PEMROGRAMAN DAN INTERFACE MODEL SISTEM K
1
PEMROGRAMAN DAN INTERFACE MODEL SISTEM KEAMANAN
GERBANG PABRIK MELALUI ANTARMUKA WIRELESS
BERBASIS ATMEGA 32 DAN VISUAL BASIC 6.0.
1)
Arfan Nendi Ramadhan (55416120031)
Dosen : DR Ir Iwan Krisnadi MBA
1)
Email: 55416120031@student.mercubuana.ac.id
Mahasiswa Pasca Sarjana, Magister Teknik Elektro
Universitas Mercu Buana
Abstrak
Sistem keamanan dan buka-tutup gerbang pabrik pada umumnya menggunakan system konvensional. System yang
dimaksud, penjaga pintu gerbang harus memeriksa setiap sopir dan melakukan buka-tutup pintu gerbang. Sebagai solusi,
pabrik harus menambah sejumlah penjaga gerbang, faktor keamanan terganggu dan menimbulkan kerugian jika ada
pencurian. Sudah saatnya sistem keamanan gerbang menerapkan teknologi. Model sistem keamanan dan buka-tutup pada
pintu gerbang dirancang untuk mengganti sistem konvensional. Model terdiri dari gerbang masuk dan keluar yang
dikhususkan untuk kendaraan pabrik. Sopir hanya memiliki satu kendaraan dan tidak diperbolehkan berganti kendaraan
tanpa melapor penjaga gerbang. Model dilengkapi dengan pengaturan kecepatan putaran motor pada buka-tutup
menggunakan Pulse Width Modulation (PWM). Atmega 32 sebagai rangkaian kontrol pada Box Password (kotak sandi)
berkomunikasi dengan komputer menggunakan modul Wireless ESP8266 to serial . Aplikasi PC (Personal Computer)
menggunakan VB (Visual Basic 6.0). Pemrograman Visual BASIC 6.0 dalam pembuatan
Database dengan Microsoft Access 2007. Kemampuan sistem mengenali dan mencatat kendaraan/supir pada bukatutup gerbang adalah 100%. Dengan PWM, putaran motor lebih halus dan bervariasi. Berikut adalah kecepatan
waktu buka/tutup gerbang untuk PWM 1= 1,5 Detik, PWM 2 = 2 Detik, PWM 3 = 3 Detik, PWM 4 = 5 Detik. Untuk
PWM 5 dan 6 motor tidak berputar yang disebabkan Dutycycle pada PWM terlalu kecil. Pencetakan laporan
menggunakan Crystal Report 8.5 menunjukkan metode dan model pencatan keluar-masuknya kendaraan (supir).
Model berkontribusi untuk mempermudah tugas penjaga gerbang dan meningkatkan keamanan pabrik.
Kata Kunci: Gerbang, Arduino Nano, Esp8266, Visual Basic 6.0, Database
I.
PENDAHULUAN
Suatu pabrik mempunyai sirkulasi kendaraan dengan
intensitas tinggi. Pengawasan arus bolak-balik kendaraan
diperlukan system keamanan. Jika menggunakan system
konvensional penjaga gerbang harus memeriksa setiap
sopir dan membuka-tutup pintu gerbang. Solusi pabrik
harus menambah sejumlah penjaga gerbang. Selain itu,
faktor keamanan terganggu dan bisa menimbulkan
kerugian jika ada pencurian.
Bertolak dari kekurangan system konvensional,
timbulah ide untuk membuat suatu perancangan Model
system keamanan pada pintu gerbang. Model terdiri dari
gerbang masuk dan keluar kendaran, dikhususkan untuk
kendaraan pabrik tanpa kendaraan lain (pribadi atau
tamu). Sopir hanya memiliki satu kendaraan dan tidak
diperbolehkan berganti kendaraan tanpa melapor penjaga
gerbang.
Sopir harus memasukan kode dengan menekan
keypad pada Box Password. Data password dikirim dari
rangkaian kontrol lewat modul ESP8266 ke PC,
selanjutnya diproses oleh VB menjadi informasi.
Informasi muncul di PC terbaca oleh penjaga gerbang.
Penjaga gerbang dapat membaca NIS (Nomor Induk
Sopir), nama sopir, kendaraan, nomor kendaraan,
muatan, jam dan tanggal kejadian. Informasi pada PC
disimpan menggunakan aplikasi database Microsoft
Access 2007. Jika diperlukan laporan, data masuk dapat
dicetak printer menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5.
Tiap gerbang akan dipasang kamera agar pengoperasian
buka-tutup gerbang lebih termonitoring. Pemodelan juga
akan dilengkapi dengan pengaturan kecepatan putaran
motor pada buka-tutup menggunakan (Pulse Width
Modulation) PWM. Pengguaan PWM membuat putaran
motor lebih halus dan putaran motor dapat bervariasi
II.
TEORI DASAR
Model pintu gerbang menggunakan mikrokontroler
sebagai kontroler. Peran mikrokontroler sangat sentral
antara lain: scanning keypad, display LCD, pengoprasian
driver motor dan komunikasi serial.
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler AVR (Alf and vegard’s Risc
processor) merupakan bagian dari keluarga mikrokontroller
CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR memiliki arsitektur 8-bit,
dimana semua instruksi dikemas
2
dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi
[1]
dieksekusi dalam 1 siklus clock .
AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas,
yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga
ATmega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing-masing kelas adalah memori,
[2]
peripheral, dan fungsinya . Penyimpanan source code
disesuaikan dengan konfigurasi Pin Mikrokontroller
ATMEGA32 (Gambar 2.1).
Dalam keadaan tunak (steady state) didapatkan
Eb=Ea-IaRa ………………..………..(2.2)
Selain itu berdasarkan system dasar motor DC permanen
didapat:
Eb=C n φ …..……………………..(2.3)
Jika C adalah konstanta, φ adalah fluks magnet dan n
adalah kecepatan (rpm), maka dengan persamaan (2.2)
dan (2.3) diperoleh
n=
Ea
−
IaRa
CΦ
.………………......…….(2.4)
Ea (s)
L
a
Ra
I
a
φ
n
Dari persamaan (2.4) diketahui bahwa pengaturan
kecepatan motor DC dapat dilakukan dengan:
1. Mengubah fluks magnet (φ) dan
2. Mengubah tegangan masukan (Ea)
Gambar 2.1 Konfigurasi Mikrokontroler ATMEGA32
[3]
2.1.1 Komunikasi Serial ATMEGA32
Gambar 2.2 merupakan diagram blok proses
komunikasi serial yang terjadi pada Mikrokontroler
ATMEGA32.Pada proses penerimaan, data yang masuk
dari Port Serial ditampung pada Receive Buffer Register
terlebih dahulu. Dari Receive Buffer Register diteruskan
ke jalur bus internal pada saat pembacaan register SBUF.
Proses pengiriman data ke Port Serial, data yang
dituliskan dari bus internal akan ditampung pada
Transmit Buffer Register terlebih dahulu sebelum dikirim
ke Port Serial.
Gambar 2.2. Diagram Blok Port Serial
Karena pada motor magnet permanen nilai fluks
magnet tetap, maka pengaturan dilakukan dengan
mengubah tegangan masukan (Ea).
2.3 PWM (Pulse Width Modulation)
PWM adalah suatu pulsa dengan frekuensi dan
amplitudo tetap namun lebar pulsa yang dapat diubah6]
ubah . PWM merupakan teknik modulasi gelombang
listrik dengan mengubah-ubah lebar daur aktif suatu
pulsa yaitu mengatur besarnya duty cycle. Teknik
pengubahan tegangan adalah dengan system penggal atau
PWM seperti terlihat pada Gambar 2.4.
[4]
2.2 Motor DC dan Pengaturan Kecepatannya
Gambar 2.3 menunjukkan skematika motor DC
5]
magnet permanen :
Gambar 2.4 Bentuk gelombang PWM
(a)sebelum dipenggal (b)setelah dipenggal
Setelah dipenggal maka akan dihasilkan tegangan
searah yang besarnya tergantung waktu on (T1) dan waktu
off (T2), yaitu:
Gambar 2.3 Rangkaian skematik motor DC
magnet permanen
Dengan mengabaikan La pada rangkaian Gambar
2.3, maka didapatkan persamaan tegangan pada
rangkaian jangkar adalah:
ea=iaRa+eb …………………………(2.1)
.....…………………(2.5)
Vo=a Vm
dengan:
T
a=
T
+
1
=T1
1
T
2
T……………….….……….(2.6)
Tegangan Vo inilah yang nantinya menjadi tegangan
pengatur putaran dengan mengubah besarnya T1 dan T2.
PWM bisa dibangkitkan secara software maupun
hardware. Jika ingin dibangkitkan secara software bisa
3
menggunakan mikrokontroler dengan memanfaatkan
fasilitas interupsi timer, sehingga dapat dibentuk
gelombang dengan duty cycle yang dapat diatur sesuai
dengan program. Adapun cara menghitung duty cycle
seperti persamaan 2.7 berikut:
Dutycycle = T1 x100% …………….………(2.7)
+
T
1
T
2
2.4 Visual BASIC 6.0
Visual BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic
Instruction
Code)
merupakan
sebuah
bahasa
pemrograman yang dapat digunakan untuk membuat
[4]
suatu aplikasi dalam Microsoft Window . Visual BASIC
menggunakan metode Graphical User Interface (GUI)
dalam pembuatan program aplikasi (project). Istilah
visual mengacu pada metode pembuatan tampilan
program (Interface) atau objek pemrograman yang biasa
dilakukan secara langsung terlihat oleh programmer.
2.4.1 Pengaksesan Serial Menggunakan Control
MSComm
Setiap MSComm hanya menangani satu port serial.
Jika penggunaannya lebih dari satu port serial, maka
MSComm sebanyak port serial yang akan digunakan.
2.4.2 Database Visual BASIC 6.0
Database adalah kumpulan informasi yang dapat
[7]
dikelompokkan dalam beberapa tabel . Tabel
merupakan kumpulan data sejenis. Sebuah tabel biasanya
terdiri dari beberapa field (kolom) dan record (baris).
Field menerangkan sebuah informasi tentang identitas
data dalam tabel. Record menerangkan sebuah data
dalam tabel secara lengkap (Gambar 2.5).
Gambar 2.5 Hiraki Database
[7]
Pengelolaan
database
diperlukan
Program
Manajemen Database atau yang dikenal dengan DBMS
[8]
(Database Management System) . Dalam DBMS, VB
menyediakan antarmuka (interface) antara user dengan
database.
2.4.3 Database dengan Microsoft Access
Microsoft Access merupakan salah satu program
aplikasi pengolah database berbasis DBMS .Microsoft
Access biasa digunakan sebagai single standing system.
Database Microsoft Access juga dapat dihubungkan
dengan program aplikasi pembangun progam seperti VB
2.5 Crystal Report 8.5
Crystal Report 8.5 merupakan salah satu produk dari
Seagate Software yang menangani perkembangan teknologi
penyajian laporan. Crystal report 8.5 merupakan program
khusus untuk membuat laporan yang terpisah dengan
program Microsoft Visual Basic 6.0 tetapi keduanya dapat
dihubungkan (Linkage). Pada Crystal Report terdapat paket
Third Party yang disertakan dalam
VB. Paket Third Party berisi program Crystal Report
desainer yang bekerja terpisah dengan VB dan berfungsi
membuat dan menguji laporan.
III. PERENCANAAN SISTEM
Perencanaan untuk pembuatan Model sistem
keamanan gerbang pabrik hanya meliputi perangkat
lunak berupa: Pemrograman rangkaian kontrol Box
Password, interface komunikasi serial, pemrograman
visual BASIC 6.0, crystal report 8.5 dan database pada
microsoft access 2007.
Gambar 3.1. Dimensi Alat
3.1 Perancangan Alat Secara Umum
Gambar 3.2. Diagram Blok System
Blok diagram System pada gambar 3.1 menggambarkan
cara kerja rangkaian secara keseluruhan hingga proses
mencetak laporan dan buka-tutup gerbang. Rangkaian
Kontrol mengolah setiap penekanan keypad untuk
ditampilkan pada display LCD. Pengiriman data
menggunakan modul ESP8266 to Serial ke PC dilakukan
melalui Com1 pada pintu keluar dan Com2 pada pintu
masuk. Data yang dikirim berupa password yang dimiliki
setiap sopir. VB digunakan sebagai pengatur tampilan PC,
pengolahan, dan penyimpanan data. PC menampilkan data
sesuai
dengan
karakter
yang
dikirimkan
oleh
mikrokontroler, yaitu dalam karakter angka NIS enam digit.
Jika password benar, maka PC akan menampilkan
4
data sopir, NIS, waktu, muatan, kendaraan dan nomor
kendaraan. Selanjutnya mengatur setiap sinyal keluaran
untuk menggerakan motor. Jika password salah, maka
LCD pada Box Password bertuliskan “Password Salah”
dan “Coba Ulangi Lagi”. Rangkaian Kontrol kemudian
mengulang program kembali ke awal.
Jika diperlukan laporan, maka data masuk dapat
dicetak menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5.
Gerbang dipasang kamera agar pengoperasian buka-tutup
gerbang lebih termonitoring. Kamera dioperasikan
melalui tampilan pada PC menggunakan Visual BASIC
6.0.
Tabel 3.1 Penggunaan port-port pada AT89S51
Port Mikrokontroler
ATMEGA32
Port 0
PA.4-PA.7
Port 1
PB.0- PB.2
P1.4- P1.7
Port 2
PC.0-PC.7
Port 3
PD.0
PD.1
Fungsi
Pengiriman Data LCD
Pengaturan Data LCD
Pengaturan Driver Motor
Keypad 4x3
Transmiter (Tx) Modul ESP8266
Receiver (Rx) Modul ESP8266
3.2 Bagian Perangkat Lunak Rangkaian Kontrol
3.2.1 Fungsi
1) Melakukan scanning keypad
2) Menampilkan serangkaian angka-angka ke
display LCD
3) Mengirim dan menerima data melalui
komunikasi serial dari/ke PC
4) Mengirim sinyal melalui pengoprasian bit
menuju ke Driver motor
Gambar 3.5. Wiring Diagram
3.3 Perangkat Lunak interface Komunikasi Serial
3.3.1 Fungsi
Sebagai antarmuka komunikasi antara rangkaian
kontrol dan PC
3.3.2 Spesifikasi Perangkat Lunak
Menggunakan bahasa pemograman BASCOM
Baudrate 9600, Parity None
3.3.3 Rancangan Perangkat Lunak Pada Personal
Computer
Gambar 3.4. Flowchart Perangkat Lunak Rangkaian
Kontrol
3.2.2 Spesifikasi Penggunaan Port ATMEGA32
Secara umum penggunaan port-port yang
digunakan pada rangkaian Kontrol ATMEGA32
adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1.
Gambar 3.6. Flowchart Perangkat Lunak Komunikasi
Serial
5
3.4 Perangkat Lunak Visual BASIC 6.0
Tabel 3.3. Database Kendaraan Masuk
Nama Field
3.4.1 Prangkat Lunak
Aplikasi Display menggunakan VISUAL
BASIC 6.0
Aplikasi berjalan pada platform Windows Xp
Basis data yang dibuat dengan Basis ODBC
(Open Database connectivity)
3.4.2 Prangkat Keras
Kebutuhan minimal perangkat keras:
Prosesor Pentium II, RAM 64 MB
Hardisk Free-space 2 Mbyte
Port Serial 2 Buah
3.3.4 Rancangan Perangkat Lunak Pada
Personal Computer
Size
Nama Sopir
NIS
Tipe
Data
Text
Text
Jam Masuk
Text
8
Kendaraan
Text
15
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Nama Penjaga
Keterangan
Text
Text
Text
15
25
50
Keterangan
25
6
Primary key
Tabel 3.4. Database Data Sopir
Nama Field
Size
Keterangan
NIS
Nama Sopir
Tipe
Data
Text
Text
25
6
Primary key
Tempat Lahir
Text
25
Tanggal Lahir
Text
15
Alamat Tempat Tinggal
Text
50
Mulai Berkerja
Text
15
Kendaraan
Text
25
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Text
15
3.5.4. Rancangan Perangkat Lunak Pada Crystal
Report 8.5
Gambar 3.7. Flowchart Perangkat Lunak VB 6.0
3.5 Perangkat Lunak pada Crystal Report 8.5
3.5.1. Fungsi
Mencetak data laporan yang diperlukan melalui
printer.
3.5.2. Spesifikasi Perangkat Lunak
Aplikasi berjalan pada platform Windows Xp
Menggunakan bahasa pemograman BASIC
3.5.3. Rancangan Database pada Access
Tabel 3.2. Database Kendaraan Keluar
Nama Field
Size
Nama Sopir
NIS
Tipe
Data
Text
Text
Jam Keluar
Kendaraan
Text
Text
8
15
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Nama Penjaga
Keterangan
Text
Text
Text
15
25
50
Keterangan
25
6
Primary key
Gambar 3.8. Flowchart Penggunaan Cristal Report
6
Tabel 4.2. Pengujian Pengiriman Data Serial
IV. PENGUJIAN DATA DAN ANALISIS
No.
Setelah perancangan dan pembuatan perangkat lunak
maka dapat dilakukan pengujian. Pengujian berupa: Bagian
Perangkat Lunak Rangkaian Kontrol, Interface
1
2
3
4
5
6
7
8
Komunikasi Serial, Personal Computer, dan Crystal
Report 8.5.
4.1. Deskripsi Pengujian Sistem Keamanan Gerbang
Pabrik
Pengujian dilakukan dengan menghubungkan
conector antara Box Password dan Rangkaian Kontrol ke
PC menggunakan Modul ESP8266 to Serial. Apabila
semua telah terkoneksi, maka pengujian dapat dilakukan.
4.2. Data Hasil Pengujian Sistem Keamanan
Gerbang Pabrik
Adapun data-data pengujian adalah sebagai berikut:
4.2.1.
Data Pengujian Rangkaian Kontrol
Tabel 4.1. Tampilan Karakter-karakter dari Scanning Keypad
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
CR
C0
C1
C2
R0
R1
R2
R3
HEXA
Tampilan
LCD
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
00H
FFH
37H
3BH
3DH
3EH
57H
5BH
5DH
5EH
67H
6BH
6DH
6EH
1
4
7
#
2
5
8
0
3
6
9
*
39
39
39
39
39
39
39
39
39
38
37
35
33
36
36
39
39
34
36
37
31
34
35
30
PC
(Tampilan pada
Layar)
292929
297854
298786
294567
293311
297654
297685
292900
Tabel 4.3. Pengujian Pengoprasian Driver Motor
Menggunakan Switching
DIR
A
1
0
0
4.1.1. Tujuan Pengujian
Menguji sejauh mana Model Sistem Keamanan
Gerbang Pabrik beroprasi sesuai rancangan atau
menyimpang.
4.1.2. Target Pengujian
1) Rangkaian Kontrol dapat melakukan scanning
keypad, menampilkan serangkaian angka-angka
ke display LCD, mengirim/menerima data
melalui komunikasi serial dari/ke PC dan
mengirim sinyal melalui pengoprasian bit
menuju ke driver motor.
2) Program Visual BASIC dapat menampilkan
display/tampilan
monitoring keluar-masuk
kendaraan pabrik, menampilkan basis data yang
dibuat, mencocokan, menyimpan pada database
dan mencetak data laporan yang diperlukan
melalui printer.
Dari Mikrokontroler
(Heksadesimal)
PWM
A
1
1
0
DIR
B
0
1
0
PWM
B
1
1
0
Data
Hex
B0H
70H
00H
Gerak Motor
Gerak Maju
Gerak Mundur
Motor Diam
Tabel 4.4. Pengujian Pengoprasian Driver Motor
dengan Pegaturan PWM
Driver Motor
PWM PWM
A
B
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
PWM 5
PWM 6
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
PWM 5
PWM 6
Supply(Vdc)*
Vmotor Vcc
Pegujian
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5
5
5
5
5
5
12
12
12
12
12
12
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Putaran Motor
Data
Hex
A
00H
32H
64H
96H
FAH
C8H
00H
32H
64H
96H
FAH
C8H
Pelan
Sangat Pelan
Sangat Pelan Sekali
Tidak Berputar
Tidak Berputar
Tidak Berputar
Sangat Cepat
Cepat
Cukup Pelan
Pelan
Sangat Pelan
Sangat Pelan Sekali
*Secara Teori
Tabel 4.5. Pengukuran Tegangan Motor
P
W
M
1
2
3
4
5
6
1
8.92
8.50
7.76
6.46
3.42
0.85
2
8.92
8.51
7.23
6.66
3.42
0.77
Tegangan Motor(V)
Pengukuran
3
4
8.92
8.93
8.50
8.44
7.66
7.68
6.56
6.46
3.30
3.43
0.86
0.84
5
8.95
8.51
7.78
6.46
3.33
0.85
6
8.93
8.50
7.77
6.46
3.42
0.85
Tabel 4.6. Pengukuran Arus Motor
P
W
M
6
Arus Motor(mA)
1
Tanpa
beban
261,7
289.22
2
182.1
223.8
3
72.5
147.7
4
57.5
121.8
5
29.49
31.89
10.84
11.04
Beban
Tegangan
Motor(V)
Rata-rata
8,92
8,49
7.64
6,51
3.38
0.83
B
7
(a).PWM 1
(b).PWM 2
(c).PWM 3
(d).PWM 4
(e).PWM 5
(f).PWM 6
4.2.2.3. Form Monitoring
Form Monitoring berfungsi untuk menampilkan
display tampilan monitoring keluar-masuk kendaraan
pabrik. Form Monitoring juga berfungsi menampilkan
basis data yang dibuat, mencocokan, dan menyimpan
pada data base.
Gambar 4.1. Bentuk Pulsa PWM dengan Vmotor 5Vdc
(a).PWM 1
(b).PWM 2
(c).PWM 3
(d).PWM 4
(e).PWM 5
(f).PWM 6
Gambar 4.2. Bentuk Pulsa PWM dengan Vmotor 12Vdc
Gambar 4.6. Form Menu Monitoring
4.2.2. Data Hasil Pengujian Program VB
Jika setelah dilakukan proses RUN dan tidak
ditemukan adanya kesalahan maka program dapat
digunakan. Program tidak dapat digunakan jika masih
terdapat Error. Untuk menghindari Erorr, maka harus
dilakukan pengoreksian terhadap program. Adapun data
hasil pengujian setelah proses Run dijabarkan pada poinpoin berikut:
4.2.2.4. Form Data Sopir
Form Data Sopir berfungsi untuk melihat, mengedit,
menambahkan dan menghapus data sopir. Gambar 4.4
menunjukan awal proses penambahan data sopir.
4.2.2.1. Login Program
Ketika pertama kali program dijalankan tampilan
yang akan keluar adalah Form Login (Gambar 4.3).
Setelah Form Log In selesai, Form Menu tampil. Jika
password atau user name salah maka akan keluar
message box seperti Gambar 4.4.
Gambar 4.7. Form Data Sopir Tab1
Gambar 4.3. Form
Login
Gambar 4.4. Message
Box Salah Password
4.2.2.2. Form Menu
Form Menu Utama terdiri Form menu monitoring
kendaraan masuk/keluar. Pada Form Menu juga terdapat
menu editor seperti: Form Cetak Absen, Lihat Foto, Data
Sopir. Jika ingin menampilkan Form, maka user hanya
men- klik icon yang ada (Gambar 4.5).
Sebelum memulai penambahan data, user harus
meng-klik tombol Update. User wajib mengisi penuh
semua data jka ingin menyimpan pada database. Jika
data kurang lengkap, maka akan muncul Message Box
Kesalahan Data (Gambar 4.5 a).
(a)Message Box Memulai (b)Message Box Kesalahan
Edit
Data
Gambar 4.8. Message Box Form Data Sopi
Pada Form Data Sopir Tab 2 berfungsi untuk
menampilkan database dan mencari data. User hanya
Gambar 4.5. Menu Editor Form Menu
8
perlu mengetikan NIS yang dicari pada taxtNIS dan
menekan tombol Cari.
4.2.3. Data Pengujian Program Crystal Report 8.5
Gambar 4.9. Mencari NIS
Gambar 4.12. Form Cetak Data Keluar Crystal Report 8.5
4.2.2.5. Form Lihat Data Keluar-Masuk
Form Lihat Data Keluar-Masuk berfungsi untuk
melihat data yang telah tersimpan. User cukup meng-klik
tombol Data Masuk jika ingin melihat Data Kendaraan
Masuk.
Gambar 4.13. Form Cetak Data Masuk Crystal Report 8.5
Gambar 4.10. Form Lihat Data Keluar-Masuk VB
4.2.2.6. Form Lihat Foto
Form Lihat Foto berfungsi untuk melihat foto sopir.
Jika User ingin melihat foto
Gambar 4.11. Form Lihat Foto Sopir VB
Gambar 4.14. Form Cetak Data Sopir Crystal Report 8.5
4.3. Analisis Data Hasil Pengujian Rangkaian Kontrol
dan VB
Setelah melakukan pengujian, didapatkan hasil
bahwa seluruh program telah berjalan sesuai hasil
perencanaan. Berdasarkan program, Rangkaian Kontrol
ini mengolah setiap penekanan keypad untuk ditampilkan
pada display LCD. Selanjutnya mengatur setiap sinyal
keluaran untuk memutar motor.
Pengiriman data secara serial ke PC dilakukan
melalui Com1 pada pintu keluar dan Com2 pada pintu
masuk. Data yang masuk ke PC ditampilkan sesuai
dengan karakter yang dikirimkan oleh mikrokontroler,
yaitu dalam karakter angka NIS enam digit (Tabel 4.2).
Setiap data yang masuk ke PC, menjadi input untuk
9
menampilkan data sopir, NIS, waktu, muatan, kendaraan
dan nomor kendaraan.
Pada PC program monitoring berjalan sesuai
Flowchart perancangan. VB menjalankan fungsinya yaitu
sebagai pengatur tampilan PC, pengolahan, dan
penyimpanan data. Laporan data masuk dapat dicetak
menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5(Gambar 4.124.14).
Adapun pengujian data masuk hingga data dicetak
dapat dilihat pada Tabel 4.7. berikut:
Tabel 4.9. Pengujian Duty Cycle PWM dengan
Vmotor 12Vdc
Tabel 4.7. Frekuensi dan Ampitudo Pulsa PWM
dengan Vmotor 12Vdc
Input Melalui Keypad
Nama Supir
No ID
Anindito W
292900
Apriansyah
292929
Arif Hidayat
293311
Fariz Hakim
294567
M. Rizki
296463
Moch Husein
297654
Reza Bernata
297685
Putu Sugisman
297854
Sofwan
298786
Zidni Roby R
298821
*Ket: G= Gagal, B= Berhasil
4.4.
Identifikasi
Form
Form
Cetak Data
Monitoring
Supir
G*
B*
G
B
−
√
−
√
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
Crystal
Report
8.5.
G B
−
√
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
Analisis Data Hasil Pengujian PWM
Dari data hasil pengukuran menggunakan
Osciloscop pada Gambar 4.2 dapat dihitung besaran
Fekwensi dan amplitudo PWM seperti Tabel 4.8:
Tabel 4.8. Frekuensi dan Ampitudo Pulsa PWM
dengan Vmotor 12Vdc
Perioda
(P)
Time/
Div
(µS)
1
2
3
4
5
6
4
3,8
3,6
3,6
3,8
4
50
50
50
50
50
50
T=
P.Time/D
iv
(µS)
200
190
180
180
190
200
Frekuensi = 1/T
1/200 µS= 5000Hz
1/190 µS= 5263Hz
1/180 µS= 5555Hz
1/180 µS= 5555Hz
1/190 µS= 5263Hz
1/200 µS= 5000Hz
Perioda
(Thigh)
Perioda
(Tlow)
Duty
Cycle
(%)
1
2
3
4
5
6
3.8
3,4
2,4
2
0.8
0.2
0.2
0.4
1.2
1.6
3
3.8
95
89
67
56
27
7
Tabel 4.10. Pengujian PWM Waktu Buka-tutup
Setelah melakukan pengukuran pada output driver
motor, suplay 12 vdc membuat putaran motor lebih cepat.
Sedangkan motor driver yang disupply 5 vdc putaran motor
lebih lambat. Selain supply, PWM juga mempengaruhi cepat
lambatnya putaran motor. Walaupun supply motor driver di
supply 12vdc, dengan pengaturan PWM motor dapat
diperlambat putarannya. PWM dapat memperlambat putaran
motor karena mempengaruhi tegangan (Tabel 4.5). Cepat
lambatnya putaran motor dari motor driver berbanding lurus
dengan tegangan.
P
W
M
P
W
M
Amplitudo=
kotak.
Volt/Div
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
Dari Tabel 4.8. pulsa PWM dengan frekuensi dan
amplitudo tetap namun lebar pulsa berubah ubah. Dengan
persamaan 2.3 maka dapat dihitung duty cycle-nya
sebagai berikut:
PWM
Duty Cycle
(%)
Waktu
Buka/Tutup
Gerbang
1
2
3
4
5
6
95
89
67
56
27
7
1,5 Detik
2 Detik
3 Detik
5 Detik
−
−
PWM bisa dibangkitkan secara software maupun
hardware. PWM pada pemodelan ini dibangkitkan secara
software
menggunakan
mikrokontroler
dengan
memanfaatkan fasilitas interupsi timer, sehingga dapat
dibentuk gelombang dengan duty cycle yang dapat diatur
sesuai dengan program. Pengaturan PWM pada motor
DC sangat menguntungkan pada pemodelan. PWM yang
dihasilkan dari pemrograman mikrokontroler membuat
perputaran motor lebih halus dan bervariasi. Adapun
variasi putaran motor dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Frekuensi dan amplitudo pada PWM tetap namun lebar
pulsa berubah ubah. Lebar pulsa yang berubah-ubah
menghasilkan Duty Cycle. Duty Cycle membuat putaran
motor halus bahkan kecepatannya dapat diatur lebih
cepat atau lebih lambat. Cepat dan lambat perputaran
motor nantinya menentukan kecepatan waktu buka/tutup
gerbang (Tabel 4.10). Jika Duty Cycle yang digunakan
semakin besar, maka semakin cepat waktu untuk
membuka/menutup gerbang.
V.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian dan pengoprasian
program dapat disimpulkan bahwa:
1. Penyimpanan keseluruhan data Sopir dan data
keluar/masuk dapat disimpan dalam satu basis
data.
2. Pulsa PWM dengan frekuensi dan amplitudo tetap
namun lebar pulsa yang berubah-ubah. Dengan
PWM, putaran motor lebih halus dan bervariasi.
Berikut adalah kecepatan waktu buka/tutup
gerbang untuk PWM 1= 1,5 Detik, PWM 2 = 2
Detik, PWM 3 = 3 Detik, PWM 4 = 5 Detik. Untuk
PWM 5 dan 6 motor tidak berputar yang
disebabkan Dutycycle pada PWM terlalu kecil.
10
3. Visual BASIC dapat terkoneksi dengan baik
dengan Microsoft Access maupun Crystall Report
8.5.
4. Program “Model Sistem Keamanan Gerbang
Pabrik Melalui Antarmuka Wireless Berbasis
ATMEGA32 dan Visual BASIC 6.0.” dapat
sekaligus membuka/menutup kedua pintu
masuk/keluar. Akan tetapi pengunaan program
akan lebih baik satu program untuk satu pintu
gerbang.
Daftar Pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
Rianto, 2008, Expansion Memory Pada Mikrokontroler
Atmega8535. Laporan Kerja Praktek di CV General PLC
Service (GPS) Yogyakarta
Bejo, Agus, 2008, C dan AVR Rahasia Kemudahan
Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMEGA8535.
Yogyakarta: Graha Ilmu
http://www.atmel.com/avr, [Online, diakses: 12-04-2017]
Prasetia Retna. Catur Edi Wibowo, 2004, “Interfacing
Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual
Basic 6.0”, Andi Offset: Yogyakarta.
Yudi Andriana dkk. 2004, Pengendalian Kecepatan
Motor DC Menggunakan Gelombang Radio Sebagai
Media Transmisi Berbasis Mikrokontroler AT89C51.
Sumardi dkk, 2008, Rancang Bangun Robot Pengikut
Garis dan Pendeteksi Halangan Menggunakan
Mikrokontroler AT89S51, Jurnal Teknik Elektro, Jilid 10,
Nomor 3, 126-130. iwan, sumardi@elektro.ft.undip.ac.id
Ario Suryo Kusumo, 2005, ”Pemrograman Database
dengan Visual Basic 6.0”, Alex Media Komputindo.
Wira Danu. Pangestu, 2007, “Modul Pelatihan Visual
Basic-Access”, www.Allpdf.com, Januari 2010.
Asnawi Rustam. Octa Heriana, 2004, Sistem Keamanan
Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Basisdata
Melalui Antarmuka Port Serial, Jurnal Teknik Elektro dan
Komputer Emitor, Vol. 4, No. 2, 67-74.
Usaman Baafai. Zulkarnaen, 2005, Pedoman Penulisan
Naskah Jurnal ENSIKOM, Jurnal Teknik Elektro
ENSIKOM, Vol. 3, No. 1 , Hal 34–35.
Petruzella, Frank D, Elektronika Industri Edisi II,
Terjamahan dari Industrial Electronics oleh Sumanto, Drs.
M.A., ANDI Yogyakarta, Yogyakarta 2001.
Suyoko, Didik. (2012). Alat Pengaman Pintu Rumah
Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) 125KHz Berbasis Mikrokontroler ATMEGA328. Yogyakarta:
Universitas Yogyakarta.
Nurjanah, Dwi. 2012. Perancangan Stand Alone RFID
Reader Untuk Aplikasi Keamanan Pintu, Naskah Publikasi.
Yogyakarta : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Komputer AMIKOM.
http://en.wikibooks.org, “SerialProgramming”, [Online,
diakses: 12-04-2017]
http://www.google.com, “Seagate Crystal Report 8.5.
Pdf” , [Online, diakses: 19-03-2010].
Sugiarto. Tanjung Purno, 2003, “Rancang Bangun
Pengaman Brankas Elektronik Dengan Sistem Penyandi
Empat Digit”, Jurnal Penelitian.
Kusumasari. Yulitta Radita, 2005, “Pengolahan Data
Mahasiswa Sekolah Tinggi Ilmu Ekonomi Pariwisata
Indonesia (Stiepari) Dengan Aplikasi Database Pada
Program Microsoft Visual Basic 6.0”, Jurnal Penelitian.
PEMROGRAMAN DAN INTERFACE MODEL SISTEM KEAMANAN
GERBANG PABRIK MELALUI ANTARMUKA WIRELESS
BERBASIS ATMEGA 32 DAN VISUAL BASIC 6.0.
1)
Arfan Nendi Ramadhan (55416120031)
Dosen : DR Ir Iwan Krisnadi MBA
1)
Email: 55416120031@student.mercubuana.ac.id
Mahasiswa Pasca Sarjana, Magister Teknik Elektro
Universitas Mercu Buana
Abstrak
Sistem keamanan dan buka-tutup gerbang pabrik pada umumnya menggunakan system konvensional. System yang
dimaksud, penjaga pintu gerbang harus memeriksa setiap sopir dan melakukan buka-tutup pintu gerbang. Sebagai solusi,
pabrik harus menambah sejumlah penjaga gerbang, faktor keamanan terganggu dan menimbulkan kerugian jika ada
pencurian. Sudah saatnya sistem keamanan gerbang menerapkan teknologi. Model sistem keamanan dan buka-tutup pada
pintu gerbang dirancang untuk mengganti sistem konvensional. Model terdiri dari gerbang masuk dan keluar yang
dikhususkan untuk kendaraan pabrik. Sopir hanya memiliki satu kendaraan dan tidak diperbolehkan berganti kendaraan
tanpa melapor penjaga gerbang. Model dilengkapi dengan pengaturan kecepatan putaran motor pada buka-tutup
menggunakan Pulse Width Modulation (PWM). Atmega 32 sebagai rangkaian kontrol pada Box Password (kotak sandi)
berkomunikasi dengan komputer menggunakan modul Wireless ESP8266 to serial . Aplikasi PC (Personal Computer)
menggunakan VB (Visual Basic 6.0). Pemrograman Visual BASIC 6.0 dalam pembuatan
Database dengan Microsoft Access 2007. Kemampuan sistem mengenali dan mencatat kendaraan/supir pada bukatutup gerbang adalah 100%. Dengan PWM, putaran motor lebih halus dan bervariasi. Berikut adalah kecepatan
waktu buka/tutup gerbang untuk PWM 1= 1,5 Detik, PWM 2 = 2 Detik, PWM 3 = 3 Detik, PWM 4 = 5 Detik. Untuk
PWM 5 dan 6 motor tidak berputar yang disebabkan Dutycycle pada PWM terlalu kecil. Pencetakan laporan
menggunakan Crystal Report 8.5 menunjukkan metode dan model pencatan keluar-masuknya kendaraan (supir).
Model berkontribusi untuk mempermudah tugas penjaga gerbang dan meningkatkan keamanan pabrik.
Kata Kunci: Gerbang, Arduino Nano, Esp8266, Visual Basic 6.0, Database
I.
PENDAHULUAN
Suatu pabrik mempunyai sirkulasi kendaraan dengan
intensitas tinggi. Pengawasan arus bolak-balik kendaraan
diperlukan system keamanan. Jika menggunakan system
konvensional penjaga gerbang harus memeriksa setiap
sopir dan membuka-tutup pintu gerbang. Solusi pabrik
harus menambah sejumlah penjaga gerbang. Selain itu,
faktor keamanan terganggu dan bisa menimbulkan
kerugian jika ada pencurian.
Bertolak dari kekurangan system konvensional,
timbulah ide untuk membuat suatu perancangan Model
system keamanan pada pintu gerbang. Model terdiri dari
gerbang masuk dan keluar kendaran, dikhususkan untuk
kendaraan pabrik tanpa kendaraan lain (pribadi atau
tamu). Sopir hanya memiliki satu kendaraan dan tidak
diperbolehkan berganti kendaraan tanpa melapor penjaga
gerbang.
Sopir harus memasukan kode dengan menekan
keypad pada Box Password. Data password dikirim dari
rangkaian kontrol lewat modul ESP8266 ke PC,
selanjutnya diproses oleh VB menjadi informasi.
Informasi muncul di PC terbaca oleh penjaga gerbang.
Penjaga gerbang dapat membaca NIS (Nomor Induk
Sopir), nama sopir, kendaraan, nomor kendaraan,
muatan, jam dan tanggal kejadian. Informasi pada PC
disimpan menggunakan aplikasi database Microsoft
Access 2007. Jika diperlukan laporan, data masuk dapat
dicetak printer menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5.
Tiap gerbang akan dipasang kamera agar pengoperasian
buka-tutup gerbang lebih termonitoring. Pemodelan juga
akan dilengkapi dengan pengaturan kecepatan putaran
motor pada buka-tutup menggunakan (Pulse Width
Modulation) PWM. Pengguaan PWM membuat putaran
motor lebih halus dan putaran motor dapat bervariasi
II.
TEORI DASAR
Model pintu gerbang menggunakan mikrokontroler
sebagai kontroler. Peran mikrokontroler sangat sentral
antara lain: scanning keypad, display LCD, pengoprasian
driver motor dan komunikasi serial.
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroler AVR (Alf and vegard’s Risc
processor) merupakan bagian dari keluarga mikrokontroller
CMOS 8-bit buatan Atmel. AVR memiliki arsitektur 8-bit,
dimana semua instruksi dikemas
2
dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi
[1]
dieksekusi dalam 1 siklus clock .
AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas,
yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga
ATmega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing-masing kelas adalah memori,
[2]
peripheral, dan fungsinya . Penyimpanan source code
disesuaikan dengan konfigurasi Pin Mikrokontroller
ATMEGA32 (Gambar 2.1).
Dalam keadaan tunak (steady state) didapatkan
Eb=Ea-IaRa ………………..………..(2.2)
Selain itu berdasarkan system dasar motor DC permanen
didapat:
Eb=C n φ …..……………………..(2.3)
Jika C adalah konstanta, φ adalah fluks magnet dan n
adalah kecepatan (rpm), maka dengan persamaan (2.2)
dan (2.3) diperoleh
n=
Ea
−
IaRa
CΦ
.………………......…….(2.4)
Ea (s)
L
a
Ra
I
a
φ
n
Dari persamaan (2.4) diketahui bahwa pengaturan
kecepatan motor DC dapat dilakukan dengan:
1. Mengubah fluks magnet (φ) dan
2. Mengubah tegangan masukan (Ea)
Gambar 2.1 Konfigurasi Mikrokontroler ATMEGA32
[3]
2.1.1 Komunikasi Serial ATMEGA32
Gambar 2.2 merupakan diagram blok proses
komunikasi serial yang terjadi pada Mikrokontroler
ATMEGA32.Pada proses penerimaan, data yang masuk
dari Port Serial ditampung pada Receive Buffer Register
terlebih dahulu. Dari Receive Buffer Register diteruskan
ke jalur bus internal pada saat pembacaan register SBUF.
Proses pengiriman data ke Port Serial, data yang
dituliskan dari bus internal akan ditampung pada
Transmit Buffer Register terlebih dahulu sebelum dikirim
ke Port Serial.
Gambar 2.2. Diagram Blok Port Serial
Karena pada motor magnet permanen nilai fluks
magnet tetap, maka pengaturan dilakukan dengan
mengubah tegangan masukan (Ea).
2.3 PWM (Pulse Width Modulation)
PWM adalah suatu pulsa dengan frekuensi dan
amplitudo tetap namun lebar pulsa yang dapat diubah6]
ubah . PWM merupakan teknik modulasi gelombang
listrik dengan mengubah-ubah lebar daur aktif suatu
pulsa yaitu mengatur besarnya duty cycle. Teknik
pengubahan tegangan adalah dengan system penggal atau
PWM seperti terlihat pada Gambar 2.4.
[4]
2.2 Motor DC dan Pengaturan Kecepatannya
Gambar 2.3 menunjukkan skematika motor DC
5]
magnet permanen :
Gambar 2.4 Bentuk gelombang PWM
(a)sebelum dipenggal (b)setelah dipenggal
Setelah dipenggal maka akan dihasilkan tegangan
searah yang besarnya tergantung waktu on (T1) dan waktu
off (T2), yaitu:
Gambar 2.3 Rangkaian skematik motor DC
magnet permanen
Dengan mengabaikan La pada rangkaian Gambar
2.3, maka didapatkan persamaan tegangan pada
rangkaian jangkar adalah:
ea=iaRa+eb …………………………(2.1)
.....…………………(2.5)
Vo=a Vm
dengan:
T
a=
T
+
1
=T1
1
T
2
T……………….….……….(2.6)
Tegangan Vo inilah yang nantinya menjadi tegangan
pengatur putaran dengan mengubah besarnya T1 dan T2.
PWM bisa dibangkitkan secara software maupun
hardware. Jika ingin dibangkitkan secara software bisa
3
menggunakan mikrokontroler dengan memanfaatkan
fasilitas interupsi timer, sehingga dapat dibentuk
gelombang dengan duty cycle yang dapat diatur sesuai
dengan program. Adapun cara menghitung duty cycle
seperti persamaan 2.7 berikut:
Dutycycle = T1 x100% …………….………(2.7)
+
T
1
T
2
2.4 Visual BASIC 6.0
Visual BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic
Instruction
Code)
merupakan
sebuah
bahasa
pemrograman yang dapat digunakan untuk membuat
[4]
suatu aplikasi dalam Microsoft Window . Visual BASIC
menggunakan metode Graphical User Interface (GUI)
dalam pembuatan program aplikasi (project). Istilah
visual mengacu pada metode pembuatan tampilan
program (Interface) atau objek pemrograman yang biasa
dilakukan secara langsung terlihat oleh programmer.
2.4.1 Pengaksesan Serial Menggunakan Control
MSComm
Setiap MSComm hanya menangani satu port serial.
Jika penggunaannya lebih dari satu port serial, maka
MSComm sebanyak port serial yang akan digunakan.
2.4.2 Database Visual BASIC 6.0
Database adalah kumpulan informasi yang dapat
[7]
dikelompokkan dalam beberapa tabel . Tabel
merupakan kumpulan data sejenis. Sebuah tabel biasanya
terdiri dari beberapa field (kolom) dan record (baris).
Field menerangkan sebuah informasi tentang identitas
data dalam tabel. Record menerangkan sebuah data
dalam tabel secara lengkap (Gambar 2.5).
Gambar 2.5 Hiraki Database
[7]
Pengelolaan
database
diperlukan
Program
Manajemen Database atau yang dikenal dengan DBMS
[8]
(Database Management System) . Dalam DBMS, VB
menyediakan antarmuka (interface) antara user dengan
database.
2.4.3 Database dengan Microsoft Access
Microsoft Access merupakan salah satu program
aplikasi pengolah database berbasis DBMS .Microsoft
Access biasa digunakan sebagai single standing system.
Database Microsoft Access juga dapat dihubungkan
dengan program aplikasi pembangun progam seperti VB
2.5 Crystal Report 8.5
Crystal Report 8.5 merupakan salah satu produk dari
Seagate Software yang menangani perkembangan teknologi
penyajian laporan. Crystal report 8.5 merupakan program
khusus untuk membuat laporan yang terpisah dengan
program Microsoft Visual Basic 6.0 tetapi keduanya dapat
dihubungkan (Linkage). Pada Crystal Report terdapat paket
Third Party yang disertakan dalam
VB. Paket Third Party berisi program Crystal Report
desainer yang bekerja terpisah dengan VB dan berfungsi
membuat dan menguji laporan.
III. PERENCANAAN SISTEM
Perencanaan untuk pembuatan Model sistem
keamanan gerbang pabrik hanya meliputi perangkat
lunak berupa: Pemrograman rangkaian kontrol Box
Password, interface komunikasi serial, pemrograman
visual BASIC 6.0, crystal report 8.5 dan database pada
microsoft access 2007.
Gambar 3.1. Dimensi Alat
3.1 Perancangan Alat Secara Umum
Gambar 3.2. Diagram Blok System
Blok diagram System pada gambar 3.1 menggambarkan
cara kerja rangkaian secara keseluruhan hingga proses
mencetak laporan dan buka-tutup gerbang. Rangkaian
Kontrol mengolah setiap penekanan keypad untuk
ditampilkan pada display LCD. Pengiriman data
menggunakan modul ESP8266 to Serial ke PC dilakukan
melalui Com1 pada pintu keluar dan Com2 pada pintu
masuk. Data yang dikirim berupa password yang dimiliki
setiap sopir. VB digunakan sebagai pengatur tampilan PC,
pengolahan, dan penyimpanan data. PC menampilkan data
sesuai
dengan
karakter
yang
dikirimkan
oleh
mikrokontroler, yaitu dalam karakter angka NIS enam digit.
Jika password benar, maka PC akan menampilkan
4
data sopir, NIS, waktu, muatan, kendaraan dan nomor
kendaraan. Selanjutnya mengatur setiap sinyal keluaran
untuk menggerakan motor. Jika password salah, maka
LCD pada Box Password bertuliskan “Password Salah”
dan “Coba Ulangi Lagi”. Rangkaian Kontrol kemudian
mengulang program kembali ke awal.
Jika diperlukan laporan, maka data masuk dapat
dicetak menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5.
Gerbang dipasang kamera agar pengoperasian buka-tutup
gerbang lebih termonitoring. Kamera dioperasikan
melalui tampilan pada PC menggunakan Visual BASIC
6.0.
Tabel 3.1 Penggunaan port-port pada AT89S51
Port Mikrokontroler
ATMEGA32
Port 0
PA.4-PA.7
Port 1
PB.0- PB.2
P1.4- P1.7
Port 2
PC.0-PC.7
Port 3
PD.0
PD.1
Fungsi
Pengiriman Data LCD
Pengaturan Data LCD
Pengaturan Driver Motor
Keypad 4x3
Transmiter (Tx) Modul ESP8266
Receiver (Rx) Modul ESP8266
3.2 Bagian Perangkat Lunak Rangkaian Kontrol
3.2.1 Fungsi
1) Melakukan scanning keypad
2) Menampilkan serangkaian angka-angka ke
display LCD
3) Mengirim dan menerima data melalui
komunikasi serial dari/ke PC
4) Mengirim sinyal melalui pengoprasian bit
menuju ke Driver motor
Gambar 3.5. Wiring Diagram
3.3 Perangkat Lunak interface Komunikasi Serial
3.3.1 Fungsi
Sebagai antarmuka komunikasi antara rangkaian
kontrol dan PC
3.3.2 Spesifikasi Perangkat Lunak
Menggunakan bahasa pemograman BASCOM
Baudrate 9600, Parity None
3.3.3 Rancangan Perangkat Lunak Pada Personal
Computer
Gambar 3.4. Flowchart Perangkat Lunak Rangkaian
Kontrol
3.2.2 Spesifikasi Penggunaan Port ATMEGA32
Secara umum penggunaan port-port yang
digunakan pada rangkaian Kontrol ATMEGA32
adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1.
Gambar 3.6. Flowchart Perangkat Lunak Komunikasi
Serial
5
3.4 Perangkat Lunak Visual BASIC 6.0
Tabel 3.3. Database Kendaraan Masuk
Nama Field
3.4.1 Prangkat Lunak
Aplikasi Display menggunakan VISUAL
BASIC 6.0
Aplikasi berjalan pada platform Windows Xp
Basis data yang dibuat dengan Basis ODBC
(Open Database connectivity)
3.4.2 Prangkat Keras
Kebutuhan minimal perangkat keras:
Prosesor Pentium II, RAM 64 MB
Hardisk Free-space 2 Mbyte
Port Serial 2 Buah
3.3.4 Rancangan Perangkat Lunak Pada
Personal Computer
Size
Nama Sopir
NIS
Tipe
Data
Text
Text
Jam Masuk
Text
8
Kendaraan
Text
15
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Nama Penjaga
Keterangan
Text
Text
Text
15
25
50
Keterangan
25
6
Primary key
Tabel 3.4. Database Data Sopir
Nama Field
Size
Keterangan
NIS
Nama Sopir
Tipe
Data
Text
Text
25
6
Primary key
Tempat Lahir
Text
25
Tanggal Lahir
Text
15
Alamat Tempat Tinggal
Text
50
Mulai Berkerja
Text
15
Kendaraan
Text
25
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Text
15
3.5.4. Rancangan Perangkat Lunak Pada Crystal
Report 8.5
Gambar 3.7. Flowchart Perangkat Lunak VB 6.0
3.5 Perangkat Lunak pada Crystal Report 8.5
3.5.1. Fungsi
Mencetak data laporan yang diperlukan melalui
printer.
3.5.2. Spesifikasi Perangkat Lunak
Aplikasi berjalan pada platform Windows Xp
Menggunakan bahasa pemograman BASIC
3.5.3. Rancangan Database pada Access
Tabel 3.2. Database Kendaraan Keluar
Nama Field
Size
Nama Sopir
NIS
Tipe
Data
Text
Text
Jam Keluar
Kendaraan
Text
Text
8
15
No Kendaraan
Text
15
Muatan
Nama Penjaga
Keterangan
Text
Text
Text
15
25
50
Keterangan
25
6
Primary key
Gambar 3.8. Flowchart Penggunaan Cristal Report
6
Tabel 4.2. Pengujian Pengiriman Data Serial
IV. PENGUJIAN DATA DAN ANALISIS
No.
Setelah perancangan dan pembuatan perangkat lunak
maka dapat dilakukan pengujian. Pengujian berupa: Bagian
Perangkat Lunak Rangkaian Kontrol, Interface
1
2
3
4
5
6
7
8
Komunikasi Serial, Personal Computer, dan Crystal
Report 8.5.
4.1. Deskripsi Pengujian Sistem Keamanan Gerbang
Pabrik
Pengujian dilakukan dengan menghubungkan
conector antara Box Password dan Rangkaian Kontrol ke
PC menggunakan Modul ESP8266 to Serial. Apabila
semua telah terkoneksi, maka pengujian dapat dilakukan.
4.2. Data Hasil Pengujian Sistem Keamanan
Gerbang Pabrik
Adapun data-data pengujian adalah sebagai berikut:
4.2.1.
Data Pengujian Rangkaian Kontrol
Tabel 4.1. Tampilan Karakter-karakter dari Scanning Keypad
B7
B6
B5
B4
B3
B2
B1
B0
CR
C0
C1
C2
R0
R1
R2
R3
HEXA
Tampilan
LCD
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
00H
FFH
37H
3BH
3DH
3EH
57H
5BH
5DH
5EH
67H
6BH
6DH
6EH
1
4
7
#
2
5
8
0
3
6
9
*
39
39
39
39
39
39
39
39
39
38
37
35
33
36
36
39
39
34
36
37
31
34
35
30
PC
(Tampilan pada
Layar)
292929
297854
298786
294567
293311
297654
297685
292900
Tabel 4.3. Pengujian Pengoprasian Driver Motor
Menggunakan Switching
DIR
A
1
0
0
4.1.1. Tujuan Pengujian
Menguji sejauh mana Model Sistem Keamanan
Gerbang Pabrik beroprasi sesuai rancangan atau
menyimpang.
4.1.2. Target Pengujian
1) Rangkaian Kontrol dapat melakukan scanning
keypad, menampilkan serangkaian angka-angka
ke display LCD, mengirim/menerima data
melalui komunikasi serial dari/ke PC dan
mengirim sinyal melalui pengoprasian bit
menuju ke driver motor.
2) Program Visual BASIC dapat menampilkan
display/tampilan
monitoring keluar-masuk
kendaraan pabrik, menampilkan basis data yang
dibuat, mencocokan, menyimpan pada database
dan mencetak data laporan yang diperlukan
melalui printer.
Dari Mikrokontroler
(Heksadesimal)
PWM
A
1
1
0
DIR
B
0
1
0
PWM
B
1
1
0
Data
Hex
B0H
70H
00H
Gerak Motor
Gerak Maju
Gerak Mundur
Motor Diam
Tabel 4.4. Pengujian Pengoprasian Driver Motor
dengan Pegaturan PWM
Driver Motor
PWM PWM
A
B
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
PWM 5
PWM 6
PWM 1
PWM 2
PWM 3
PWM 4
PWM 5
PWM 6
Supply(Vdc)*
Vmotor Vcc
Pegujian
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5
5
5
5
5
5
12
12
12
12
12
12
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
5
Putaran Motor
Data
Hex
A
00H
32H
64H
96H
FAH
C8H
00H
32H
64H
96H
FAH
C8H
Pelan
Sangat Pelan
Sangat Pelan Sekali
Tidak Berputar
Tidak Berputar
Tidak Berputar
Sangat Cepat
Cepat
Cukup Pelan
Pelan
Sangat Pelan
Sangat Pelan Sekali
*Secara Teori
Tabel 4.5. Pengukuran Tegangan Motor
P
W
M
1
2
3
4
5
6
1
8.92
8.50
7.76
6.46
3.42
0.85
2
8.92
8.51
7.23
6.66
3.42
0.77
Tegangan Motor(V)
Pengukuran
3
4
8.92
8.93
8.50
8.44
7.66
7.68
6.56
6.46
3.30
3.43
0.86
0.84
5
8.95
8.51
7.78
6.46
3.33
0.85
6
8.93
8.50
7.77
6.46
3.42
0.85
Tabel 4.6. Pengukuran Arus Motor
P
W
M
6
Arus Motor(mA)
1
Tanpa
beban
261,7
289.22
2
182.1
223.8
3
72.5
147.7
4
57.5
121.8
5
29.49
31.89
10.84
11.04
Beban
Tegangan
Motor(V)
Rata-rata
8,92
8,49
7.64
6,51
3.38
0.83
B
7
(a).PWM 1
(b).PWM 2
(c).PWM 3
(d).PWM 4
(e).PWM 5
(f).PWM 6
4.2.2.3. Form Monitoring
Form Monitoring berfungsi untuk menampilkan
display tampilan monitoring keluar-masuk kendaraan
pabrik. Form Monitoring juga berfungsi menampilkan
basis data yang dibuat, mencocokan, dan menyimpan
pada data base.
Gambar 4.1. Bentuk Pulsa PWM dengan Vmotor 5Vdc
(a).PWM 1
(b).PWM 2
(c).PWM 3
(d).PWM 4
(e).PWM 5
(f).PWM 6
Gambar 4.2. Bentuk Pulsa PWM dengan Vmotor 12Vdc
Gambar 4.6. Form Menu Monitoring
4.2.2. Data Hasil Pengujian Program VB
Jika setelah dilakukan proses RUN dan tidak
ditemukan adanya kesalahan maka program dapat
digunakan. Program tidak dapat digunakan jika masih
terdapat Error. Untuk menghindari Erorr, maka harus
dilakukan pengoreksian terhadap program. Adapun data
hasil pengujian setelah proses Run dijabarkan pada poinpoin berikut:
4.2.2.4. Form Data Sopir
Form Data Sopir berfungsi untuk melihat, mengedit,
menambahkan dan menghapus data sopir. Gambar 4.4
menunjukan awal proses penambahan data sopir.
4.2.2.1. Login Program
Ketika pertama kali program dijalankan tampilan
yang akan keluar adalah Form Login (Gambar 4.3).
Setelah Form Log In selesai, Form Menu tampil. Jika
password atau user name salah maka akan keluar
message box seperti Gambar 4.4.
Gambar 4.7. Form Data Sopir Tab1
Gambar 4.3. Form
Login
Gambar 4.4. Message
Box Salah Password
4.2.2.2. Form Menu
Form Menu Utama terdiri Form menu monitoring
kendaraan masuk/keluar. Pada Form Menu juga terdapat
menu editor seperti: Form Cetak Absen, Lihat Foto, Data
Sopir. Jika ingin menampilkan Form, maka user hanya
men- klik icon yang ada (Gambar 4.5).
Sebelum memulai penambahan data, user harus
meng-klik tombol Update. User wajib mengisi penuh
semua data jka ingin menyimpan pada database. Jika
data kurang lengkap, maka akan muncul Message Box
Kesalahan Data (Gambar 4.5 a).
(a)Message Box Memulai (b)Message Box Kesalahan
Edit
Data
Gambar 4.8. Message Box Form Data Sopi
Pada Form Data Sopir Tab 2 berfungsi untuk
menampilkan database dan mencari data. User hanya
Gambar 4.5. Menu Editor Form Menu
8
perlu mengetikan NIS yang dicari pada taxtNIS dan
menekan tombol Cari.
4.2.3. Data Pengujian Program Crystal Report 8.5
Gambar 4.9. Mencari NIS
Gambar 4.12. Form Cetak Data Keluar Crystal Report 8.5
4.2.2.5. Form Lihat Data Keluar-Masuk
Form Lihat Data Keluar-Masuk berfungsi untuk
melihat data yang telah tersimpan. User cukup meng-klik
tombol Data Masuk jika ingin melihat Data Kendaraan
Masuk.
Gambar 4.13. Form Cetak Data Masuk Crystal Report 8.5
Gambar 4.10. Form Lihat Data Keluar-Masuk VB
4.2.2.6. Form Lihat Foto
Form Lihat Foto berfungsi untuk melihat foto sopir.
Jika User ingin melihat foto
Gambar 4.11. Form Lihat Foto Sopir VB
Gambar 4.14. Form Cetak Data Sopir Crystal Report 8.5
4.3. Analisis Data Hasil Pengujian Rangkaian Kontrol
dan VB
Setelah melakukan pengujian, didapatkan hasil
bahwa seluruh program telah berjalan sesuai hasil
perencanaan. Berdasarkan program, Rangkaian Kontrol
ini mengolah setiap penekanan keypad untuk ditampilkan
pada display LCD. Selanjutnya mengatur setiap sinyal
keluaran untuk memutar motor.
Pengiriman data secara serial ke PC dilakukan
melalui Com1 pada pintu keluar dan Com2 pada pintu
masuk. Data yang masuk ke PC ditampilkan sesuai
dengan karakter yang dikirimkan oleh mikrokontroler,
yaitu dalam karakter angka NIS enam digit (Tabel 4.2).
Setiap data yang masuk ke PC, menjadi input untuk
9
menampilkan data sopir, NIS, waktu, muatan, kendaraan
dan nomor kendaraan.
Pada PC program monitoring berjalan sesuai
Flowchart perancangan. VB menjalankan fungsinya yaitu
sebagai pengatur tampilan PC, pengolahan, dan
penyimpanan data. Laporan data masuk dapat dicetak
menggunakan aplikasi Crystal Report 8.5(Gambar 4.124.14).
Adapun pengujian data masuk hingga data dicetak
dapat dilihat pada Tabel 4.7. berikut:
Tabel 4.9. Pengujian Duty Cycle PWM dengan
Vmotor 12Vdc
Tabel 4.7. Frekuensi dan Ampitudo Pulsa PWM
dengan Vmotor 12Vdc
Input Melalui Keypad
Nama Supir
No ID
Anindito W
292900
Apriansyah
292929
Arif Hidayat
293311
Fariz Hakim
294567
M. Rizki
296463
Moch Husein
297654
Reza Bernata
297685
Putu Sugisman
297854
Sofwan
298786
Zidni Roby R
298821
*Ket: G= Gagal, B= Berhasil
4.4.
Identifikasi
Form
Form
Cetak Data
Monitoring
Supir
G*
B*
G
B
−
√
−
√
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
√
√
−
−
Crystal
Report
8.5.
G B
−
√
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
√
−
Analisis Data Hasil Pengujian PWM
Dari data hasil pengukuran menggunakan
Osciloscop pada Gambar 4.2 dapat dihitung besaran
Fekwensi dan amplitudo PWM seperti Tabel 4.8:
Tabel 4.8. Frekuensi dan Ampitudo Pulsa PWM
dengan Vmotor 12Vdc
Perioda
(P)
Time/
Div
(µS)
1
2
3
4
5
6
4
3,8
3,6
3,6
3,8
4
50
50
50
50
50
50
T=
P.Time/D
iv
(µS)
200
190
180
180
190
200
Frekuensi = 1/T
1/200 µS= 5000Hz
1/190 µS= 5263Hz
1/180 µS= 5555Hz
1/180 µS= 5555Hz
1/190 µS= 5263Hz
1/200 µS= 5000Hz
Perioda
(Thigh)
Perioda
(Tlow)
Duty
Cycle
(%)
1
2
3
4
5
6
3.8
3,4
2,4
2
0.8
0.2
0.2
0.4
1.2
1.6
3
3.8
95
89
67
56
27
7
Tabel 4.10. Pengujian PWM Waktu Buka-tutup
Setelah melakukan pengukuran pada output driver
motor, suplay 12 vdc membuat putaran motor lebih cepat.
Sedangkan motor driver yang disupply 5 vdc putaran motor
lebih lambat. Selain supply, PWM juga mempengaruhi cepat
lambatnya putaran motor. Walaupun supply motor driver di
supply 12vdc, dengan pengaturan PWM motor dapat
diperlambat putarannya. PWM dapat memperlambat putaran
motor karena mempengaruhi tegangan (Tabel 4.5). Cepat
lambatnya putaran motor dari motor driver berbanding lurus
dengan tegangan.
P
W
M
P
W
M
Amplitudo=
kotak.
Volt/Div
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
0.4x5v= 2vpp
Dari Tabel 4.8. pulsa PWM dengan frekuensi dan
amplitudo tetap namun lebar pulsa berubah ubah. Dengan
persamaan 2.3 maka dapat dihitung duty cycle-nya
sebagai berikut:
PWM
Duty Cycle
(%)
Waktu
Buka/Tutup
Gerbang
1
2
3
4
5
6
95
89
67
56
27
7
1,5 Detik
2 Detik
3 Detik
5 Detik
−
−
PWM bisa dibangkitkan secara software maupun
hardware. PWM pada pemodelan ini dibangkitkan secara
software
menggunakan
mikrokontroler
dengan
memanfaatkan fasilitas interupsi timer, sehingga dapat
dibentuk gelombang dengan duty cycle yang dapat diatur
sesuai dengan program. Pengaturan PWM pada motor
DC sangat menguntungkan pada pemodelan. PWM yang
dihasilkan dari pemrograman mikrokontroler membuat
perputaran motor lebih halus dan bervariasi. Adapun
variasi putaran motor dapat dilihat pada Tabel 4.9.
Frekuensi dan amplitudo pada PWM tetap namun lebar
pulsa berubah ubah. Lebar pulsa yang berubah-ubah
menghasilkan Duty Cycle. Duty Cycle membuat putaran
motor halus bahkan kecepatannya dapat diatur lebih
cepat atau lebih lambat. Cepat dan lambat perputaran
motor nantinya menentukan kecepatan waktu buka/tutup
gerbang (Tabel 4.10). Jika Duty Cycle yang digunakan
semakin besar, maka semakin cepat waktu untuk
membuka/menutup gerbang.
V.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil pengujian dan pengoprasian
program dapat disimpulkan bahwa:
1. Penyimpanan keseluruhan data Sopir dan data
keluar/masuk dapat disimpan dalam satu basis
data.
2. Pulsa PWM dengan frekuensi dan amplitudo tetap
namun lebar pulsa yang berubah-ubah. Dengan
PWM, putaran motor lebih halus dan bervariasi.
Berikut adalah kecepatan waktu buka/tutup
gerbang untuk PWM 1= 1,5 Detik, PWM 2 = 2
Detik, PWM 3 = 3 Detik, PWM 4 = 5 Detik. Untuk
PWM 5 dan 6 motor tidak berputar yang
disebabkan Dutycycle pada PWM terlalu kecil.
10
3. Visual BASIC dapat terkoneksi dengan baik
dengan Microsoft Access maupun Crystall Report
8.5.
4. Program “Model Sistem Keamanan Gerbang
Pabrik Melalui Antarmuka Wireless Berbasis
ATMEGA32 dan Visual BASIC 6.0.” dapat
sekaligus membuka/menutup kedua pintu
masuk/keluar. Akan tetapi pengunaan program
akan lebih baik satu program untuk satu pintu
gerbang.
Daftar Pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
Rianto, 2008, Expansion Memory Pada Mikrokontroler
Atmega8535. Laporan Kerja Praktek di CV General PLC
Service (GPS) Yogyakarta
Bejo, Agus, 2008, C dan AVR Rahasia Kemudahan
Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMEGA8535.
Yogyakarta: Graha Ilmu
http://www.atmel.com/avr, [Online, diakses: 12-04-2017]
Prasetia Retna. Catur Edi Wibowo, 2004, “Interfacing
Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual
Basic 6.0”, Andi Offset: Yogyakarta.
Yudi Andriana dkk. 2004, Pengendalian Kecepatan
Motor DC Menggunakan Gelombang Radio Sebagai
Media Transmisi Berbasis Mikrokontroler AT89C51.
Sumardi dkk, 2008, Rancang Bangun Robot Pengikut
Garis dan Pendeteksi Halangan Menggunakan
Mikrokontroler AT89S51, Jurnal Teknik Elektro, Jilid 10,
Nomor 3, 126-130. iwan, sumardi@elektro.ft.undip.ac.id
Ario Suryo Kusumo, 2005, ”Pemrograman Database
dengan Visual Basic 6.0”, Alex Media Komputindo.
Wira Danu. Pangestu, 2007, “Modul Pelatihan Visual
Basic-Access”, www.Allpdf.com, Januari 2010.
Asnawi Rustam. Octa Heriana, 2004, Sistem Keamanan
Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Basisdata
Melalui Antarmuka Port Serial, Jurnal Teknik Elektro dan
Komputer Emitor, Vol. 4, No. 2, 67-74.
Usaman Baafai. Zulkarnaen, 2005, Pedoman Penulisan
Naskah Jurnal ENSIKOM, Jurnal Teknik Elektro
ENSIKOM, Vol. 3, No. 1 , Hal 34–35.
Petruzella, Frank D, Elektronika Industri Edisi II,
Terjamahan dari Industrial Electronics oleh Sumanto, Drs.
M.A., ANDI Yogyakarta, Yogyakarta 2001.
Suyoko, Didik. (2012). Alat Pengaman Pintu Rumah
Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) 125KHz Berbasis Mikrokontroler ATMEGA328. Yogyakarta:
Universitas Yogyakarta.
Nurjanah, Dwi. 2012. Perancangan Stand Alone RFID
Reader Untuk Aplikasi Keamanan Pintu, Naskah Publikasi.
Yogyakarta : Sekolah Tinggi Manajemen Informatika dan
Komputer AMIKOM.
http://en.wikibooks.org, “SerialProgramming”, [Online,
diakses: 12-04-2017]
http://www.google.com, “Seagate Crystal Report 8.5.
Pdf” , [Online, diakses: 19-03-2010].
Sugiarto. Tanjung Purno, 2003, “Rancang Bangun
Pengaman Brankas Elektronik Dengan Sistem Penyandi
Empat Digit”, Jurnal Penelitian.
Kusumasari. Yulitta Radita, 2005, “Pengolahan Data
Mahasiswa Sekolah Tinggi Ilmu Ekonomi Pariwisata
Indonesia (Stiepari) Dengan Aplikasi Database Pada
Program Microsoft Visual Basic 6.0”, Jurnal Penelitian.