penyimpanan kosong tanpa senjata tapi ataupun penuh diisi senjata, LCD tersebut akan memberi peringatan.

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasarkan latar belakang yang telah dikemukakan, maka dapat diidentifikasi permasalahan dalam tugas akhir ini yaitu sebagai berikut :

1. Sistem penyimpanan senjata api yang banyak digunakan masih konvenional. 2. Perlu adanya history pengkasesan senjata untuk membantu mencegah

terjadinya pencurian senjata.

3. Belum adanya penyimpanan dan pengambilan senjata yang beroperasi secara otomatis.

1.3 Rumusan Masalah

Dari beberapa penjelasan pada bagian latar belakang masalah, dapat disimpulkan beberapa rumusan masalah, diantaranya :

1. Bagaimana merancang sistem keamanan penyimpanan senjata api yang lebih baik dari sistem konvensional?

2. Bagaimana membuat history pengaksesan senjata yang bisa membantu mencegah terjadinya pencurian senjata?

3. Bagaimana merancang sistem penyimpanan dan pengambilan senjata yang beroperasi secara otomatis?

1.4 Tujuan

Untuk membuat sistem yang baik dan beroperasi sesuai dengan tujuan awal penelitian, maka harus dicari solusi untuk mengatasi rumusan-rumusan masalah yang ada. Sehingga tujuan pada penelitian ini, diantaranya :

1. Memperoleh sistem keamanan penyimpanan senjata api menggunakan akses fingerprint module yang diharapkan lebih baik dari sistem konvensional. 2. Menyimpan data pengaksesan berisi tanggal , jam , ID sidik jari pada saat

kotak diakses ke dalam EEPROM dan dibantu modul RTC untuk memperoleh jam dan tanggalnya secara update.

3. Menyimpan dan mengambil senjata dengan bentuk rak penyimpanan yang bertingkat, pergerakannya mengkombinasikan sistem kendali on-off dan sistem mekanik yang memiliki pergerakan vertikal dan horizontal, sehingga dapat bergerak mengikuti bentuk rak. Proses pergerakan tersebut ditambah

dengan sensor limit switch sebagai penempatan posisi dan piston pneumatik sebagai pendorong untuk memindahkan senjata.

1.5 Batasan Masalah

Untuk lebih mengarahkan kepada tujuan penelitian agar lebih spesifik, maka diberikan batasan-batasan masalah, diantaranya.

1. Jenis senjata yang digunakan adalah tipe FN.

2. Berat maksimal senjata yang digunakan adalah 1 Kg.

3. Sidik jari harus selalu dalam keadaan bersih dan tanpa ada luka. 4. Jumlah kapasitas loker yang disediakan adalah 4 buah sebagai sample. 5. Jumlah piston pendorong senjata hanya terdapat di 2 loker ( loker 1 dan

loker 2 ).

6. Proses pendaftaran sidik jari dan history pengkasesan senjata dijamin keamanannya.

7. Tampilan history hanya menampilkan 4 data pengaksesan terakhir.

1.6 Metode Penelitian

Penyusunan laporan ini tentu saja tidak terlepas dari proses pengumpulan data yang akan dijadikan bahan pembahasan. Dalam mengumpulkan data-data tersebut penulis menggunakan bebebrapa metode kerja. Studi literatur, pemilihan dan pengadaan komponen, perancangan dan pembuatan hardware, pengujian dan analisa.

1.6.1 Studi Literatur

Melakukan studi literatur terhadap beberapa referensi yang berkaitan dengan tugas akhir yang dilakukan.

1.6.2 Pemilihan dan Pengadaan Komponen

Melakukan pengamatan dan memeriksa ketersediaan komponen yang dibutuhkan, dari segi biaya, karakteristik komponen serta kinerja dari masing-masing komponen yang ada di pasaran.

1.6.3 Pembuatan Hardware dan Software

Pembuatan sistem mekanik alat, penempatan motor dalam sistem mekanik, pembuatan program untuk mengontrol sistem mekanik.

1.6.4 Pengujian dan Analisa

Melakukan pengujian terhadap kinerja alat dan melakukan analisa terhadap kesalahan-kealahan ketika alat tidak beroperasi dengan benar.

1.7 Sistematika Penulisan Laporan

BAB I PENDAHULUAN, membahas tentang latar belakang, identifikasi masalah, perumusan masalah, tujuan tugas akhir, batasan masalah, metode penelitan dan sistematika penulisan.

BAB II DASAR TEORI, menjelaskan tentang teori-teori dasar yang dipakai untuk mengerjakan tugas akhir ini.

BAB III PERANCANGAN ALAT, membahas tentang pemilihan, spesifikasi komponen-komponen yang dipakai, membahas tentang perancangan desain

yang akan dibuat, blok diagram sistem, perancangan hardware dan perancangan software.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS , melakukan pengujian alat, pengambilan data dan menganalisa sistem apakah berjalan sesuai tujuan awal.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN, menyimpulkan tentang hasil dari pengujian sistem alat yang telah dibuat dan membuat saran.

8

LANDASAN TEORI

Landasan teori diperlukan untuk membantu memahami segala teori yang berhubungan dengan pengerjaan alat baik software maupun hardware sehingga tidak terlalu banyak menemukan kesulitan.

2.1Microcontroller

Microcontroller adalah sebuah komputer kecil yang terdapat di dalam sebuah rangkaian terintegrasi. Microcontroller pada dasarnya terdiri CPU (Central Processing Unit), memory, input/output ports, timers and counters, interrupt controls, analog to digital converters, serial interfacing ports dan oscillatory circuits.

Gambar 2.1 Blok Diagram Microcontroller[9] Penjelasan singkat mengenai blok diagram microcontroller : a. CPU (Central Processing Unit)

CPU adalah otak dari sebuah microcontroller. CPU bertugas untuk mengambil setiap intruksi dalam bentuk kode dan melakukan decode (menterjemahkan intruksi) ke dalam bahasa mesin untuk selanjutnya

dilakukan eksekusi. CPU juga bertugas untuk menghubungkan setiap bagian dari microcontroller ke dalam sebuah sistem.

b. Memory

Fungsi dari sebuah memory adalah menyimpan setiap intruksi dan data dari sebuah program. Microcontroller biasanya memiliki sejumlah memori seperti SRAM, ROM/EPROM/EEPROM dan flash memory.

c. Parallel Input/Output Ports

Parallel input/output ports digunakan untuk melakukan interface dengan perangkat lain yang dibutuhkan untuk keperluan sebuah sistem seperti LED, LCD, motor servo, fingerprint module dan lain-lain.

d. Serial Ports

Serial port digunakan untuk keperluan berbagai interface serial antara mikrokontroler dan perangkat lain seperti halnya parallel port.

e. Timers / Counters

Timers / counters merupakan salah satu fungsi yang sangat berguna dari mikrokontroler. Mikrokontroler memiliki lebih dari satu timer dan counter. Operasi utama dari timer dan counter adalah melakukan clock function , modulasi, pulse generations, pengukuran frekuensi, membuat osilasi, dan lain-lain.

f. ADC (Analog to Digital Converter)

ADC berfungsi untuk mengkonversi sinyal analog menjadi digital. Konversi ini dilakukan dengan tujuan mendapatkan output berupa sinyal digital, salah satu contohnya adalah pengukuran suhu yang hasilnya ditampilkan pada sebuah LCD.

g. Interrupt Control

Interrupt control digunakan untuk melakukan interupsi pada sebuah program ketika dieksekusi. Interrupt control memiliki dua jenis, yaitu interrupt control internal (memakai intruksi interupsi) dan interrupt control eksternal (memakai akses pin interupsi).

h. Special Functioning Block

Special functioning block merupakan bagian tambahan pada sebuah mikrokontroller untuk kebutuhan tertentu. Tidak semua mikrokontroller menggunakan special functioning block.

Salah satu microcontroller yang paling banyak digunakan pada jaman sekarang adalah arduino. Arduino adalah sebuah platform komputasi fisik yang bersifat open-source berbasis papan/board microcontroller sederhana. Hardware-nya menggunakan prosesor atmel AVR dan software-nya memiliki bahasa pemrograman sendiri yaitu C++ arduino. Salah satu alasan kenapa arduino banyak dipakai adalah karena sistem pengoperasiannya yang cukup mudah. Bahasa pemograman yang mudah dipahami dan perangkat tambahan yang mudah didapatkan menjadi daya tarik tersendiri. Arduino memiliki jenis-jenis yang beragam. Jenis-jenis ini memiliki perbedaan dalam segi bentuk, spesifikasi dan performansi, secara singkatnya dijelaskan pada Gambar 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Perbandingan Jenis-jenis Arduino [11]

2.1.1 Arduino IDE ( Integrated Development Environment )

Arduino IDE adalah sebuah software untuk menulis program, mengedit program sampai mengirim program tersebut ke arduino. Program arduino sering disebut sketch.

2.1.2 Bahasa Pemograman Arduino

Bahasa Pemograman arduino sering disebut C++ arduino karena struktur pemograman dan tipe datanya mirip dengan C++ pada umumnya. C++ arduino terbagi menjadi 3 bagian utama, structure, function dan variables [1].

1) Structure

a. Main Structure

 void setup( ), nama fungsi yang telah disediakan oleh arduino untuk menyatakan fungsi yang akan dijalankan pertama kali. Fungsi ini berisi kode-kode untuk kepentingan inisialisasi.

 void loop( ) , fungsi yang secara otomatis dijalankan oleh arduino setelah fungsi setup ( ) dieksekusi. Seluruh kode yang ada di fungsi dengan sendirinya akan diulang terus-menerus. Satu-satunya yang bisa menghentikan eksekusi loop ( ) adalah berhentinya input catu daya ke papan arduino.

b. Control Structures

 If….else, format pemogramannya seperti di bawah ini : if (kondisi)

{aksi A} else {aksi B}

Jika kondisi true maka output akan melakukan aksi A, jika kondisi false output akan melakukan aksi B.

 for, contoh format pemogramannya seperti di bawah ini : for (inisialisasi ; kondisi ; penambahan / pengurangan)

contohnya : for (int i=0; i <= 255; i++){analogWrite(PWMpin, i); delay(10); }

loop akan terus berlangsung sampai kondisi terpenuhi, selama loop berlangsung kondisi akan terus dilakukan penambahan/pengurangan. c. Aturan Syntax

Tabel 2.2 Aturan Syntax [1]

Syntax Keterangan

; Akhir dari setiap statement

{} Batas awal dan akhir program.

// Memberi komentar pendek

/* */ Memberi komentar panjang

#define Mendeskripsikan sebuah variabel

#include Memasukan library

d. Operator Aritmatika

Tabel 2.3 Operator Aritmatika [1]

Operator Keterangan

+ Penjumlahan dan tanda positif.

- Pengurangan dan tanda negatif

/ Pembagian.

* Perkalian.

e. Operator Pembanding

Tabel 2.4 Operator Pembanding [1]

Operator Keterangan

== Operator sama dengan

!= Operator tidak sama dengan

> Operator lebih dari

>= Operator lebih dari atau sama dengan

< Operator kurang dari

f. Operator Boolean

Tabel 2.5 Operator Boolean [1]

Operator Keterangan

&& Operator “AND”

|| Operator “OR”

! Operator “NOT”

2) Function a. DigitalI/O

Tabel 2.6 Konfigurasi DigitalI/O [1]

DigitalI/O Keterangan Format Program

pinMode( ) Mengkonfigurasi mode

pin tertentu pada arduino. Mode yang dipilih bisa

imput dan output.

pinMode(Pin,Mode)

digitalWrite( )

Mengkondisikan high atau low pada sebuah pin

digital.

digitalWrite(Pin,Value)

digitalRead( ) Membaca high atau low

b. Analog I/O

Tabel 2.7 Konfigurasi AnalogI/O [1]

Analog I/O Keterangan Format Program

analogReference( )

Mengkonfigurasi mo- de tegangan referensi untuk input analog. Mode yang

bisa dipilih adalah DEFAULT, INTERNAL, INTERNAL1V1, INTERNAL2V56 dan EXTERNAL analogReference(Typ e)

analogWrite() Menulis nilai analog pada

sebuah pin analog.

analogWrite(Pin,Val ue)

analogRead() Membaca nilai pada sebuah

pin analog. analogWrite(Pin)

c. Fungsi Matematika

Tabel 2.8 Fungsi Matematika [1]

Fungsi Keterangan

min(x,y) Menghitung nilai minimum dari x dan y.

max(x,y) Menghitung nilai maximum dari x dan y.

abs(x) Memberikan nilai absolut x.

pow(x,y) Memberikan nilai balik berupa x

y_{. Hasilnya mempunyai}

tipe float.

sin(x) Memberika nilai balik berupa sinus x. Argumen x

dinyatakan dalam radian. Hasilnya mempunyai tipe float.

cos(x) Memberika nilai balik berupa cosinus x. Argumen x

dinyatakan dalam radian. Hasilnya mempunyai tipe float.

tan(x) Memberika nilai balik berupa tangent x. Argumen x

3) Variable a. Tipe Data

Tabel 2.9 Tipe Data C++ Arduino [1]

Tipe Data Keterangan Kebutuhan

Memori

boolean

Hanya dapat digunakan untuk menampung dua nilai saja true

atau false

1 byte

char

Berguna untuk menyimpan sebuah nilai karakter seperti

‘A’,’9’ dan ‘*’. 1 byte

unsigned char

Sama dengan tipe char, tetapi bilangan akan dikodekan dalam bentuk bilangan positif antara 0

sampai dengan 255.

1 byte

byte

Berguna untuk menampung bilangan bulat yang berkisar

antara 0 sampai 255.

1 byte

int

Berguna untuk menampung bilangan bulat yang berkisar antara -32768 sampai 32767.

2 byte

unsigned nt

Berguna untuk menampung bilang- an bulat yang berkisar

antara 0 sampai 65535.

2 byte

word Tipe word identik dengan

usigned int. 2 byte

long

Berguna untuk menampung bilang-an bulat yang berkisar antara -2,147,483, 648 sampai

2,147,483,647

4 byte

unsigned long

Tipe data ini berguna untuk menampung bilang-an bulat yang berkisar antara 0 sampai

4,294,967,295 (223-1₎

4 byte

float

Tipe data ini berguna untuk menampung bilang-an real. Angka yang disimpan dari -3,4028235 E+38 sampai

3,4028235 E+38.

b. Konversi Tipe Data

Tabel 2.10 Fungsi-fungsi untuk konversi data [1]

Konversi Keterangan

char( ) Konversi nilai argument tipe char( ) menjadi tipe

char.

byte( ) Konversi nilai argument tipe byte( ) menjadi tipe

byte.

int( ) Konversi nilai argument tipe int( ) menjadi tipe int.

word( ) Konversi nilai argument tipe word( ) menjadi tipe

word.

long( ) Konversi nilai argument tipe long( ) menjadi tipe

long.

float( ) Konversi nilai argument tipe float( ) menjadi tipe

float.

2.2Motor DC

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Jenis motor dc yang sering digunakan untuk aktuator adalah motor servo dan motor stepper, tetapi untuk sebuah sistem yang membutuhkan aktuator yang membutuhkan torque yang besar yang mampu mengangkat beban dalam jarak yang cukup panjang seringkali motor yang digunakan adalah motor power window.

2.2.1 Motor Servo

Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa (PWM) yang pada pin kontrol.

Gambar 2.4 Motor Servo[13]

Operasional motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°. Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor

dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.

Gambar 2.5 PWM Motor Servo [13]

2.2.2 Motor Stepper

Motor Stepper adalah suatu motor listrik yang dapat mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan motor discret (terputus) yang disebut step (langkah). Satu putaran motor memerlukan 360° dengan jumlah langkah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari motor stepper biasanya diberikan dalam jumlah langkah per-putaran per-detik.

Gambar 2.6 Motor Stepper[14]

Motor stepper bergerak berdasarkan urutan pulsa yang diberikan kepada motor. Oleh karena itu, untuk menggerakkan motor stepper diperlukan pengendali motor stepper yang membangkitkan pulsa-pulsa periodik.

2.2.3 Motor Power Windows

Motor power windows adalah motor yang merubah energi listrik searah menjadi mekanis yang berupa tenaga penggerak. Motor ini fungsi utamanya adalah untuk sistem power windows yang terdapat di dalam mobil, tetapi karena mempunyai torsi tinggi dengan rating tegangan input yang rendah yaitu 12 Volt DC. Motor ini juga memiliki dimensi motor yang relatif simple (ramping) dilengkapi dengan internal gearbox sehingga memudahkan untuk instalasi mekanik.

Prinsip kerja motor power windows seperti motor dc pada umumnya, tetapi terdapat perbedaan dalam penambahan internal gearbox. Motor power windows terdiri dari dua bagian yaitu stator (bagian yang diam) berupa magnet permanen dan rotor (bagian yang bergerak) berupa koil atau gulungan kawat tembaga. Di setiap ujungnya terhubung dengan komutator, komutator ini dihubungkan dengan kutub positif (+) dan kutub negative (-) dari catu daya. Arus listrik dari kutub positif akan masuk melalui komutator, kemudian berjalan melewati gulungan kawat dan akhirnya kembali ke kutub negatif. Proses ini menyebabkan terjadinya medan elektromagnetik sehingga motor akan bergerak.

Gambar 2.8 Prinsip Kerja Motor Power Windows [15] 2.3Sensor

Sensor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi besarn listrik berupa tegangan, resistansi dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Secara umum berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian, yaitu sensor thermal, sensor mekanis dan sensor optik. Tetapi seiring dengan berkembangnya teknologi yang semakin maju ternyata berpengaruh terhadap perkembangan jenis sensor, hal ini ditandai dengan diciptakannya sebuah teknologi yang bernama biometrik. Dari teknologi ini muncul jenis sensor yang baru, yaitu sensor biometrik.

1) Sensor Thermal

Sensor thermal atau sensor suhu adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperatur/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. Contohnya bimetal, termistor, termokopel, RTD dan lain-lain.

Gambar 2.10 Contoh Sensor Thermal [16] 2) Sensor Mekanik

Sensor mekanik adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, dan level. Contohnya strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube , limit switch dan lain-lain.

Gambar 2.11 Contoh Sensor Mekanik [16] 3) Sensor Optik

Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Contohnya photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic dan lain-lain.

Gambar 2.12 Contoh Sensor Optik [16] 4) Sensor Biometrik

Sensor biometrik adalah jenis sensor yang digunakan untuk mengukur dan menganalisa pribadi karakteristik, baik fisiologis ataupun perilaku. Karakteristik ini meliputi sidik jari, pola suara, pengukuran tangan, retina mata dan lain-lain. Karakteristik tersebut pada umumnya digunakan untuk memverifikasi identitas untuk sebuah sistem keamanan. Terdapat beberapa

metode diantaranya : fingerprint scanning, retina scanning, dan DNA scanning. Dua metode terakhir masih dalam taraf penelitian, sedangkan fingerprintscanning saat ini telah digunakan secara luas.

Gambar 2.13 Contoh Sensor Biometrik

2.3.1 Fingerprint Module

Fingerprint Module adalah sensor berbentuk board yang berfungsi mengambil Gambar sidik jari pengguna dan memutuskan apakah pola alur sidik jari dari Gambar yang diambil sama dengan pola alur sidik jari yang ada di database modul fingerprint.

Ada beberapa cara untuk mengambil Gambar sidik jari seseorang, namun salah satu metode yang paling banyak digunakan saat ini adalah optical scanning yang juga digunakan pada fingerprint sensor yang akan digunakan. Ilustrasi metode optical scanning ditunjukan pada Gambar 2.17. Inti dari scanner optical adalah charge coupled device (CCD). Proses scan mulai berlangsung saat seseorang meletakkan jari pada lempengan kaca dan sebuah kamera CCD mengambil Gambarnya. Scanner memiliki sumber cahaya sendiri, biasanya berupa larik light emitting diodes (LED), untuk menyinari alur sidik jarinya.Sistem CCD menghasilkan Gambar jari yang terbalik, area yang lebih gelap merepresentasikan lebih banyakcahaya yang dipantulkan (bagian punggung dari alur sidik jari), dan area yang lebih terang merepresentasikan lebih sedikit cahaya yang dipantulkan (bagian lembah dari alur sidik jari). Sebelum membandingkan Gambar yang baru saja diambil dengan data yang telah disimpan, processor scanner memastikan bahwa CCD telah mengambil Gambar yang jelas dengan cara melakukan pengecekan kegelapan pixel rata-rata, dan akan menolak hasil scan jika Gambar yang dihasilkan terlalu gelap atau terlalu terang. Jika Gambar ditolak, scanner akan mengatur waktu pencahayaan, kemudian mencoba pengambilan Gambar sekali lagi.

2.3.2 Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada Gambar 2.18.

Gambar 2.16 Simbol dan Bentuk Limit Switch [17]

Limit switch umumnya digunakan untuk memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain, menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil, sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek. Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan

aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi limit switch dapat dilihat seperti Gambar di bawah.

Gambar 2.17 Kontruksi Limit Switch [17] 2.4 LCD ( Liquid Crystal Display )

LCD merupakan perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCD yang dapat menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam).

Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (yakni tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang.

(a)

(b)

2.4.1 Konfigurasi Pin LCD

Konfigurasi LCD 16x2 dijelaskan secara singkat di dalam tabel 2.10 : Tabel 2.11 Konfigurasi Pin LCD 16x2 [1]

Pin LCD Simbol Keterangan

1 GND Catu daya, ground

2 VCC Catu daya, +5V

3 VEE Pengaturan Kontras LCD

4 RS

Register Select

 RS=HIGH : untuk mengirim data

 RS =LOW : untuk mengirim intruksi

5 R/W

Read / Write Control Bus

 R/W=HIGH : Mode untuk membaca

data di LCD

 R/W=LOW : Mode penulisan ke LCD

 Dihubungkan dengan LOW untuk

pengiriman data layar

6 E Data Enable, untuk mengakses LCD. Ketika

bernilai LOW, LCD tidak dapat diakses

7 - 14 D0 – D7 Data bus LCD (4 bit atau 8 bit)

15 A Catu daya layar, positif

16 K Catu daya layar, negatif

2.4.2 Karakter LCD

Tabel karakter LCD dibawah ini menunjukkan karakter khas yang tersedia pada layar LCD. Kode karakter diperoleh dengan menambahkan angka di atas kolom dengan nomor di sisi baris. Perhatikan bahwa karakter 32-127 selalu sama

untuk semua LCD, tapi karakter 16-31 & 128-255 dapat bervariasi dengan produsen LCD yang berbeda. Oleh karena itu beberapa LCD akan menampilkan karakter yang berbeda dari yang ditunjukkan dalam tabel dibawah ini.

Tabel 2.12 Data Karakter LCD [2]

2.5ULN2003

ULN2003 adalah sebuah IC tegangan tinggi yang disusun dari 7 chanel transistor darlington, 7 chanel ini terdiri dari 7 pasang pin IC ( input dan output ). Setiap chanelnya dapat meningkatkan arus masukan sampai 500 mA dan dapat

menahan arus puncak maksimal 600 mA. IC ini biasanya digunakan untuk driver motor, mengatur on/off LED yang berjumlah banyak dan lain-lain. Dalam tugas akhir ini ULN2003 digunakan sebagai driver untuk relay directional control valve yang mengatur maju mundurnya piston pendorong.

Gambar 2.19 Konfigurasi Pin ULN2003 2.6EEPROM

Penempatan atau penyimpanan data dalam arduino dpat dilakukan pada tiga macam memori yaitu memori flash, SRAM, dan EEPROM (Electrically Erasable Programable Read Only Memory). EEPROM adalah salah satu memori untuk penyimpanan data internal arduino yang sifatnya non-volatile, artinya data tidak akan hilang walaupun catudaya arduino mati. Biasanya memori EEPROM diaplikasikan misalnya untuk penyimpanan tabel-tabel data atau konstanta, penyimpanan password dan sebagainya. Dalam tugas akhir ini arduino yang dipakai adalah arduino mega 2560 yang memiliki EEPROM sebesar 4 KB (4096 bytes).

2.7RTC

Real-time clock disingkat RTC adalah jam di komputer yang umumnya berupa sirkuit terpadu yang berfungsi sebagai pemelihara waktu. RTC umumnya memiliki catu daya terpisah dari catu daya komputer (berupa baterai litium) sehingga dapat tetap berfungsi ketika catu daya komputer terputus. Tipe RTC yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah DS3231 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :

1. Real time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal, bulan, hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100.

2. Komunikasi antarmuka serial two-wire (I2C).

3. Sinyal keluaran gelombang kotak terprogram (programmable squarewave).

4. Ketahanan suhu 0°C hingga 70°C (komersial) dan -40°C hingga +85°C (industrial).

5. Memiliki crystal oscillator internal.

Penjelasan masing-masing pin RTC DS3231 :

1. 32K, sebagai keluaran frekuensi 32 KHz.

2. SQW, sebagai sinyal kotak ( square wave ) keluaran. 3. SCL, sebagai serial data clock.

4. SDA, sebagai serial data. 5. VCC, sebagai catu daya positif. 6. GND, sebagai catu daya negatif. 2.8Electropneumatic

Electropneumatic adalah sebuah ilmu yang menggabungkan antara sistem elektro dengan pneumatik (ilmu yang berkaitan dengan gerakan maupun kondisi yang berkaitan dengan udara) . Secara umum electropneumatic terdiri dari tiga bagian yaitu, bagian supply, bagian control dan bagian actuator.

2.8.1 Bagian Supply

Supply yang digunakan pada sistem electropneumatic adalah kompresor. kompresor merupakan komponen yang berfungsi sebagai penghasil udara bertekanan, bekerja dengan memanfaatkan proses pemampatan udara.

2.8.2 Bagian Control

Katup (valve) merupakan element control yang digunakan dalam sistem electropneumatic. Jenis katup yang digunakan dalam penelitian ini adalah directional control valve. Dari namanya sudah bisa diketahui fungsi katup ini adalah untuk mengarahkan dan menutup aliran angin melewati saluran yang telah ditentukan. Directional control valve menggunakan relay sebagai pengatur arah alirannya. Pada umumnya terdapat dua relay untuk satu buah DCV. Secara umum DCV terdiri dari 5 tipe, seperti diperlihatkan pada tabel 2.13.

Tabel 2.13. Jenis-jenis Directional Contol Valve [7]

Simbol Keterangan

Katup 2/2 ( 2 port 2 posisi )

Katup 3/2 Normally Closed ( 3 port 2 posisi )

Katup 3/2 Normally Open ( 4 port 2 posisi)

Katup 4/2 ( 4 port 2 posisi)

Katup 5/2 ( 5 port 2 posisi )

Katup 5/3 ( 5 port 3 posisi )

2.8.3 Bagian Actuator

Actuator yang paling banyak digunakan dalam sistem otomasi berbasis pneumatic adalah silinder. Silinder bisa digunakan sebagai pengangkat, pendorong, penarik dan lain-lain. Silinder pneumatik kebanyakan berbahan alumunium, hal ini dikarenakan tekanan yang digunakan dalam pengoperasiannya lebih rendah dari silinder hidrolik yang menggunakan bahan besi. Secara umum

silinder pneumatik terdiri dari dua jenis, yaitu single acting cylinder dan double acting cylinder.

2.8.3.1Single Acting Cylinder

Silinder single acting mempunyai spring yang berfungsi sebagai pembalik dari keadaan piston rod yang pada saat tekanan pneumatik tidak aktif, sehinggaa piston akan kembali pada posisi awal. Prinsip kerja dari silinder ini berdasarkan perbedaan gaya yang diterima oleh piston dengan gaya dari spring, yang mana pada saat piston rod maju maka gaya yang diterima oleh piston rod lebih besar dari gaya spring dan pada saat piston rod mundur gaya yang diterima oleh spring lebih besar dari gaya yang diterima oleh piston.

Gambar 2.21. Single Acting Cylinder [20]

2.8.3.2Double Acting Cylinder

Silinder double acting memiliki dua saluran input dan setiap inputnya berfungsi sebagai pengendali dari piston, baik pada saat maju ataupun pada saat mundur. Pada saat piston maju input pertama yang berfungsi dan pada saat piston mundur input kedua yang berfungsi. Prinsip kerja utama dari silinder jenis ini tergantung pada gaya yang diterima oleh piston, yang mana pada saat piston rod maju, tekanan yang masuk badalah supply 1 dan memberikan tekanan pada bagian piston yang ada didalam silinder. Pada saat piston rod mundur, tekanan

yang masuk adalah supply 2 dan memberikan tekanan pada bagian piston yang ada dalam silinder dan silinder ini tidak ada perbedaaan gaya dalam prinsip kerjanya.

Gambar 2.22. Double Acting Cylinder [20] 2.9 Sistem Kendali On-Off

Kendali On-Off adalah salah satu sistem kendali yang sering dijumpai dalam sebuah pengontrolan. Dalam sistem kendali on-off, elemen pembangkit hanya mempunyai dua keadaan yaitu on dan off. Karena kerjanya yang on-off, hasil pengendalian kendali on-off akan menyebabkan process variable ( besaran parameter proses yang dikendalikan ) yang bergelombang seperti yang ditunjukan pada gambar di bawah ini.

Misal sinyal keluaran kontroler adalah u(t) dan sinyal pembangkit kesalahan (deadband) adalah e(t). Pada kendali on-off, sinyal u(t) akan tetap pada salah satu nilai maksimum atau minimum tergantung pada sinyal pembangkit kesalahan positif atau negatif sedemikian rupa sehingga [3] :

u( t) u1 untuk e(t) > 0 u( t) u 2 untuk e(t) < 0 dimana

u1 dan u 2 adalah konstan. Harga minimum u 2 biasanya nol atau  u1

Gambar 2.24 Diagram Blok Kendali on-off [3]

Gambar 2.25 Diagram Blok Kendali on-off dengan Dead band [3]

Gambar 2.24 dan 2.25 menunjukan diagram blok kendali on-off. Daerah dengan sinyal pembangkit kesalahan yang digerakkan sebelum terjadi switching disebut dead band. Dead band ditunjukkan pada Gambar 2.23. Dead band ini menyebabkan keluaran kendali u(t) tetap pada nilai awal sampai sinyal pembangkit kesalahan bergerak mendekati nilai nol. Dalam

beberapa hal dead band terjadi sebagai akibat adanya penghalang yang tidak diinginkan dan gerakan yang hilang, sering juga hal ini dimaksudkan untuk mencegah operasi yang berulang-ulang dari mekanisme on-off.

39

PERANCANGAN ALAT

Perancangan yang baik dan dilakukan secara sistematik akan memberikan kemudahan dalam proses pembuatan alat serta dapat mempermudah dalam proses analisis dari alat yang dibuat. Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan sistem baik hardware maupaun software beserta alasan pemilihan komponen yang digunakan.

3.1 Perancangan Sistem

Perancangan sistem dimulai dengan merancang blok diagram sistem yang terdiri dari bagian input, bagian proses dan bagian output. Blok diagram sistem yang akan dirancang ditunjukan pada gambar 3.1.

Fingerprint Module RTC Module Push Button INPUT Arduino Mega 2560 PROCESS Motor Driver LCD 16x4 Directional

Control Valve Piston

OUTPUT Compressor Power Windows Motor Limit Switch Relay Driver

Prinsip kerja dari robot manipulator sistem penyimpanan dan pengambilan senjata api laras pendek adalah sebagai berikut :

1. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah harus mendaftarkan terlebih dahulu sidik jarinya. Untuk proses pendaftaran disediakan 2 tombol. Pertama enroll, untuk meyimpan sidik jari. 4 id sidik jari pertama yang mendaftar ( id 0 sampai id 3 ) digunakan untuk tipe operator dan sisanya ( dalam tugas akhir ini id 4 sampai id 7 ) untuk tipe prajurit. Kedua delete, digunakan untuk menghapus semua data sidik yang lama

2. Setelah proses pendaftaran selesai, selanjutanya adalah proses penyimpanan dan pengambilan senjata. Tombol in untuk melakukan penyimpanan dan tombol out untuk melakukan pengambilan. Jika salah satu tombol ditekan maka modul fingerprint akan aktif dan mengindentifikasi sidik jari di area scanning, dalam prosedur yang dibuat proses pengambilan dan penyimpanan dapat dilakukan jika sidik jari tipe operator diikuti sidik jari tipe prajurit. Tetapi sidik jari tipe operator cukup melakukan scanning satu kali dalam setiap proses penyimpanan atau pengambilan senjata sampai tombol lock ditekan. Jika tombol lock ditekan maka sidik jari operator harus melakukan scanning lagi dan begitu seterusnya.

3. Untuk melakukan penyimpanan senjata, seseorang yang memiliki ID prajurit harus meletakan terlebih dahulu kotak senjata ke kotak pembawa sebelum tombol in ditekan. Sedangkan untuk pengambilan senjata cukup menekan out dan tunggu sampai proses pengambilan senjata selesai ( dalam tugas akhir ini ada dua kotak penyimpan yang tidak memiliki piston pendorong sehingga harus memindahkan senjata secara manual ).

4. Setiap melakukan proses penyimpanan dan pengambilan senjata, arduino akan merekam data-data seperti tanggal, jam pengaksesan senjata baik itu penyimpanan atau pengambilan senjata termasuk kedua ID ( ID operator dan ID prajurit ). Tanggal dan jam yang diperoleh berasal dari modul RTC, sehingga tanggal dan jamnya akan selalau update walaupun catu daya dimatikan.

3.2 Bagian Input

Input atau masukan dari sistem ini terdiri dari 3 bagian yaitu fingerprint module, RTC module dan push button.

3.2.1. Fingerprint Module

Modul fingerprint merupakan komponen yang paling penting dalam tugas akhir ini, karena sensor ini digunakan sebagai input utama sistem sekaligus menjadi alat keamanan sebagai pintu masuk untuk mengakses keseluruhan sistem. Berdasarkan ketersediaan modul tersebut di pasaran didapat dua jenis modul fingerprint yang ditunjukan pada tabel 4.1. Dari tabel tersebut diketahui spesifikasi yang sama hanya dalam voltage, selain itu masing-masing memiliki perbedaan. Modul ZFM-20 memiliki beberapa keunggulan diantaranya :

1. storage capacity yang bisa menampung lebih banyak data fingerprint,

2. image acquiring time yang lebih cepat sehingga waktu untuk memproses identifikasi atau verifikasi sidik jari lebih cepat,

3. window dimension yang lebih luas sehingga ketika jari seseorang berukuran agak besar masih bisa dilakukan scanning.

Tabel 3.1 Perbandingan Modul Fingerprint [10][18]

Specification

Type Fingerprint

ZFM-20 GT-511C1R

Voltage 3,3 - 6 Vdc 3,3 - 6 Vdc

Storage Capacity 120 fingerprints 20 fingerprints

Template Size 512 bytes 504 bytes

Image Acquiring Time < 1 s < 1,5 s

Window Dimension 14 x 18 (mm) 14 x 12.25 (mm)

Walaupun ZFM-20 memiliki template size yang lebih besar, tapi tidak berpengaruh terhadap kapasitas penyimpanan data fingerprint karena ZFM-20 menyimpan ID sidik jari bukan berdasarkan besar kecilnya ukuran template, tetapi berdasarkan jumlah ID yang terdaftar yaitu 120.

3.2.2. RTC Module

RTC digunakan untuk mempertahankan data hari dan tanggal supaya terus beroperasi walaupun catu daya dimatikan. RTC membantu arduino untuk menambahkan data hari dan tanggal untuk keperluan history alat. Jenis RTC yang paling banyak dipakai adalah tipe DS1307 dan tipe DS3231. Secara keseluruhan spesifikasi keduanya memiliki kesamaan, satu perbedaan yang membuat tipe DS3231 memiliki keunggulan adalah karena memiliki integrated temperaturecompensated crystal oscillator (TCXO) dan menggunkan crystal oscillator internal, sehingga perhitungan hari dan tanggalnya lebih akurat tidak dipengaruhi temperatur sekitar dibandingkan tipe DS1307 yang menggunakan crystal oscillator eksternal. Hal tersebut dapat menyebabkan perhitungan hari dan tanggal DS1307 akan bergeser 1 menit setiap tahunnya. Oleh karena itu RTC yang digunakan dlam tugas akhir ini adalah tipe DS3231.

Gambar 3.3 RTC DS3231

3.2.3. Push Button

Pemakaian push button dalam sistem ini bertujuan untuk lebih memudahkan mengontrol penyimpanan dan pengambilan senjata. Karena sistem yang dibuat belum sepenuhnya otomatis.

Gambar 3.4 Tampilan Fisik Push Button

3.2.4. Limit Switch

Untuk menggerakan kotak pembawa menuju posisi kotak penyimpanan perlu adanya sebuah sensor untuk kebutuhan akurasi. Limit switch akan mengindikasikan kapan motor harus berhenti ketika sudah sampai pada posisi yang dikehendaki, sehingga kesalahan pergesaran posisi motor bisa dikurangi. Penempatan limit switch pada alat disesuaikan dengan sistem mekanik yang dibuat, seperti yang ditunjukan pada gambar 3.5 yang diberi penomoran 1 sampai 5 .

3.3 Bagian Proses

Bagian proses dalam tugas akhir ini menggunakan mikrokontroler jenis arduino. Arduino berfungsi sebagai pusat kendali dari semua sistem atau bisa disebut pusat kontrol dari keseluruhan sistem. Banyak jenis-jenis modul arduino yang berada di pasaran. Jenis-jenis tersebut mempunyai ukuran dan spesifikasi yang berbeda.

Tabel 3.2 Perbandingan Modul Arduino[11]

Specification

Type Arduino

Uno Mega 2560

Clock Speed 16 MHz 16 MHz

Digital I/O Pins 14 (6 PWM) 54 (15 PWM)

Analog Input Pins 6 16

Flash Memory 32 KB 256 KB

SRAM 2 KB 8 KB

EEPROM 1 KB 4 KB

Dilihat dari kebutuhan sistem yang mana membutuhkan 29 pin I/O sudah bisa diketahui arduino mega 2560 lebih tepat untuk digunakan karena memiliki lebih banyak pin dibandingkan arduino uno. Dalam hal flash memory arduino mega 2560 memiliki kapasitas lebih besar yaitu 256 KB sehingga script yang dibuat bisa lebih panjang, karena sistem yang dibuat cukup kompleks jadi kemungkinan ukuran script yang dibuat cukup besar. Begitu juga dalam hal SRAM dan EEPROM arduino mega 2560 memiliki kapasitas lebih besar dengan harga yang tidak terlalu jauh dengan arduino uno. Oleh karena itu arduino mega 2560 dipilih sebagai pusat kontrol untuk keseluruhan sistem yang dibuat.

Gambar 3.6 Tampilan Fisik Arduino Mega 2560

3.4 Bagian Output

Sistem ini memiliki 4 output diantaranya power windows motor, directional control valve, pistondan LCD .

3.4.1. Power Windows Motor

Motor digunakan sebagai penggerak langkah vertikal dan langkah horizontal. Kedua langkah inilah yang akan membantu proses penyimpanan dan pengambilan senjata. Motor yang dipakai dalam sistem ini adalah jenis power windows. Selain motor power windows ada dua jenis motor lain yang sering digunakan yaitu motor servo dan motor stepper. Beberapa alasan yang melandasi pemilihan motor power windows diantaranya :

1. Menggunakan roda gigi cacing sehingga menghasilkan peningkatan gaya dan torsi yang sangat besar [5]. sedangkan jika motor servo dan motor stepper menggunakan roda gigi lurus dengan ukuran yang lebih kecil.

Gambar 3.7 Gambar Roda Gigi Cacing dan Roda Gigi Lurus

2. Lebih mudah untuk instalasi dalam proses transmisi pergerakan langkah horizontal karena berhubungan dengan rantai.

Gambar 3.8 Transmisi Pergerakan Langkah Horizontal

3. Terdapat proses pengelasan roda gigi untuk transmisi pergerakan langkah vertikal, hal ini tidak memungkinkan dilakukan pada motor servo maupun stepper.

Gambar 3.9 Transmisi Pergerakan Langkah Vertikal

4. Mampu menggunakan arus yang besar sehingga cocok untuk beban besar[12].

3.4.2. Directional Control Valve

Directional control valve atau disingkat DCV berfungsi sebagai pengatur arah angin yang akan masuk ke cylinder. Dengan kata lain DCV digunakan sebagai pengontrol gerakan cylinder. Pemilihan DCV disesuaikan dengan gerakan cylinder yang dibutuhkan oleh sistem. Dalam tugas akhir ini cylinder harus bergerak maju dan mundur sehingga beberapa DCV yang bisa digunakan diantaranya :

Tabel 3.3 Perbandingan Jenis DCV [7]

Simbol Keterangan

Katup 4/2 ( 2 port 2 posisi )

Katup 5/2 Normally Closed ( 3 port 2 posisi )

Katup 3/2 Normally Close ( 4 port 2 posisi)

Dari semua jenis DCV pada tabel di atas yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah DCV katup 5/2. Hal ini dikarenakan sistem yang dibuat menggunakan selang transmisi angin ukuran 6 milimeter dan DCV 5/2 tersebut ketersediannya paling banyak di pasaran untuk ukuran output selang transmisi angin yang kecil sehingga mudah didapat.

Gambar 3.11 Tampilan Fisik Directional Control Valve

3.4.3. Piston

Pistonberfungsi sebagai output akhir yang akan mendorong senjata masuk ke dalam loker ataupun keluar dari loker. Pemilihan piston ini dipilih berdasarkan panjang loker yang dibuat dan panjang piston piston itu sendiri. Panjang loker yang dibuat adalah 10 cm. Maka panjang piston piston harus kurang dari 10 cm tapi tidak terlalu jauh selisihnya, agar pembuatan papan pendorong yang dihubungkan ke piston tidak terlalu tebal. Dalam tugas akhir ini piston yang dipakai memiliki piston dengan panjang 8 cm.

3.4.4. Liquid Crystal Display 16x4

Dalam tugas akhir ini liquid crystal display ( LCD ) berfungsi sebagai display informasi ketersediaan loker yang kosong dan menampilkan history penyimpanan dan pengeluaran senjata. Ada beberapa pilihan untuk LCD yang bisa digunakan seperti dijelaskan dalam tabel 3.4.

Tabel 3.4 Perbandingan Jenis LCD

Specification Type of LCD

LCD 8x2 LCD 16x2 LCD 16x4

Character 16 32 64

Line 2 2 4

Dalam membuat history pengaksesan senjata diperlukan karakter yang cukup banyak sehingga LCD ukuran 16x4 lebih tepat digunakan. Untuk skala yang lebih besar history teresebut harus menggunakan PC ( personal computer )

Gambar 3.13 Tampilan Fisik LCD 16x4

3.5 Perancangan Perangkat Keras ( Hardware )

Pada perancangan hardware ini akan menjelaskan rangkaian yang akan digunakan dan kontruksi alat yang dibuat. Rangkaian yang akan dibuat ada dua, yaitu rangkaian driver motor dan rangkaian konfigurasi LCD 16x2 untuk 4 bit.

3.5.1. Rangkaian Driver Motor DC

Rangkaian driver motor DC yang dipakai menggunakan metode h-bridge. h-bridge adalah sistem kontrol motor DC dengan metode jembatan (bridge). Rangkaian driver motor DC h-bridge ini dapat mengendalikan motor DC dalam 2 arah baik secara PWM maupun kontrol dengan logika high dan low. Dengan metode PWM dapat mengendalikan kecepatan putaran motor DC sedangkan dengan metode logika kontrol high dan low maka motor selalu start dalam kecepatan maksimal.

Driver motor h-bridge dapat dibangun dengan menggunakan IC ( integratated circuit ) atau merangkai 4 transistor menjadi rangkaian h-bridge. Dalam tugas akhir ini driver motor menggunakan rangkaian h-bridge 4 transistor MOSFET. MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) merupakan salah satu jenis transistor yang dapat mengendalikan beban dengan arus yang tinggi. Rangkaian driver motor MOSFET yang digunakan adalah sebagai berikut :

Gambar 3.14 Rangkaian Driver Motor Menggunakan MOSFET

Rangkaian ini terdiri dari dua buah MOSFET kanal P ( IRF9540) dan dua buah MOSFET kanal N (IRFZ44). Prinsip kerja rangkaian ini adalah dengan

mengatur mati-hidupnya ke empat MOSFET tersebut. Pada saat IRF9540 sebelah kiri dan IRFZ44 sebelah kanan on sedangkan dua MOSFET lainnya off, maka sisi kiri dari gambar motor akan terhubung dengan kutub positif dari catu daya, sedangkan sisi sebelah kanan motor akan terhubung dengan kutub negatif dari catu daya sehingga motor akan bergerak searah jarum jam. Sebaliknya, jika IRF9530 sebelah kiri dan IRFZ44 sebelah kanan on sedangkan dua MOSFET lainnya off, maka sisi kanan motor akan terhubung dengan kutub positif dari catu daya sedangkan sisi kiri motor akan terhubung dengan kutub negatif dari catu daya sehingga motor akan bergerak berlawanan arah jarum jam.

3.5.2. Rangkaian Konfigurasi LCD 16x4

Rangkaian konfigurasi ini bertujuan untuk menentukan jenis transfer data yang akan dipakai, yaitu 4 bit atau 8 bit. Perbedaanya terdapat pada kecepatan transfer dan jumlah pin mikrokontroller yang akan digunakan. Tetapi kecepatan transfer pun masih dipengaruhi spesifikasi mikrokontroller yang digunakan. Dalam tugas akhir ini konfigurasi yang dipakai adalah 4 bit dengan alasan untuk menghemat penggunaan kabel yang menghubungkan ke mikrokontroller. Masalah kecepatan transfer bisa diatasi karena mikrokontroller yang digunakan adalah arduino mega 2560 dengan kecapatan 16 MHz.

3.5.3. Rancangan Kontruksi Alat

Rancangan kontruksi yang dibuat didesain seperti pada gambar 3.16 dengan tujuan untuk mendapatkan pergerakan vertikal dan horizontal. Sehingga proses penyimpanan dan pengambilan senjata menjadi lebih mudah.

Gambar 3.16 Rancangan dan Tampilan Fisik Kontruksi Alat

3.6 Perancangan Perangkat Lunak ( Software )

Perancangan perangkat lunak (software) bertujuan untuk menentukan setiap alur eksekusi dari perangkat sistem penyimpanan dan pengambilan senjata otomatis

yang dirancang. Setiap masukan akan diterima dan diproses oleh perangkat lunak (software) yang nantinya akan menentukan keluaran (output) dari sistem. Berikut alur kerja (flowchart) dari sistem yang dirancang.

Start

Inisialisasi modul fingerprint, EEPROM , modul RTC, relay solenoid, limit switch dan LCD 16X4, Inisialisasi pushbutton in, out, lock, enroll, history, delete, escape

Arduino memeriksa semua kondisi pushbutton LCD menampilkan indikator proses, dalam

keadaan stand by menampilkan jumlah loker

yang kosong

Apakah Tombol In Ditekan? Apakah Tombol Out Ditekan? Apakah Tombol Lock Ditekan? Apakah Tombol Enroll Ditekan? Apakah Tombol Delete Ditekan? Apakah Tombol History Ditekan? A E Y T

Y Y Y

Y Y

T T T

T T

LCD menampilkan “Sistem Terkunci”

LCD Menampilkan 4 riwayat pengaksesan

terakhir

Arduino menghapus semua ID sidik jari dan menampilkan Indikator

di LCD B

A

Apakah ID Operator? T

Motor menggerakan kotak pembawa ke kotak penyimpan,

Selanjutnya piston memindahkan kotak senjata dan kotak pembawa kembali ke

posisi awal

B

Apakah tombol in Atau out ditekan ? Arduino memeriksa ID sidik jari yang terdeteksi

di area scanning

Arduino memeriksa ID sidik jari yang terdeteksi

di area scanning

Apakah ID Prajurit?

Arduino memeriksa ketersediaan loker

Jika penyimpanan Apakah loker kosong?

Jika pengambilan Apakah loker penuh? Y T Y Y T Y B T

57

PENGUJIAN DAN ANALISA

Pada bab ini akan diuraikan tentang pengujian tentang alat yang sudah dirancang, untuk selanjutnya menganalisa data dari hasil pengujian tersebut. Pengujian yang dilakukan terdiri dari pengujian tiap komponen ( input, proses dan output ) dan pengujian alat secara keseluruhan. Hal ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem dapat berjalan sesuai dengan target yang diharapkan.

4.1 Pengujian Komponen

Pengujian komponen bertujuan untuk mengetahui bahwa tiap komponen dalam kondisi baik, sehingga memaksimalkan fungsi dari setiap komponen untuk mencapai sistem yang diharapkan. Ada beberapa pengujian yang dilakukan diantaranya pengujian modul fingerprint, pengujian modul RTC, pengujian rangkaian driver motor, pengujian timer untuk pergerakan motor power window, pengujian directional control valve dan piston, pengujian LCD 16x4.

4.1.1 Pengujian Modul Fingerprint ZFM-20

Pengujian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kemampuan modul fingerprint dalam scanning sidik jari. Fingerprint harus bisa membedakan sidik jari yang sudah terdaftar di EEPROM dan sidik jari yang belum terdaftar. Dalam pengujian ini sidik jari yang terdaftar adalah lima jari tangan kanan sebagai ID 0 sampai ID 4, sedangkan untuk pembandingnya adalah sidik jari kiri yang mana belum terdaftar. Selain itu juga dilakukan pengujian terhadap waktu yang dibutuhkan untuk melakukan scanning, jika berdasarkan datasheet waktunya

adalah kurang dari 1 detik. Berikut gambar pengujian terhadap modul fingerprint menggunakan tangan kanan dan kiri beserta hasil yang keluar di serial monitor arduino.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Modul Fingerprint

Status Sidik Jari Respon Fingerprint Waktu Respon

( detik )

Terdaftar Valid 0,8

Terdaftar Valid 0,9

Terdaftar Valid 0,9

Terdaftar Valid 0,8

Terdaftar Valid 1

Tidak Terdaftar Tidak Valid 0,8

Tidak Terdaftar Tidak Valid 0,8

Tidak Terdaftar Tidak Valid 0,8

Tidak Terdaftar Tidak Valid 0,9

Tidak Terdaftar Tidak Valid 0,9

Lampu led area scanning fingerprint akan berkedip terus menerus ketika ada sidik jari yang datanya tidak ada di EEPROM , tetapi ketika area scanning mendeteksi sidik jari yang datanya terdapat di EEPROM lampu led akan mati untuk melakukan eksekusi selanjutnya. Confidence adalah nilai besar kecilnya data sidik jari yang didapat dari hasil scanning. Hasil dari pengujian dapat ditarik kesimpulan bahwa kondisi fingerprint dalam keadaan baik dan tidak terjadi error, waktu scanning dari fingerprint cukup baik hampir semuanya kurang dari 1 detik tetapi hal ini dilakukan dengan tidak adanya beban yang terhubung ke arduino selain fingerprint.

4.1.2 Pengujian Modul RTC DS3231

Pengujian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui keakuratan modul RTC dalam memperoleh jam hari dan tanggal sesuai yang sedang terjadi. Pengujian dilakukan dengan cara membandingkan hasil dari RTC dengan waktu di handphone yang mana diatur otomatis menggunakan internet bukan pengaturan manual sehingga keakuratannya cukup terjamin. Berikut perbandingan hasil dari modul RTC DS3231 yang ditampilkan ke dalam serial monitor arduino , waktu di netbook dan waktu di smartphone yang memiliki fitur update otomatis sesuai dengan waktu wilayah setempat.

Dari hasil pengujian diatas dapat disimpulkan bahwa modul RTC yang digunakan yaitu tipe DS3231 keakuratannya teruji dengan baik, karena memiliki perbedaan hanya dalam perhitungan detik.

4.1.3 Pengujian Rangkaian Driver Motor untuk Sistem Mekanik

Pengujian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui pergerakan motor vertikal dan horizontal yang diberikan input dari driver motor. Selain itu pengujian ini untuk membuktikan bahwa rangkaian driver yang dipakai dapat berjalan dengan baik dalam mengkontrol arah putaran motor. Pengujian dilakukan dengan cara memberi logika high ( 5 V ) dan low ( 0 V) ke pin input rangkaian driver motor. Berikut hasil dari pengujian yang telah dilakukan.

Tabel 4.2 Pengujian Rangkaian Driver Motor

Input1 Input2 Pergerakan Sistem Mekanik

A B A B Motor Gerakan

Vertikal

Motor Gerakan Horizontal

Low Low Low Low Diam Diam

Low Low Low High Diam Kiri

Low Low High Low Diam Kanan

Low Low High High Diam Diam

Low High Low Low Bawah Diam

Low High Low High Bawah Kiri

Low High High Low Bawah Kanan

Low High High High Bawah Diam

High Low Low Low Atas Diam

High Low Low High Atas Kiri

High Low High Low Atas Kanan

High Low High High Atas Diam

High High Low Low Diam Diam

High High Low High Diam Kiri

High High High Low Diam Kanan

High High High High Diam Diam

Dari hasil pengujian diatas dapat diketahui respon sistem mekanik dari setiap input driver motor yang diberikan sehingga pengontrolan motor power window menjadi lebih mudah mencapai tujuan dari konsep mekanik yang telah dirancang yaitu gerakan keatas , kebawah, kekiri dan kekanan.

4.1.4 Pengujian Limit Switch untuk Pergerakan Motor Power Window

Pengujian ini memiliki tujuan untuk memilih limit switch yang harus aktif ( dibaca responnya oleh arduino ) dalam proses pergerakan kedua motor ( motor untuk gerakan vertikal dan horizontal ) menuju kotak penyimpanan ( kotak 0 sampai kotak 3 ) dan kembali lagi menuju posisi awal. Seperti sudah dijelaskan di bab sebelumnya limit switch digunakan sebagai sensor untuk mematikan motor ketika kotak pembawa sudah teapat dengan posisi yang ditentukan. Penempatan limit switch pada sistem mekanik seperti telah dijelaskan di bab 3 adalah sebagai berikut :

Gambar 4.4 Penempatan Limit Switch pada Sistem Mekanik Alat

Tabel 4.3 Pengujian Limit Switch untuk Pergerakan Motor Power Window

Status Limit Switch

Kondisi

1 2 3 4 5

Aktif Tidak Aktif Tidak Aktif Menuju Kotak 0

Aktif Tidak Aktif Aktif Tidak Menuju Kotak 1

Tidak Aktif Aktif Tidak Aktif Menuju Kotak 2

Tidak Aktif Aktif Aktif Tidak Menuju Kotak 3

Setelah dilakukan pengukuran terhadap tegangan output limit switch, dapat diketahui kondisi limit switch saat on ( katup tertekan ) adalah 0 V dan saat off ( katup tidak tertekan ) adalah 5 V, hal ini dikarenakan limit switch menggunakan pull up internal yang diatur melalui arduino. Dari hasil pengujian diatas dapat diketahui limit switch yang harus aktif ketika melakukan pengaksesan senjata, sehingga proses pergerakan kotak pembawa dari titik awal menuju kotak penyimpanan yang dituju akan akurat.

4.1.5 Pengujian Directional Control Valve dan Piston

Pengujian ini memiliki tujuan yang hampir sama dengan pengujian rangkaian driver motor diatas yaitu mengetahui respon input terhadap output. Tetapi dalam pengujian ini yang menjadi input adalah DCV atau directional control valve dan outputnya adalah piston. Selain itu juga tujuan lainnya adalah untuk mengetahui kondisi DCV dan piston, apakah ada kerusakan atau tidak. DCV dan pistonmasing-masing berjumlah 3 buah, dan setiap satu DCV memiliki satu piston untuk dikontrol arahnya. Satu buah DCV terdiri dari 2 relay yang memiliki 2 pin masukan. Berikut hasil pengujian yang telah dilakukan.

Gambar 4.5 Gerakan Piston Maju dan Mundur

Tabel 4.4 Hasil Pengujian DCV dan Piston

Relay Arah Gerakan Piston

A B Piston 1 Piston 2 Piston 3

Low Low Mundur (Diam) Mundur (Diam) Mundur (Diam)

Low High Maju Maju Maju

High Low Mundur Mundur Mundur

High High Relay Aktif Salah Satu Relay Aktif Salah Satu Relay Aktif Salah Satu

Dari hasil pengujian diatas dapat diketahui gerakan dari ketiga pistonsetiap diberi masukan dari DCV adalah tergantung kondisi terakhir relay mana yang aktif. Jika relay untuk gerakan maju yang aktif maka ketika sistem diaktifkan sistem diaktifkan pertama kali piston akan maju, begitupula jika relay untuk

gerakan mundur yang aktif maka ketika sistem diaktifkan pertama kali piston akan mundur. Ketika kondisi kedua relay ditekan secara bersama maka hanya salah satu relay yang akan aktif. Oleh karena itu setiap mengaktifkan relay gerakan maju harus selalu diikuti oleh relay gerakan mundur.

4.1.6 Pengujian LCD 16x4

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bahwa LCD dalam kondisi baik untuk menampilkan setiap karakter baik kolom maupun baris yang dikirim melalui arduino. Pengujiannya dilakukan dengan mengirim program dasar untuk LCD ke dalam arduino dan menampilkannya di LCD 16x4. Hasil pengujiannya adalah sebagai berikut.

Gambar 4.6 Pengujian LCD 16x4

Dari hasil pengujian diatas LCD menampilkan setiap karakter dengan jelas sesuai input yang diberikan dari arduino, sehingga dapat disimpulkan LCD dalam kondisi baik tidak ada kerusakan.

4.2 Pengujian Alat

Setelah melakukan pengujian terhadap komponen, lagkah selanjutnya adalah pengujian keseluruhan alat. Dari pengujian ini dapat dilihat tujuan dari alat yang telah dijelaskan di bab sebelumnya tercapai atau tidak. Pengujian ini dilakukan secara bertahap dari mulai pendaftaran sidik jari, proses penyimpanan dan pengambilan senjata dan pengujian terhadap history pengaksesan senjata.

4.2.1 Pengujian Pendaftaran dan Proses Hapus Sidik Jari

Untuk melakukan pengujian terhadap keseluruhan alat langkah pertama yang harus dilakukan adalah mendaftarkan sidik jari. Seperti sudah dijelaskan di bab sebelumnya tipe sidik jari yang didaftarkan ada dua, tipe operator dan tipe prajurit. Empat sidik jari yang mendaftar pertama ( ID 0 – ID 3 ) otomatis akan menjadi tipe operator, sidik jari urutan ke lima sampai kedelapan akan menjadi tipe prajurit ( ID 4 – ID 7 ). Pendaftaran sidik jari ini dilakukan dengan cara menempelkan jari ke area scanning modul fingerprint sebanyak dua kali, langkah pertama adalah untuk melakukan penyimpanan data sidik jari , dan yang kedua adalah untuk memverifikasi seperti halnya ketika akan membuat password untuk sebuah akun online. Hasil pengujian terhadap penyimpanan sidik jari yang telah dilakukan sebagai berikut.

Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pendaftaran Sidik Jari

Proses Penyimpanan Status Sidik Jari ID Sidik Jari

Jempol Kiri ( ID 0 )

Telunjuk Kiri ( ID 1 )

Jari Tengah Kiri ( ID 2 )

Jari Manis Kiri ( ID 3 )

Jempol Kanan ( ID 4 )

Telunjuk Kanan ( ID 5 )

Jari Tengah Kanan ( ID 6 )

Jari Manis Kanan ( ID 7 )

Penyimpanan ID sidik jari yang berhasil akan ditandai dengan indikator tulisan di LCD “Stored!” tetapi jika gagal ditandai dengan indikator tulisan di

LCD “Not Match”.seperti ditunjukan pada Gambar 4.3.

Gambar 4.7. Indikator LCD ketika sidik jari tersimpan dan tidak tersimpan

Untuk bagian pengujian hapus sidik jari, ID yang dihapus adalah dari ID 0 sampai ID 7. Proses hapus ID ini bisa dilakukan sampai 120 ID atau sesuai dengan kapasitas penyimpanan modul fingerprint ZFM-20. Tetapi karena yang dipakai dalam tugas akhir ini berjumlah 8 ID maka proses hapus ID sidik jari disesuaikan dengan jumlah dipakai. Indikator hapus id ketika selesai ditunjukan pada Gambar 4.8. :

Gambar 4.8 Proses Hapus Sidik Jari

Ketika dilakukan pengujian terhadap pendaftaran sidik jari, beberapa kali terjadi penyimpanan sidik jari yang gagal dan muncul indikator “Not Match” seperti gambar diatas. Hal ini dikarenakan posisi tangan yang berpindah pada area scanning ketika proses verifikasi sidik jari dan kondisi tangan atau area scanning yang tidak bersih, sehingga modul fingerprint tidak bisa memproses sidik jari

tersebut untuk dilakukan penyimpanan. Proses hapus sidik jari selesai ditandai

dengan indikator “Proses Selesai”.

4.2.2 Pengujian Penyimpanan dan Pengambilan Senjata

Setelah pengujian pendaftaran dan proses hapus sidik jari berhasil, selanjutnya adalah melakukan pengujian terhadap proses penyimpanan dan pengambilan senjata. Pengujian dilakukan dengan cara mengisi semua kotak penyimpanan senjata sampai penuh dan mengosongkan kembali kotak penyimpanan sampai kosong. Selain itu pengujian dilakukan terhadap status kotak penyimpanan yang akan ditampilkan oleh LCD 16x4. Tampilan awal LCD ketika belum melakukan proses penyimpanan atau pengambilan senjata ditunjukan di Gambar 4.9. Tampilan tersebut menampilkan berapa jumlah kotak kosong yang belum terisi senjata, dan jumlah tersebut akan berubah tergantung proses penyimpanan atau pengambilan senjata.

Gambar 4.9 Tampilan Awal Status Loker dan Posisi Awal Kotak Pembawa

Ada dua push button yang disediakan, in untuk melakukan penyimpanan dan out untuk melakukan pengambilan. Ketika salah satu dari kedua push button

ditekan indikator pertama yang muncul di LCD adalah menyuruh untuk melakukan scanning ID operator seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.10. Ketika sidik jari sudah terverifikasi bahwa data ID tersebut terdapat di database maka akan tampil indikator untuk melakukan scanning ID prajurit seperti ditunjukan pada Gambar 4.11, untuk proses penyimpanan terlebih dahulu harus menyimpan senjata sebelum menekan tombol in.

Gambar 4.10 Scan ID Operator

Gambar 4.11 Scan ID Prajurit

Jika ID prajurit sudah terverifikasi benar, maka otomatis kotak pembawa akan bergerak menuju kotak penyimpan. Nomor kotak penyimpanan akan dimulai dari nomor 0 berurutan sampai nomor 3. Jika push button in yang ditekan maka piston pendorong yang aktif ketika posisinya sudah sesuai adalah berada di kotak pembawa, sebaliknya jika push button out yang ditekan maka piston pendorong yang aktif adalah yang berada di kotak penyimpan, Untuk proses penyimpanan jumlah loker kosong dimulai dari 4, sedangkan untuk pengambilan jumlah loker kosong dimulai dari 0. Proses penyimpanan dan pengambilan digambarkan pada tabel 4.6.

Tabel 4.6 Proses Penyimpanan dan Pengambilan Senjata

Penempatan Kotak Indikator Ketika Proses Jumlah Loker Tersisa

Setelah Proses

Proses penyimpanan dan pengambilan dikatakan selesai apabila kotak pembawa sudah kembali ke posisi awal seperti yang ditunjukan oleh Gambar 4.9 diatas. Setelah proses tersebut selesai, ada indikator yang tampil di LCD. Indikator tersebut diperlihatkan dalam Gambar 4.12. Ketika proses penyimpanan senjata akan dilakukan tetapi ternyata semua kotak penyimpan sudah penuh maka

akan tampil peringatan di LCD yaitu “ LOKER PENUH! “. Begitupun juga ketika

proses pengambilan senjata dilakukan ketika loker dalam keadaan kosong atau

tidak ada senjata yang disimpan, maka akan tampil peringatan di LCD “ LOKER KOSONG! “ seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.13.

Gambar 4.12 Indikator Proses Penyimpanan dan Pengambilan Selesai

Gambar 4.13 Peringatan Loker Penuh dan Loker Kosong

Selain itu dilakukan pengujian terhadap keberhasilan pemindahan senjata dari kotak pembawa ke kotak penyimpan ( penyimpanan senjata ) dan juga kotak penyimpan ke kotak pembawa ( pengambilan senjata ). Hal ini bertujuan untuk menganalisa kemampuan dari alat untuk memindahkan kotak senjata. Ada dua jenis pengujian yang dilakukan. Pertama, melakukan proses penyimpanan selama 10 kali percobaan ke loker 0 dan loker 3. Kedua, melakukan proses penyimpanan dan pengambilan selama 10 kali percobaan ke loker1 dan loker 2. Untuk hasil kedua pengujian tersebut diperlihatkan pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Uji Keberhasilan Pemindahan Senjata

Percobaan Ke-

Penyimpanan Senjata Loker 1 Loker 2

Loker 0 Loker 3 Penyimpanan

Senjata Pengambilan Senjata Penyimpanan Senjata Pengambilan Senjata

1 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

2 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

3 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

4 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

5 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

6 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Tidak

Berhasil

7 Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

8 Berhasil Berhasil Berhasil Tidak

Berhasil Berhasil Berhasil

9 Berhasil Tidak

Berhasil Berhasil

Tidak

Berhasil Berhasil Berhasil

10 Berhasil Tidak

Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil Berhasil

Pengujian penyimpanan senjata dikatakan berhasil ketika kotak senjata yang berada di kotak pembawa berpindah tempat dengan dorongan piston ke dalam kotak penyimpan dan pengujian pengambilan senjata dikatakan berhasil ketika kotak senjata yang berada di dalam kotak penyimpan berpindah tempat ke kotak pembawa seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.13. Pengujian dikatakan tidak berhasil apabila kotak senjata tidak berhasil dipindahkan karena mekanik motor untuk gerakan horizontal vertikal berhenti sebelum penempatan posisi loker. Bisa juga ketika kotak berhasil didorong tetapi tidak berpindah atau posisi kotak berhasil berpindah tetapi tidak sempurna, seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.14.

Gambar 4.14 Penyimpanan dan Pengambilan Senjata Berhasil

Gambar 4.15 Contoh Penyimpanan dan Pengambilan Senjata Tidak Berhasil

Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, diketahui bahwa dari sepuluh percobaan yang dilakukan proses penyimpanan semuanya berhasil untuk loker 0, loker 1 dan loker 2. Tetapi untuk loker 3 ada dua percobaan yang tidak berhasil. Hal ini disebabkan karena ketika terus menerus dilakukan penyimpanan terhadap

loker 3, mekanik untuk gerakan horizontal terjadi gesekan sehingga berhenti sebelum penempatan posisi. Sedangakan untuk pengujian keberhasilan proses pengambilan terhadap loker 1 dan 2, untuk loker 1 proses pengambilan berhasil dalam 7 kali percobaan dan 2 kali percobaan tidak berhasil. Untuk loker 2, proses pengambilan dalam 9 kali percobaan berhasil dan 1 kali percobaan tidak berhasil. Hal ini bisa terjadi karena input tekanan angin DCV yang kurang saat pengujian. Sehingga saat proses mendorong, kotak senjata tidak berpindah. Sebab lainnya adalah mekanik gerakan horizontal yang terkadang bergeser ketika dioperasikan secara terus menerus sehingga posisi kotak pembawa tidak sejajar dengan kotak penyimpan. Pada akhirnya kotak senjata berpindah tapi tidak seluruh bagian.

4.2.3 Pengujian History Senjata

Pengujian yang terakhir untuk keseluruhan alat adalah history senjata. Seperti sudah dijelaskan pada bab sebelumnya history ini berfungsi untuk merekam setiap pengaksesan senjata baik itu pengambilan ataupun penyimpanan. Data rekaman yang diambil adalah berupa tanggal, jam, ID sidik jari. Data tersebut akan ditampilkan di LCD 16x4. history ini memberi informasi pengaksesan senjata untuk tiap kotak, baik itu penyimpanan atau pun pengambilan. Pengujian dilakukan dengan cara menggunakan ID 0 ( jempol kiri ) sebagai ID operator dan ID 4 – ID 7 sebagai ID prajurit, history yang ditampilkan adalah 4 riwayat penyimpanan atau pengambilan senjata terakhir pada setiap kotak. Hasil pengujian yang telah dilakukan adalah sebagai berikut.

Gambar 4.16 Scanning Jempol Kiri ( ID 0 ) Sebagai ID Operator

Tabel 4.8 Hasil Pengujian History

Gambar 4.17 Hasil Pengujian history Senjata

Berdasarkan hasil pengujian diatas maka dapat diketahui bahwa history sudah bisa merekam 4 riwayat terakhir dengan tanggal,waktu dan ID yang tepat sesuai dengan loker yang diakses. Data history tersebut akan berubah, jika ada input baru yang masuk baik itu proses penyimpanan ataupun pengambilan.

79

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil pengujian terhadap keseluruhan alat, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Proses penyimpanan senjata yang paling banyak penyimpangannya adalah loker 3 karena dalam 10 kali percobaan, 2 kali percobaan tidak berhasil. Walaupun jarak dari posisi awal kotak pembawa ke loker 3 tidak sejauh loker 0 atau 1. Tetapi dikarenakan pembuatan mekanik untuk gerakan horizontal kurang rapi sehingga pergerakannya sering berhenti sebelum tepat sampai di depan loker yang dituju.

2. Proses pengambilan senjata yang paling banyak penyimpangannya adalah loker 2 karena dalam 10 kali percobaan, 2 kali percobaan tidak berhasil. Faktor kontruksi mekanik yang kurang rapi menjadi hal paling berpengaruh dalam keberhasilan proses pengambilan atau penyimpanan senjata.

3. Untuk bentuk prototype, history menggunakan LCD berukuran 16x4 dengan sistem penyimpanan data historynya mengunakan arduino masih cukup untuk digunakan karena masih bisa menampilkan tanggal pengaksesan, jam pengaksesan dan ID yang mengakses mulai dari kotak 0 sampai kotak 3. Tetapi untuk skala yang lebih besar lagi dibutuhkan perangkat yang mempunyai layar yang lebih besar dan memori penyimpanan yang juga lebih besar.

5.2 Saran

Hasil akhir dari pembuatan alat penyimpan dan pengambil senjata ini tentunya masih belum sempurna, untuk itu perlu adanya perbaikan khususnya untuk metode proses pemindahan senjata. Sistem kontrol yang digunakan sebaiknya pengontrolan secara elektrik sehingga gerakan mekanik untuk mendorong senjata lebih halus ditambah dengan pembuatan kontruksi mekanik yang lebih rapi akan membuat tingkat akurasi keberhasilan pemindahan senjata lebih terjamin.

PENDEK

SKRIPSI

Laporan Ini Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Menempuh Pendidikan Program Sarjana Program Studi Teknik Elektro

Disusun Oleh :

TAUFIK MUHARROM 1.31.11.021

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

vi

LEMBAR PENGESAHAN ... i

ABSTRAK ... ii

ABSTRACT ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Identifikasi Masalah ... 3

1.3 Rumusan Masalah ... 4

1.4 Tujuan ... 4

1.5 Batasan Masalah ... 5

1.6 Metode Penelitian ... 5

1.7 Sistematika Penulisan Laporan ... 6

BAB II LANDASAN TEORI ... 8

2.1 Microcontroller ... 8

2.1.1 ArduinoIDE ( Integrated Development Environment ) ... 11

2.1.2 Bahasa Pemograman Arduino ... 12

2.2 Motor DC ... 17

2.2.1 Motor Servo ... 18

2.2.2 Motor Stepper ... 19

2.2.3 Motor Power Windows ... 20

2.3 Sensor ... 21

2.3.1 Fingerprint Module ... 24

2.3.2 Limit Switch ... 26

iv

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada junjungan Nabi besar Muhammad SAW dan para sahabatnya.

Laporan tugas akhir ini berjudul “ Rancang Bangun Robot Manipulator untuk Sistem Penyimpan dan Pengambil Senjata Api Laras Pendek ”. Laporan ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat syarat kelulusan menempuh pendidikan program Sarjana di Jurusan Teknik Elektro.

Pada kesempatan ini penulis mengucapakan terima kasih banyak kepada semua pihak yang telah membantu dalam memberikan bimbingan, petunjuk, nasehat-nasehat, dan juga dorongan penulis sampai selesainya tugas akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada :

1. Bapak Dr. Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M. Sc., selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir., M. Sc., selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia, Bandung. 3. Bapak Muhammad Aria, M.T., selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik

Elektro Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

4. Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Elektro, Universitas Komputer Indonesia, Bandung.

v

5. Bapak Budi Herdiana, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang selalu memberikan arahan, ilmu, ide dan motivasinya kepada penulis selama pembuatan alat dan penulisan laporan tugas akhir ini.

6. Bapak Rodi Hartono, M.T., selaku Dosen Wali Teknik Elektro 2011 yang selalu memberikan nasehat dan motivasi serta membantun Teknik Elektro angkatan 2011 untuk lulus dari unikom.

7. Seluruh dosen teknik elektro yang telah memberikan ilmu dan bimbingannya selama kuliah di unikom.

8. Keluarga penulis, yang selalu memberikan doa dan motivasi mereka kepada penulis.

9. Rekan mahasiswa selaku teman-teman penulis yang selama ini seringkali berbagi pengalaman mereka, memberikan ide, ilmu dan motivasinya, serta berbagai pihak lain yang tidak bisa disebutkan satu persatu.

Bandung,_______________ Penulis,

Taufik Muharrom NIM. 131.11.021