METODE PENELITIAN
3.1 Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras
3.1.1 Perancangan Kontruksi Miniatur Security Ruangan
Sebelum pada tahapan pembuatan alat, penulis merasa perlu mendesain bentuk jadi miniatur security ruangan sebagaimana pada gambar di bawah ini:
Keterangan:
c
d. Ruangan brankas
e. Lorong masuk ruangan brankas
f. Pintu pengaman
g. Tempat kedudukan rangkaian elektronik
3.1.2 Pembuatan Rangkaian Elektronik
Gambar 3.2 Instalasi rangkaian elektronik
Sensor dihubungkan ke rangkaian komparator dan dilanjutkan ke mikrokontroler untuk diproses. Setelah diproses, logika pemrograman dikeluarkan melalui port D untuk dikuatkan menggunakan rangkaian driver sebelum dijalankan oleh motor penggerak pintu.
Motor
Pintu
Gambar 3.3 Diagram blok pintu otomatis
Tegangan referensi sebesar 5 volt dan dapat diubah menggunakan trimpot 10 KOhm. Tegangan referensi diperlukan untuk membandingkan antara tegangan yang dikeluarkan oleh sensor yang kemudian akan melalui IC komparator. Hasil pembacaan sensor sangat kecil untuk dapat dibaca mikrokontroler. Jadi, dengan menggunakan komparator hasil pembacaan sensor dapat kita kuatkan hingga ± 4 volt untuk memudahkan mikrokontroler meng-input.
Gambar 3.4 Rangkaian lengkap security ruangan berbasis mikrokontroler AVR
Keterangan:
1. Mikrokontroler ATmega8535 berfungsi sebagai kontroler pintu otomatis pengaman ruangan. Mikrokontroler diprogram sedemikian rupa sehingga dapat mengendalikan sistem. Bahasa yang digunakan untuk memprogram adalah bahasa C.
2. Sensor merupakan perpaduan antara Led super bright dengan photo dioda. Sensor ini dihubungkan ke komparator menggunakan op-amp LM 324. Tujuannya agar
hasil pembacaan sensor mudah dibaca. Keluarannya dapat dimaksimalkan menggunakan rangkaian komparator ini.
3. Untuk menggerakkan motor DC diperlukan rangkaian penguat. Rangkaian driver sebagai rangkaian penguat menggunakan IC L 298. L 298 sudah mencukupi sebagai driver disamping mudah digunakan juga cukup kuat untuk mengontrol motor maksimal sampai 50 volt.
4. Motor yang digunakan sebagai penggerak adalah motor DC yang biasa terdapat pada CD Rom. CD Rom ini dimodifikasi sedemikian rupa menjadi sebuah pintu mini yang dapat dikontrol dari mikrokontroler AVR.
Rangkaian dapat dibuat menggunakan software untuk perancangan PCB, seperti protel 99, protel DXP, eagle dan keluarganya, dan sebagainya. Untuk keseluruhan rangkaian pada alat pengaman ini dibuat menggunakan eagle versi 5.0.
3.1.2.1 Rangkaian Power Suplay (PSA)
Rangkaian power suplay berfungsi untuk mensuplay tegangan ke seluruh rangkaian. Pada umumnya IC elektronika menggunakan tegangan 5 volt. Penulis menggunakan IC regulator 7805 untuk menstabilkan tegangan yang masuk ke rangkaian. Jadi, tegangan berlebih pada input dapat dijadikan 5 volt oleh IC 7805 ini. Jika tegangan berlebih dapat menyebabkan kerusakan pada komponen. Oleh karena itu, penulis juga menggunakan penstabil tegangan. Dioda dipasang pada input regulator dengan tujuan jika terjadi hubungan pendek tidak sampai merusak rangkaian lain. Rangkaian supply menggunakan regulator AN7805 dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 3.5 Rangkaian supply IC AN7805
3.1.2.2 Rangkaian Sistem Minimum ATmega8535
Mikrokontroler disebut sebagai one chip solution sudah dilengkapi dengan fitur utama komputer seperti CPU, RAM, EEPROM, I/O, Timer, dan Interrupt controller. Mikrokontroler dapat digunakan untuk pengontrolan seperti pengontrolan temperatur, penampil display LCD, pemroses sinyal digital, pengontrolan mesin-mesin industri dan sebagainya. Dengan mikrokontroler dapat dibuat alat pengaman, tetapi disini penulis hanya membuat dalam bentuk miniatur saja.
Chip mikrokontroler ini dapat diprogram menggunakan port paralel dan serial. Selain itu, dapat beroperasi hanya dengan 1 chip dan beberapa komponen dasar seperti kristal, kapasitor, dan resistor.
Mikrokontroler ATmega8535 dipilih sebagai kontroler untuk mengontrol sistem karena sudah dilengkapi dengan ADC internal dengan lebar 10 bit. Untuk dapat mengendalikan pintu pengaman, harus diisikan perangkat lunak (software) ke dalam chip mikrokontroler.
Mikrokontroler tidak dapat berdiri sendiri, harus dibuat rangkaian tambahan yang dapat dijadikan sebagai pendukung diantaranya berisikan power supply, pembangkit frekuensi, tombol reset, beberapa kapasitor, konektor sebagai I/O dan beberapa komponen tambahan lainnya seperti rangkaian sistem minimum di bawah ini:
Gambar 3.6 Skematik rangkaian sistem minimum ATmega8535
Untuk mengisi program ke mikrokontroler dapat digunakan teknik programmer menggunakan software ponyprog2000 yang telah mendukung chip mikrokontroler AVR. Sebagai downloader dapat dibuat rangkaian programmer seperti gambar di bawah ini. Rangkaian ini dihubungkan ke PB.5, PB.6, PB.7, Reset, Gnd dan Vcc mikrokontroler. Untuk informasi lebih lengkap mengenai downloader ini, dapat dikunjungi situs www.atmel.com.
Gambar 3.8 Atmel downloader programmer
3.1.2.3 Pembuatan Rangkaian Sensor dan Komparator
Rangkaian komparator digunakan untuk mendeteksi garis. Respon keluaran dari photo dioda tidak cukup besar untuk dibaca mikrokontroler. Dengan menggunakan komparator, respon dari photo dioda dapat ditingkatkan sampai maksimal. Prinsip kerjanya adalah dengan membandingkan dua input yang berbeda. Input pertama diambil dari sensor garis dan input kedua dari potensiometer. Potensiometer dapat diatur tergantung dari tingkat pencahayaan lapangan. Untuk hasil maksimal, dapat ditambahkan pull up resistor pada output komparator.
Banyak jenis op-amp yang dapat digunakan sebagai komparator. Penulis menggunakan IC LM324 sebagai op-amp pada rangkaian komparator ini. Rangkaian komparator ini di supply menggunakan tegangan ± 5 volt DC.
. Gambar 3.9 Rangkaian komparator LM 324
3.1.2.4 Rangkaian Driver
Output mikrokontroler tidak memadai untuk menggerakkan motor DC dengan maksimal. Keluaran mikrokontroler yang tidak lebih dari + 5 volt tidak kuat untuk menggerakkan motor sebesar + 6 volt.
Karena itu dibutuhkan rangkaian yang dapat membantu pengontrolan mikrokontroler. Banyak cara yang dapat dilakukan untuk mengendalikan motor DC, diantaranya dengan menggunakan transistor, relay dan IC driver seperti L 293 atau L 298. Alat pengaman ruangan ini menggunakan IC driver L 298 sebagai penguat untuk mengontrol motor DC. Konfigurasi pin L 298 sebagai berikut:
Gambar 3.11 Rangkaian driver L 298 pada PCB
Supply yang digunakan untuk IC L 298 sebesar 12 volt. Untuk mengaktifkan, diberi logika 1 dan 0 pada pin input dan logika 1 pada pin enable. Di dalam IC ini terdapat 2 buah driver yang sudah terintegrasi, dapat dipakai untuk mengendalikan motor pintu depan dan motor pintu belakang. Untuk menjalankan 2 buah motor, enable A dan enable B harus diberi logika 1, sedangkan input berlogika 1,0 untuk motor kiri dan 1,0 untuk motor kanan. Output untuk motor dapat dihubungkan langsung ke pin output, sesuai dengan konfigurasi pin pada IC L 298 diatas.
3.1.3 Bentuk Kontruksi Akhir Miniatur Security Ruangan Menggunakan Pintu
