Perancangan Rangkaian Sistem

Doorlock LCD

3.2.2 Perancangan Rangkaian Sistem

3.2.2.1.Perancangan Rangkaian Mikrokontroller AtMega 328 P

Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.

Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328P dengan compiler Arduino. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Untuk men-download file heksa desimal kemikrokontroler Atmega 328P digunakanlah pin Tx, Rx pada kaki mikrokontroler dihubungkan keUSB via programmer. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur keISP Programmer atau terjadi error sehingga port nya tidak terhubung, maka pemrograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon

Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT-Mega 328p

Sebagai mikrokontroller rangkaian elektronik yang dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan.Arduino Nano adalah salah satu papan pengembangan mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard. Arduino Nano diciptakan dengan basis mikrokontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau ATmega 168 (untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang sama dengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. Arduino Nano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaan Gravitech.

3.2.2.2 Perancangan Rangkaian Keypad

Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface).

Matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut.

Gambar 3.3 .Rangkaian Keypad

Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama.

Misal kita asumsikan keyapad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontroler dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka proses scaning matrix keypad 4×4 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-balik) nya 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 inversinya. Tombol yang ditekan dapat diketahui dengan melihat asal data dan di kolom mana data tersebut terdeteksi.

3.2.2.3 Perancangan Rangkaian PSA 5V

Rangkaian power supply pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk menghidupkan system.

Gambar 3.4 Rangkaian Power supplay.

Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805 digunakan untuk menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. akan di pergunakan untuk menghidupkan system dalam penelitian ini.

Sebagai sumber tegangan yang digunakan agar menyuplai tegangan ke komponen lainnya sehingga alat dapat berkerja. Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone,Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana.Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use) dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat

sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

Baterai terdiri dari dua bagian. Bagian pertama yaitu bagian positif yang terdiri dari kation dan katoda, dimana katoda (elektroda positif) sebagai tempat pergerakan kation (ion positif). Bagian kedua yaitu bagian negatif yang terdiri dari anion dan anoda, dimana anoda (elektroda negatif) sebagai tempat pergerakan anion(ion negatif).Baterai juga mempunyai elektrolit yang merupakan bahan kimia sebagai sumberenergi.

Baterai ada yang menggunakan dua jenis elektrolit dan juga ada yang menggunakan satu jenis elektrolit. Katoda dan Anoda sebagai kutub-kutub dari baterai tidak berhubungan secara langsung satu sama lain, melainkan dihubungkan oleh elektrolit. Di dalam baterai tersebut terjadi reaksi redoks, di mana reaksi reduksi terjadi pada kation di katoda dan reaksi oksidasi terjadi pada anion di anoda.

Dari reaksi inilah timbul pergerakan elektron yang menyebabkan adanya gaya-gerak listrik.

3.2.2.4 Perancangan Rangkaian LCD

Gambar 3.5.Rangkaian LCD

Pada gambar rangkaian di atas pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin

6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.

Teknologi Display LCD ini memungkinkan produk-produk elektronik dibuat menjadi jauh lebih tipis jika dibanding dengan teknologi Tabung Sinar Katoda (Cathode Ray Tube atau CRT). Jika dibandingkan dengan teknologi CRT, LCD juga jauh lebih hemat dalam mengkonsumsi daya karena LCD bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya sedangkan CRT berdasarkan prinsip pemancaran cahaya.

Namun LCD membutuhkan lampu backlight (cahaya latar belakang) sebagai cahaya pendukung karena LCD sendiri tidak memancarkan cahaya. Beberapa jenis backlight yang umum digunakan untuk LCD diantaranya adalah backlight CCFL (Cold cathode fluorescent lamps) dan backlight LED (Light-emitting diodes).

LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair). Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki permukaan transparan yang konduktif.

3.2.2.5 Perancangan Rangkaian Doorlock dan Relay

Pada alat ini lampu Doorlock dan relay sebagai output dari mikrokontroler.

Pada pin D3 ATMega8535 dihubungkan ke kaki data relay Ketika mikrokontroler memberikan logika 1 (high) maka relay akan hidup dan doorlock aktif. Namun apabila mikrokontroler memberikan logika 0 (low), maka lampu relay dan doorlock tidak hidup.

Gambar 3.6 Rangkaian Relay sebagai switching

Di dalam solenoida terdapat kawat melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik melalui kawat ini, maka terjadi medan magnet untuk menghasilkan energi yang bisa mendorong inti besi. Poros dalam dari solenoid adalah piston seperti silinder terbuat dari besi atau baja, yang disebut plunger (setara dengan sebuah dinamo). Medan magnet kemudian menerapkan kekuatan untuk plunger ini, baik menarik atau repeling (kembali posisi). Ketika medan magnet dimatikan, pegas plunger kemudian kembali ke keadaan semula.

3.2.2.6 Perancangan Buzzer

Pada blok ini buzzer sebagai output dari mikrokontroller.Pada pin D4 ATMega328p dihubungkan ke kaki buzzer yang bagian positif sedangkan kaki buzzer yang bagian negatifnya dihubungkan ke ground. Ketika mikrokontroler memberikan logika 1 (high) maka buzzer akan aktif dengan demikian buzzer akan berbunyi. Namun apabila mikrokontroler memberikan logika 0 (low), maka buzzer tidak aktif atau tidak berbunyi.

Gambar 3.7 Rangkaian Buzzer

Buzzer Listrik adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Pada umumnya, Buzzer yang merupakan sebuah perangkat audio ini sering digunakan pada rangkaian anti-maling, Alarm pada Jam Tangan, Bel Rumah, peringatan mundur pada Truk dan perangkat peringatan bahaya lainnya. Jenis Buzzer yang sering ditemukan dan digunakan adalah Buzzer yang berjenis Piezoelectric, hal ini dikarenakan Buzzer Piezoelectric memiliki berbagai kelebihan seperti lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah dalam menggabungkannya ke Rangkaian Elektronika lainnya.

Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini juga sering disebut dengan Beeper. Efek Piezoelectric (Piezoelectric Effect) pertama kali ditemukan oleh dua orang fisikawan Perancis yang bernama Pierre Curie dan Jacques Curie pada tahun 1880.Penemuan tersebut kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi Piezo Electric Buzzer dan mulai populer digunakan sejak 1970-an.

3.2.2.7 Perancangan Sistem Keseluruhan

Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328P dengan compiler Arduino. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler.

Rangkaian power supply pada alat ini berfungsi sebagai sumber daya untuk menghidupkan system. Dalam rangkaian ini peneliti memakai IC regulator 7805 digunakan untuk menurunkaan tegangan 12 volt menjadi 5 volt. akan di pergunakan untuk menghidupkan system dalam penelitian ini.

Gambar 3.8 Rangkaian Keseluruhan Alat

LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu menampilkan angka, huruf dan simbol sebanyak 2 baris dan setiap baris mampu menampilkan 16 karakter. Catu daya yang digunakan adalah sebesar 5 volt. pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data.

Pada alat ini lampu Doorlock dan relay sebagai output dari mikrokontroler.

memberikan logika 1 (high) maka buzzer akan aktif dengan demikian buzzer akan berbunyi. Namun apabila mikrokontroler memberikan logika 0 (low), maka buzzer tidak aktif atau tidak berbunyi.

3.2.2.8 Flowchart Sistem

Gambar 3.9 Diagram alir

3.2.3 Perancangan Perangkat Lunak

Dalam dokumen RANCANG BANGUN PENGUNCI PINTU LOKER MENGGUNAKAN PASSWORD BERBASIS ATMEGA 328P DENGAN SISTEM PERINGATAN TUGAS AKHIR FERANZEDA BEREMA MELIALA (Halaman 31-40)