Microsoft Visual Basic 6.0 Sensor Photodiode

16 PWM untuk menggerakkan motor servo. Timercounter0 merupakan timercounter 8 bit dengan fitur sebagai berikut: a. Timercounter 1 kanal. b. Auto reloads yaitu timer akan dinolkan kembali saat match compare. c. Dapat menghasilkan pulsa PWM Pulse Width Modulation dengan glitch free. d. Frequency generator. e. External Event Counter. f. Prescalar 10 bit untuk timer. g. Membangkitkan interupsi saat timer overflow dan atau match compare. Perhitungan overflow interrupt sebagai pembangkit PWM ditunjukkan pada persamaan 2.2, 2.3, dan 2.4 berikut ini [19]. 2.2 2.3 2.4 Keterangan: f = frekuensi yang digunakan untuk eksekusi program T = periode N = prescaller yang digunakan OCR = nilai cacahan pulsa Pulse = lebar pulsa

2.6.4.2. Mode Operasi

Berikut adalah mode operasi 1. Mode normal, timer digunakan untuk menghitung saja, membuat delay, dan menghitung selang waktu [20]. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 17 2. Mode phase correct PWM PCP, digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM dimana nilai register counter TCNT0 yang mencacah naik dan turun secara terus- menerus akan selalu dibandingkan dengan register pembanding OCR0 [21]. Hasil pembandingan register TCNT0 dan OCR0 digunakan untuk membangkitkan sinyal PWM yang dikeluarkan pada OCR0 seperti ditunjukkan pada gambar 2.11. Gambar 2.11. Mode Phase Correct PWM [23] 3. CTC Clear timer on compare match, register counter TCNT0 akan mencacah naik kemudian di-reset atau kembali menjadi 0x00 pada saat nilai TCNT0 sama dengan OCR0. Sebelumnya OCR diset dulu, karena timer 0 dan 2 maksimumnya 255, maka range OCR 0-255 [19]. 4. Fast PWM, mode ini hamper sama dengan mode phase correct PWM, hanya perbedaanya adalah register counter TCNT0 mencacah naik saja dan tidak pernah mencacah turun seperti gambar 2.12 berikut ini [19]. Gambar 2.12. Mode Fast PWM PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 18

2.6.5. Komunikasi Serial USART

Komunikasi data adalah perpindahan data antara satu atau lebih piranti, perpindahan tersebut dapat dilaksanakan secara parallel atau seri. Komunikasi seri dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu, komunikasi data seri sinkron dan asinkron. Suatu komunikasi dapat dikatakan sinkron jika sisi pengirim dan penerima dipicu clocked oleh pemicu clock yang sama, satu sumber pemicu, data dikirim beserta pemicu. Sedangkan suatu komunikasi dikatakan asinkron jika sisi pengirim dan penerima dipicu oleh pemicu yang terpisah dengan frekuensi yang hampir sama, data dikirim disertai informasi sinkronisasi. Pada proses inisialisasi ini setiap perangkat yang terhubung harus memiliki baudrate yang sama. Beberapa fasilitas yang disediakan USART AVR adalah sebagai berikut: a Operasi full duplex mempunyai register receive dan transmit yang terpisah b Mendukung kecepatan multiprosesor c Mode kecepatan berorde Mbps d Operasi asinkron atau sinkron e Operasi master atau slave clock sinkron f Dapat menghasilkan baud-rate laju data dengan resolusi tinggi g Modus komunikasi kecepatan ganda pada asinkron Inisialisasi USART Pada mikrokontroler AVR untuk mengaktifkan dan mengeset komunikasi USART dilakukan dengan cara mengaktifkan register-register yang digunakan untuk komunikasi USART. Register-register yang digunakan untuk komunikasi USART antara lain: USART IO Data Register UDR UDR merupakan dua buah register 8 bit dengan alamat yang sama, yang digunakan sebagai tempat untuk menyimpan data yang akan dikirimkan TXB atau tempat data diterima RXB sebelum data tersebut dibaca, seperti yang terlihat pada gambar 2.13 berikut ini. Gambar 2.13. Register UDR PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 19 USART Control and Status Register A UCSRA Gambar 2.14. Register UCSRA Penjelasan bit penyusun UCSRA: a Bit 7 - RXC USART Receive Complete Bit ini akan berlogika 1 ketika data yang masuk ke dalam UDR belum terbaca dan akan berlogika 0 ketika sudah dibaca. Flag ini digunakan untuk membangkitkan interupsi RX jika diaktifkan dan akan berlogika 0 secara otomatis bersamaan dengan eksekusi vektor interupsi yang bersangkutan. b Bit 6 - TXC USART Transmit Complete Bit ini akan berlogika 1 ketika data yang dikirim telah keluar. Flag ini akan membangkitkan interupsi TX jika diaktifkan dan akan clear secara otomatis bersamaan dengan eksekusi vektor interupsi yang bersangkutan. c Bit 5 - UDRE USART Data Register Empty Flag ini sebagai indikator isi UDR. Jika bernilai 1 maka UDR dalam keadaaan kosong dan siap menerima data berikutnya, jika flag bernila 0 berarti sebaliknya. d Bit 4 - FE Frame Error Bit ini sebagai indikator ketika data yang diterima error, misalnya ketika stop bit pertama data dibaca berlogika 0 maka bit FE bernilai 1. Bit akan bernilai 0 ktika stop bit yang diterima berlogika 0. e Bit 3 - DOR Data OverRun Bit ini berfungsi untuk mendeteksi jika ada data yang tumpang tindih. Flag akan bernilai 1 ketika terjadi tumpang tindih data. f Bit 2 - PE Parity Error Bit yang menentukan apakah terjadi kesalahan paritas. Bit ini akan berfungsi jika ada kesalahan paritas. Bit ini akan berlogika 1 jika terjadi bit parity error apabla bit paritas digunakan. g Bit 1 - U2X Double the USART Transmission Speed Bit yang berfungsi untuk menggunakan laju data menjadi dua kalinya. Hanya berlaku untuk modus asinkron, untuk mode sinkron bit ini diset 0. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 20 h Bit 0 - MPCM Multi Processor Communication Mode Bit untuk mengaktifkan modus multi prosessor, dimana ketika data yang diterima oleh USART tidak mengandung informasi alamat akan diabaikan. USART Control and Status Register B UCSRB Gambar 2.20. Register UCSRB Penjelasan bit penyusun UCSRB: a Bit 7 – RXCIE RX Complete Interrupt Enable Bit pengatur aktvasi interupsi penerimaan data serial, akan berlogika 1 jika diaktifkan dan berlogika 0 jika tidak diaktifkan. b Bit 6 – TXCIE TX Complete Interrupt Enable Bit pengatur aktivasi pengiriman data serial, akan berloika 1 jika diaktifkan dan berlogika 0 jika tidak diaktifkan. c Bit 5 – UDRIE USART Data Register Empty Interrupt Enable Bit ini berfungsi untuk mengaktifkan interupsi data register kosong, berlogika 1 jika diaktifkan dan sebaliknya. d Bit 4 – RXEN Receiver Enable Bit ini berfungsi untuk mengaktifkan pin RX saluran USART. Ketika pin diaktifkan maka pin tersebut tidak dapat digunakan untuk fungsi pin IO karena sudah digunakan sebagai saluran penerima USART. e Bit 3 – TXEN Transmitter Enable Bit ini berfungsi mengaktifkan pin TX saluran USART. Ketika pin diaktifkan maka pin tersebut tidak dapat digunakan untuk fungsi pin IO karena sudah digunakan sebagai saluran pengirim USART. f Bit 2 – UCSZ2 Character Size Bit ini bersama dengan UCSZ1 dan UCSZ0 dalam register UCSRC digunakan untuk memilih tipe lebar data bit yang digunakan, sperti yang ditunjukkan pada tabel 2.2. berikut ini. 21 Tabel 2.2. Penentuan Ukuran Karakter UCSZ[2..0] Ukuran Karakter dalam bit 5 1 6 10 7 11 8 100-110 Tidak dipergunakan 111 9 g Bit 1 – RXB8 Receive Data Bit 8 Bit ini digunakan sebagai bit ke-8 ketika menggunakan format data 9-10 bit, dan bit ini harus dibaca dahulu sebelum membaca UDR. h Bit 0 – TXB8 Transmit Data Bit 8 Bit ini dipergunakan sebagai bit ke-8 ketika menggunakan format data 9-10 bit, dan bit ini harus ditulis dahulu sebelum membaca UDR. USART Control and Status Register C UCSRC Gambar 2.21. Register UCSRC Penjelasan bit penyusun UCSRC: a Bit 7 - URSEL Register Select Bit ini berfungsi untuk memilih register UCSRC dengan UBBRH, dimana untuk menulis atau membaca register UCSRC maka bit harus berlogika satu. b Bit 6 - UMSEL USART Mode Select Bit pemilih mode komunikasi serial antara sinkron dan asinkron. c Bit 5..4 – UPM[1..0] Parity Mode Bit ini berfungsi untuk memilih mode paritas bit yang akan digunakan. Transmitter USART akan membuat paritas yang akan digunakan secara otomatis. d Bit 3 – USBS Stop Bit Select Bit yang berfungsi untuk memilih jumlah stop bit yang akan digunakan. e Bit 2..1 – UCSZ[1..0] Character Size Merupakan bit pengatur jumlah karakter serial bit yang berfungsi untuk memilih 22 lebar data yang digunakan dikombinasikan dengan bit UCSZ2 dalam register UCSRB. f Bit 0 – UCPOL Clock Polarity Bit yang berguna hanya untuk modus sinkron. Bit ini berhubungan dengan perubahan data keluaran dan sampel masukan, dan clock sinkron XCK.

2.7. Sensor Photodiode

Photodiode adalah dioda yang bekerja berdasarkan intensitas cahaya, jika photodioda terkena cahaya maka photodiode bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi jika tidak mendapat cahaya maka photodiode akan berperan seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus listrik tidak dapat mengalir. Simbol sensor photodiode seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2.22 berikut. Gambar 2.22. Simbol Sensor Photodiode Photodiode merupakan sensor cahaya semikonduktor yang dapat mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik. Photodiode merupakan sebuah dioda dengan sambungan p-n yang dipengaruhi cahaya dalam kerjanya. Cahaya yang dapat dideteksi oleh photodiode ini mulai dari cahaya inframerah, cahaya tampak, ultraungu sampai dengan sinar-X. Karena photodiode terbuat dari semikonduktor p-n junction maka cahaya yang diserap oleh photodiode akan mengakibatkan terjadinya pergeseran foton yang akan menghasilkan pasangan electron-hole dikedua sisi dari sambungan. Ketika elektron- elektron yang dihasilkan itu masuk ke pita konduksi maka elektron-elektron itu akan mengalir ke arah positif sumber tegangan sedangkan hole yang dihasilkan mengalir ke arah negatif sumber tegangan sehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian. Besarnya pasangan elektron ataupun hole yang dihasilkan tergantung dari besarnya intensitas cahaya PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 23 yang diserap oleh photodiode [22]. Photodiode digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang dipancarkan oleh inframerah. Besarnya tegangan atau arus listrik yang dihasilkan oleh photodiode tergantung besar kecilnya radiasi yang dipancarkan oleh inframerah. Sifat dari Photodiode adalah : 1. Jika terkena cahaya maka resistansinya berkurang 2. Jika tidak terkena cahaya maka resistansinya meningkat Dioda dipasang reverse karena pada saat dioda dipasang reverse, maka arus tidak akan mengalir karena hambatan yg sangat besar sekali. Jadi bias dikatakan ini dioda sebagai kondisi Open Circuit jika dianalogikan seperti saklar. namun pada photodiode, hambatan yang besar tadi bisa menjadi kecil karena pengaruh cahaya yang masuk. Hal seperti ini bisa menyebabkan arus mengalir sehingga kondisi seperti ini bisa dikatakan sebagai Close Circuit jika dianalogikan seperti saklar. Arus yang dapat melewati sensor photodiode adalah sebesar 200µA sampai 800µA, sehingga untuk menentukan nilai hambatan agar arus sensor photodiode tidak terlalu besar adalah sebagai berikut [22]: 2.5 Sehingga nilai hambatan untuk sensor photodiode dapat dihitung dengan persamaan diatas dengan asumsi Vcc = 5 volt. Rangkaian umum sensor photodiode ditunjukkan pada gambar 2.23 berikut. Gambar 2.23. Rangkaian Sensor Photodiode

2.8. LED Infrared

LED Infrared merupakan suatu komponen elektronika yang merupakan sumber Photodiode Led PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 24 cahaya dengan panjang gelombang 750nm – 100nm dan arus maksimal sebesar 100 mA [23]. Aplikasi LED infrared biasa dijumpai pada modul sensor yang behubungan dengan cahaya seperti photodiode dan photo transistor. LED infrared merupakan sumber cahaya yang paling baik untuk sumber cahaya. Prinsip kerja LED infrared sama dengan LED biasa. Perbedaannya cahaya yang dipancarkn pada LED inrfrared berupa cahaya tak tampak. LED infrared memiliki arus maksimal sebesar 100mA. Kelemahan dari LED infrared adalah daya jelajah yang tidak jauh hanya sekitar 7 – 8 meter dengan sudut radiasi sebesar 45° [24]. Penentuan nilai hambatan untuk LED infrared dengan asumsi Vcc = 5 volt yaitu: 2.6

2.9. Motor Servo

Motor servo merupakan motor DC yang sudah dilengkapi dengan sistem kontrol didalamnya. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Pada aplikasinya, motor servo digunakan sebagai control loop tertutup, sehingga dapat menangani perubahan posisi secara tepat dan akurat [25]. Motor servo banyak digunakan sebagai aktuator pada mobile robot atau lengan robot. Bentuk fisik motor servo dapat dilihat pada gambar 2.24. Gambar 2.24. Bentuk Fisik Motor Servo Motor servo umunya terdiri dari servo continuous dan servo standard. Motor servo continuous dapat berputar sebesar 360 derajat. Sedangkan motor servo tipe standard hanya mampu berputar 180 derajat [26]. Untuk menggerakkan motor servo ke kanan atau ke kiri, tergantung dari nilai delay yang diberikan. Untuk membuat motor servo pada posisi center, berikan pulsa 1.5 ms. Untuk memutar servo 90° ke kanan, berikan pulsa kurang dari atau 25 sama dengan 2 ms dan pulsa lebih besar dari atau sama dengan 1 ms untuk berputar 90° ke kiri. Sistem pengkabelan motor servo terdiri dari tiga bagian, yaitu Vcc, Gnd, dan Kontrol PWM. Penggunaan PWM pada motor servo berbeda dengan penggunaan PWM pada motor DC. Paada motor servo, pemberian nilai PWM akan membuat motor servo bergerak pada posisi tertentu lalu berhenti control posisi [26]. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 26

BAB III RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Model Sistem

Secara umum perancangan sistem keamanan portal menggunakan beberapa perangkat keras seperti tag RFID, RFID reader, sensor photodiode, mikrokontroler, motor servo, dan unit PC server. Prinsip kerja dari sistem keamanan portal ini adalah tag RFID yang berjenis mifare card dibaca oleh RFID reader, data diterima oleh mikronkontroler kemudian dikirim ke PC server untuk dicocokkan dengan database di PC server, jika data yang diperoleh sesuai maka PC server akan mengirim perintah ke mikrokontroler untuk menggerakkan motor membuka portal dan kemudian mikro menunggu sinyal dari sensor photodiode apakah mobil sudah melewati portal atau belum, jika mobil sudah melewati portal maka secara otomatis mikro akan meenggerakkan motor menutup portal. Gambar 3.1 menunjukkan diagram blok perancangan sistem keamanan portal perumahan. Gambar 3.1. Diagram Blok Perancangan Sistem Keamanan Portal Perumahan Pada penelitian ini kartu yang digunakan berjumlah 2 buah, yang masing - masing untuk pemilik rumah dan tamu. Prinsip kerja kedua kartu terhadap sistem keamanan portal sama yang membedakan hanya kartu untuk pemilik rumah sebelumnya telah memiliki nomor akses kartu, diletakkan di bagian kaca mobil, dan dengan kartu yang sama dapat mengakses portal berulang-ulang. Sedangkan kartu yang diperuntukkan untuk tamu perumahan sebelumnya harus didata terlebih dahulu oleh satpam kemudian mendapatkan nomor akses, dipegang oleh pengguna kartu dan hanya dapat diakses dua kali saja yakni satu kali masuk dan satu kali keluar. RFID Mifare Card Sensor Photodiode Mikrokontroler RFID Reader PC Server Motor PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.2. Spesifikasi Prototype Perangkat Keras

Dalam penelitian ini akan digunakan mobil remote kontrol sebagai prototype mobil yang akan digunakan. Dengan dimensi ukuran lebar mobil 19 cm, panjang 39 cm, dan tinggi 13 cm berdasarkan standar ukuran sesungguhnya mobil remote kontrol yang ada di pasaran. Gambar tampak depan dan tampak samping model mobil remote kontrol yang ditunjukkan pada gambar 3.2. berikut ini. Gambar 3.2. Dimensi Prototype Mobil Gambar 3.3 dan 3.4 berikut menunjukkan bentuk fisik tampak atas dan depan keseluruhan bidang kerja perancangan sistem keamanan portal dalam penelitian ini. Gambar 3.3. Perancangan Portal Tampak Atas 19 cm 39 cm 13 cm 25 cm 50 cm 80 cm 70 cm 5 cm 15 cm 20 cm Masuk Keluar Gambar 3.4. Perancangan Portal Tampak Depan

3.3. Perancangan Perangkat Keras

Secara umum perancangan rangkaian elektronis keseluruhan sistem seperti pada gambar 3.5 berikut ini, yang menunjukkan komunikasi dari RFID reader ke mikrokontroler dan ke komputer. Gambar 3.5. Rangkaian Lengkap Sistem Keamanan Portal Perumahan 25 cm 10 cm 12 cm 27 cm