Sistem Proteksi Brankas Berpassword Menggunakan Selenoid Door Lock Sebagai Pembuka Brankas Berbasis Mikrokontroller Atmega32 Chapter III V

BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN

3.1. Diagram Blok Rangkaian

Power Suplay

infrared

Photodioda

LCD

Mikrokontroller

Keypad
Solenoid Door lock

Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian
3.1.1 Fungsi Tiap Blok
Blok mikrokontroller : Mengkonversi dari data dari sensor dan sebagai

pengontrol
2. Blok infrared

: sebagai pengirim cahaya pada photodiode

30
Universitas Sumatera Utara

Blok photodiode

: sebagai sensor pendeteksi terbuka atau

tidak berangkas
4. Blok LCD
5. Blok power supply

: Sebagai display
: Sebagai penyedia tegangan ke system dan
Sensor

6.

Block sonenoid door lock

: sebagai kunci elektrik yang akan mengunci
brangkas

3.2.

Rangkaian Mikrokontroller ATMega32

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 dapat dilihat
pada gambar di bawah ini :

Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32

Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari
seluruh sistem yang ada.Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC
Mikrokontroler Atmega32.Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

31
Universitas Sumatera Utara

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8.000000 MHz dan dua buah
kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler
Atmega32 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan
masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset
mikrokontroler ini.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso,
Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke Jack 10 Pin
header sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP
Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak
pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke
ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena
mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.3.

Rangkaian Regulator (Penstabil tegangan)
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh

rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian Regulator ini yaitu 5 volt, keluaran 5
volt.

Gambar 3.3 Rangkaian regulator

Adaptor yang di gunakan yaitu adaptopr 12 Volt, adaptor berfungsi untuk
menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt DC.Regulator tegangan 5
volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun
terjadi perubahan pada tegangan masukannya.LED hanya sebagai indikator
apabila PSA dinyalakan.

32
Universitas Sumatera Utara

3.4.

Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal

Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena
mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632
sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi
tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras
karakter yang tampil.Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang
dihubungkan ke mikrokontroler.

Gambar 3.4. Rangkaian LCD

Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang
merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter,
komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data
secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat
dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535.
3.5. Rangkaian infrared dan photodiode

Gambar 3.5 Rangkaian Photodioda dan infrared
33

Universitas Sumatera Utara

Rangkaian sensor photodioda merupakan salah satu rangkaian sensor yang
terdapat di dalam perangkat elektronik.Dan biasanya sering digunakan untuk
perangkat yang membutuhkan gerakan dan juga beberapa kinerja untuk
menggerakkan perangkat tersebut.Rangkaian sensor tersebut bisa berupa
rangkaian sensor suhu, cahaya, gerak dan juga infra merah.
Rangkaian sensor sederhana infrared yang biasa digunakan untuk
membuat rangkaian robot line follower. Pastinya dalam membuat rangkaian
sensor Infrared atau biasa disebut rangkaian sensor proximity ini, dibutuhkan
beberapa komponen seperti infrared itu sendiri yang akan berfungsi sebagai
sumber cahaya atau biasa disebut light Source dan juga sebuah photodioda yang
akan bertindak sebagai sensor cahaya Photodetector.
Cara kerja sensor halangan ini adalah komponen Photodioda akan
digunakan sebagai sensor cahaya dimana komponen sensor infrared tersebut yang
akan bertindak sebagai sumber cahaya. Ketika komponen Infrared akan
ditembakkan pada photodiode, maka cahaya akan langsung menuju ke sensor
photodioda yang menerima cahaya tersebut. komponen sensor Photodioda yang
menerima cahaya tersebut, akan memiliki nilai resistansi yang cukup rendah
sehingga menghasilkan tegangan yang besar.

3.6. Rangkaian solenoid door lock

Gambar 3.6. Rangkaian solenoid door lock
Rangkaian solenoid door lock atau kunci elektrik, ini menggunakan
transistor BC547 sebagai saklar pada solenoid, Ketika basis diberikan supply

34
Universitas Sumatera Utara

maka colektor dan emitter dalam keadaan satu rasi. Sehingga solenoid hidup dan
menarik tuas.Diode berfungsi sebagai menghidari arus balik.

3.7. Rangkaian keypad

Gambar 3.7 rangkaian keypad 4x4

Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks
(baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai
contoh, Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol.Proses

pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara maktriks adalah dengan teknik
scanning, yaitu proses pengecekkan yang dilakukan dengan cara memberikan
umpan-data pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan-baliknya) pada
bagian yang lain. Dalam hal ini, pemberian umpan-data dilakukan pada bagian
baris dan pengecekkan umpan-balik pada bagian kolom. Pada saat pemberian
umpan-data pada satu baris, maka baris yang lain harus dalam kondisi inversi-nya.

35
Universitas Sumatera Utara

3.8. Diagram Alir

Mulai

Insialising

Input pasword
Masukan
pasword

tidak
Input pasword ==
data?

ya
Buka solenoid door
lock
Tampil LCD

Selesai

Gambar 3.8 DIAGRAM ALIR

36
Universitas Sumatera Utara

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega32

Karena

pemrograman menggunakan

Programming) mikrokontroler

harus dapat

mode

ISP

(In

System

diprogram langsung pada papan

rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program
downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis
mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega32.

Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler

Atmega32

menggunakan

kristal

dengan

frekuensi 8.000000 MHz,

apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa
dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.2.

Pengujian Regulator (penstabil tegangan)
Pengujian rangkaian regulator ini bertujuan untuk mengetahui tegangan

yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran
dari output regulator 7805 menggunakan multimeter digital.Setelah dilakukan

37
Universitas Sumatera Utara

pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt.Dengan
begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak.

4.3.

Interfacing LCD 2x16
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang

berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa
keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang
berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk
alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS
dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu
LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke
LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada
dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/
Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan
dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan
melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin
RW selalu diberi logika low ( 0 )
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam
untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke
mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai
berikut:
#include
#include
#include

#include
void main(void)
{
PORTA=0xff;
DDRA=0x0F;
PORTB = 0X03;
DDRB = 0X8F;

38
Universitas Sumatera Utara

PORTD.7 = 1;
DDRD.7 = 0;
lcd_init(16);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("tes lcd");
}
Program di atas akan menampilkan kata “tes lcd” di baris pertama pada
display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian
diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan pemberitahuan.

4.4.

Pengujian infrared dan photodiode
Pengujian rangkaian sensor potodioda dan infrared dengan cara

menggukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat pancaran led
infrared dihalangi dengan tidak dihalangi.

Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk di gunakan,
berikut adalah data sensor ketika di halangi dan tidak di halangi
Tabel 4.1 Hasil Pembacaan Sensor Photodoida

4.5.

Instruksi

Tegangan (V)

Saat brangkas di buka

0.0

Saat brangkas di tutup

4.9

Pengujian rangkaian solenoid door lock
Untuk pengujian solenoid door lock yaitu diberikan tegangan pada kaki

basis di transistor, maka transistor BC547 akan aktif (satu rasi) . Hal ini
menyebabkan kumparan pada solenoid door lock dialiri arus listrik. Dengan
demikian, knop solenoid door lock akan tertarik dan brangkas dapat dibuka.
Dioda berfungsi sebagai komponen pengaman transistor arus balik yang mungkin
timbul akibat dari aktifnya kumparan relay. maka transistor dalam keadaan tidak
aktif, untuk pengujian solenoid door lock dengan program di bwah ini.
pinMode(9, OUTPUT);

39
Universitas Sumatera Utara

}
void loop(void) {
digitalWrite(A1,HIGH);l1=1;
delay(1000);
digitalWrite(A1,LOW);l1=0;
delay(1000);
}
Setelah program di download ke mikrokontroler, solenoid door lock akan
mengalami kondisi tertarik dan tidak selama 1 detik.

4.6.

Pengujian rangkain keypad

Gambar 4.2 skematik keypad

Untuk pengujian keypad ada beberapa tahap. Tentukan terlebih dahulu kolom
sebagai

output

dari

mikrokontroler

sedangkan

baris

sebagai

input

kemikrokontroler.
Langkah pertama (Scanning kolom 1 PC0)
keluarkan output ke kolom 1(PC0)
kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4)
kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5)

40
Universitas Sumatera Utara

kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6)
kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7)

Langkah kedua (Scanning kolom 2 PC1)
keluarkan output ke kolom 2 (PC1)
kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4)
kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5)
kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6)
kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7)

Langkah ketiga (Scanning kolom 3 PC2)
keluarkan output ke kolom 3 (PC2)
kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4)
kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5)
kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6)
kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7)

Langkah kempat (Scanning kolom 4 PC3)
keluarkan output ke kolom 4 (PC3)
kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4)
kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5)
kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6)
kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7)
Maka dapat dijalankan dengan program sebagai berikut.
#include
#include
#include
#include
void tekan_keypad_tampil_lcd()
{PORTB = 0b11111110;
delay_ms(30);
if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf(“1”); delay_ms(300);}

41
Universitas Sumatera Utara

if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf(“4”); delay_ms(300);}
if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf(“7”); delay_ms(300);}
if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf(“F”); delay_ms(300);}
PORTB = 0b11111101;
delay_ms(30);
if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf(“2”); delay_ms(300);}
if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf(“5”); delay_ms(300);}
if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf(“8”); delay_ms(300);}
if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf(“0”); delay_ms(300);}
PORTB = 0b11111011;
delay_ms(30);
if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf(“3”); delay_ms(300);}
if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf(“6”); delay_ms(300);}
if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf(“9”); delay_ms(300);}
if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf(“E”); delay_ms(300);}
PORTB = 0b11110111;
delay_ms(30);
if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf(“A”); delay_ms(300);}
if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf(“B”); delay_ms(300);}
if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf(“C”); delay_ms(300);}
if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf(“D”); delay_ms(300);}
}
void tampil_variabel()
{
char temp[6];
int a=500;
float b=123.45;
itoa(a,temp);
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts(temp);
ftoa(b,2,temp);
lcd_gotoxy(0,1);

42
Universitas Sumatera Utara

lcd_puts(temp);
}
void main(void)
{
PORTC = 0xff;
DDRC = 0x0f;
while(1)
{
tampil_string();
};
}

43
Universitas Sumatera Utara

BAB 5
PENUTUP

5.1 Kesimpulan
Dari evaluasi kerja alat dapat diambil beberapa kesimpulan dari proyek
ini. Kesimpulan yang diambil oleh penulis ialah:
1. Piranti elektronik yang dibutuhkan dalam rangkaian pembuka brankas ini
adalah Mikrokontroler Atmega32, Selenoid Door Lock, Buzzer, LCD, dan
Keypad 4 X 4. Alat ini dibuat dengan piranti – piranti elektronik yang
menjadi suatu sistem yang dapat membuka brankas dengan menggunakan
password dan setelah itu brankas akan terbuka secara otomatis.
2. Pengujian rangkaian sensor potodioda dan infrared dengan cara
menggukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat
pancaran led infrared dihalangi dengan tidak dihalangi.Pengujian ini
bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk digunakan.
3. Solenoid Door Lock adalah salah satu selenoid pengunci otomatis yang
difungsikan khusus sebagai selenoid untuk pengunci pintu brankas.Sistem
kerja dari Selenoid Door Lock ini adalah NC (Normally Close).Untuk
pengujian solenoid door lock yaitu diberikan tegangan pada kaki basis di
transistor, maka transistor BC547 akan aktif (satu rasi). Hal ini
menyebabkan kumparan pada solenoid door lock dialiri arus listrik.
Dengan demikian, knop solenoid door lock akan tertarik dan brangkas
dapat dibuka.

5.2 Saran
1. Untuk pembuatan alat selanjutnya dapat menambahkan camera pada
sistem pendeteksi keamanan ruangan tersebut.

44
Universitas Sumatera Utara

2. Untuk

pembuatan

alat

selanjutnya

dikembangkan

lagi

dengan

menambahkan keluaran tidak hanya melalui buzzer saja tetapi juga dapat
ditambahkan output tampilan gambarnya.
3. Diharapkan pembaca dapat memberikan saran dan kritik dalam
perancangan alat ini, dan sangat diharapkan alat ini dikembangkan baik
aplikasi maupun rancangannya agar menjadi lebih baik lagi.

45
Universitas Sumatera Utara