BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1. Diagram Blok Sistem
3.1.1. Fungsi tiap Blok
1. Blok STM 32 : Pengkonversi dan pengendali utama dari semua data masukan.
2. Blok RF433 Transmitter : Modul sebagai pemancar gelombang 3. Blok RF433 Recevier : Modul sebagai penerima gelombang 4. Blok Push Button : Untuk membuka dan menutup pintu dari
luar.
5. Blok Motor Servo : Sebagai penggerak untuk membuka dan menutup pintu.
6. Blok Driver LED BD139 : Sebagai saklar elektronik 7. Blok LED : Sebagai cahaya tambahan.
8. Blok Buzzer : Sebagai Alarm jika ada paksaan dari luar.
9. Blok Magnetik switch : Mendeteksi terbuka atau tertutupnya pintu
3.2. Rangkaian Supply atau Regulator
Untuk mempermudah perancangan alat, Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh rangkaian yang di rancang. Pada rangkaian ini menggunakan power supply 12 volt yang telah ada dipasaran. Tetapi mikrokontroler hanya membutuhkan tegangan 5 volt .Jadi untuk menstabilkan tegangan yaitu menggunakan modul LM2560 yang berfungsi untuk menjaga tegangan 5 volt. Modul LM2560 dapat di adjustable sesuai keinginan. Ditunjukkan pada Gambar 3.2 berikut ini:
Gambar 3.2 Rangkaian Regulator
3.3. Rangkaian STM32
STM32 adalah mikrokontroler berbasis inti prosesor 32 bit RISC ARM Cortex-M7, Cortex-M4F, Cortex-M3, Cortex-M0+, dan Cortex-M0 dari STMicroelectronics. Mikrokontroler ini mempunyai frekuensi clock tinggi, umumnya berada pada kisaran 72MHz atau lebih. Fungsi stm32 di sini sama seperti mikorkontroller yaitu sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Semua program diisikan pada memori sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Ditunjukkan pada Gambar 3.3 berikut ini:
Gambar 3.3 Rangkaian STM32
3.4. Rangkaian Recevier RF 433Mhz
Rangkaian receiver ini adalah rangkaian penerima yang menerima sinyal gelombang dari Transmitter, komunikasi receiver ini adalah UART, dengan frekuensi 433 Mhz.
Rangkaian Recevier terhubung ke pin digital pada STM32 PA2 dan PA3.
Ditunjukkan pada gambar 3.4 berikut ini:
Gambar 3.4 Rangkaian Recevier RF 433Mhz
3.5. Rangkaian Transmitter RF 433Mhz
Komunikasi nirkabel yaitu komunikasi yang dimana antara transmitter dan reciever tidak perlu kabel sebagai sarana komunikasinya. Sehingga transmitter dapat mengirimkan data ke receiver tanpa kabel. Rangkaian dibawah ini adalah rangkaian transmitter yang akan mengirimkan data ke receiver, sebagai indikasi bahwa pemilik lemari yang membuka lemari tersebut. Ditunjukkan pada gambar 3.5 berikut ini:
Gambar 3.5 Rangkaian Transmitter RF 344Mhz
3.6. Rangkaian PushButton
Push button merupakan komponen elektronika jenis saklar, dimana ketika push button ditekan maka akan menghubungkan arus listrik. Pada rangkaian push button terhubung ke pin digital pada STM32 PB12. Ditunjukkan pada gambar 3.6 berikut ini:
Gambar 3.6 Rangkaian Push button
3.7. Rangkaian switch pintu
Rangkaian switch pintu adalah rangkaian sensor yang dapat mendeteksi pintu terbuka atau tertutup. Cara kerja sensor ini yaitu dengan magnet. Ketika sensor terdeteksi magnet maka switch akan tertuka. Sensor pintu ini terhubung ke pin PB1 pada STM32 yaitu pin input output. Ditunjukkan pada gambar 3.7 berikut ini:
Gambar 3.7 Rangkaian switch pintu
3.8. Rangkaian Motor Servo
Motor servo pada alat ini digunakan sebagai penggerak palang pintu, rangkaian ini dibutuhkan untuk dapat mengontrol motor servo sesuai program yang telah ditetapkan agar dapat bergerak sejauh sesuai yang diinginkan untuk membuka pintu lemari. Motor servo ini merupakan perintah dari mikrokontroller melalui intruksi dari sensor. Pada rangkaian servo dihubungkan ke pin PB7 pada STM32, ditunjukkan pada gambar 3.8 berikut ini:
Gambar 3.8 Rangkaian Motor Servo
3.9. Rangkaian buzzer
Rangkaian buzzer ini berfungsi sebagai indikator dengan mengeluarkan bunyi suara sebagai pertanda Sensor mendeteksi adanya pembukaan pintu secara paksa.
Rangkaian buzzer dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut:
Gambar 3.9 Rangkaian Buzzer
Pada gambar diatas kaki negative pada buzzer dihubungkan ke ground dan kaki positif buzzer dihubungkan ke pin PB10 pada STM32. Maka untuk menghidupkan buzzer, port yang terhubung ke mikrokontroller cukup mengeluarkan logika 1 (high) dan buzzer akan mati ketika port yang terhubung ke mikrokontroller mengeluarkan logika 0 atau (low).
3.10. Rangkaian LED
Rangkaian LED ini untuk memberikan penerangan pada lemari. Jika pintu terdeteksi terbuka maka LED akan hidup. Untuk menghidupkan LED ini butuh bantuan satu transistor BD139 sebagai driver.
Gambar 3.10. Rangkaian LED
Dari gambar diatas, Rangkaian LED tehubung ke STM32 pada PD6 dan rangkaian LED ini juga ini menggunakan transistor sebagai driver LED, jika basis diberi sinyal High maka LED akan hidup, jika basis diberi sinyal Low maka LED akan mati.
3.11. Rangkaian Keseluruhan
Gambar 3.11 Rangkaian Keseluruhan
Komponen utama pada rangkaian diatas adalah Mikrokontroler jenis STM32 yang berfungsi sebagai pusat kendali seluruh sistem. Semua program diisikan pada memori sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.
3.12. Flowchart Sistem
Gambar 3.12 Flowchart Sistem
Y Y
Y Y
Y T
T
T T
T
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroller STM32
Pengujian pada sistem dilakukan pengecekan operasional terhadap fungsi bagian-bagian sistem. Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu USBISP.
Gambar 4.1 Informasi signature Mikrokontroler
Apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
Secara elektronis rangkaian system minimum sudah bekerja dengan baik, system minimum dari mikrokontroller dapat direspon / dikenali oleh programmer downloader dan tegangan input pada kaki vcc berkisar 5 Volt.
4.2. Pengujian Rangkaian regulator
Voltage regulator IC adalah IC yang digunakan untuk mengatur tegangan.
LM2560 adalah Regulator adjustable, Voltage yang membatasi output tegangan sesuai yang di inginkan. Pengujian rangkaian regulator ini biasanya menggunakan volt meter, rangkaian LM2560 ini akan mengeluarkan tegangan adjustable sesuai
yang di inginkan tetapi pada penelitian ini penulis menggunakan tegangan 5V dengan inputan diatas 6 volt sampai dengan 35 Volt.
Gambar 4.2 Pengujian rangkaian Regulator
Dari pengujian diatas dan juga hasil pengukuran dengan volt meter maka didapat tabel seperti dibawah ini
Tabel 4.1 Hasil data pengujian Regulator Input (Volt) Output (Volt)
12.36 4.98
4.3. Pengujian Rangkaian transmitter
Rangkaian transmitter ini adalah sebagai kunci pada lemari yang akan mengirimkan karakter ke receiver. Jika receiver tidak menerima data maka lemari tidak akan membuka pintunya. Untuk pengujian rangkaian ini yaitu dengan memprogram dengan program seperti dibawah ini.
#include <VirtualWire.h>
const int led_pin = 11;
const int transmit_pin = 12;
const int receive_pin = 2;
const int transmit_en_pin = 3;
void setup() {
Serial.begin(9600);
vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_set_rx_pin(receive_pin);
vw_set_ptt_pin(transmit_en_pin);
vw_set_ptt_inverted(true);
vw_setup(2000);
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}
byte count = 1;
void loop() {
char msg[7] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o','#'};
Serial.print("mengirim ");
Serial.println(msg);
msg[6] = count;
digitalWrite(led_pin, HIGH);
vw_send((uint8_t *)msg, 7);
vw_wait_tx();
digitalWrite(led_pin, LOW);
delay(1000);
count = count + 1;
}
Transmitter akan mengirimkan karakter “hello#” ke recevier seperti gambar dibawah ini
Gambar 4.3 Karakter yang dikirim oleh Transmitter
4.4. Pengujian Rangkaian Receiver
Receiver adalah rangkaian yang akan menerima data dari transmitter yang terletak pada lemari, pengujian receiver ini yaitu untuk memastikan data dari transmitter akan di terima oleh receiver. Pengujian receiver ini yaitu dengan memprogram alat sebagai berikut.
#include <VirtualWire.h>
const int led_pin = 13;
const int transmit_pin = 12;
const int receive_pin = 11;
const int transmit_en_pin = 3;
void setup() {
delay(1000);
Serial.begin(9600);
Serial.println("setup");
vw_set_tx_pin(transmit_pin);
vw_set_rx_pin(receive_pin);
vw_set_ptt_pin(transmit_en_pin);
vw_set_ptt_inverted(true);
vw_setup(2000);
uint8_t buflen = VW_MAX_MESSAGE_LEN;
if (vw_get_message(buf, &buflen)){
int i;
digitalWrite(led_pin, HIGH);
Serial.print("Got: ");
for (i = 0; i < buflen; i++){
Serial.print(buf[i], HEX);
Serial.print(' ');
}
Serial.println();
digitalWrite(led_pin, LOW);
} }
Carakter yang diterima berupa karakter dalam bilangan heksa. Dibawah ini adalah gambar karakter yang di terima oleh receiver. Dengan demikian transmitter dan receiver telah berjalan dengan baik.
Gambar 4.4 Karakter yang diterima Recevier 4.5. Pengujian Rangkaian pushbutton
Pengujian push button bertujuan untuk mengetahui fungsi tombol aktif dan tidak pada alat. Pengujian dilakukan dengan memprogram STM32 dengan program seperti dibawah ini.
int Pushbutton = 8;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
int buttonState = digitalRead(pushButton);
Serial.println(buttonState);
delay(1);
}
Dari program di atas didapat data seperti dibawah ini. Program akan membaca kondisi tombol, pada saat tombol di tekan maka port pada stm32 akan terhubung ke gnd dan di deteksi oleh mikrokontroller logika low. Ditunjukkan pada tabel dibawah ini:
Tabel 4.2 Hasil data keluaran pushbutton
No Kondisi Output
1 Tidak Di Tekan 1
2 Di Tekan 0
Gambar 4.5 Pengujian Pushbutton 4.6. Pengujian magnetik Swith pintu
Pengujian rangkaian magnetik switch bertujuan untuk mengetahui sensor aktif atau tidak. Sensor akan mendeteksi pintu terbuka dan tertutup untuk keamanan pada lemari. Pengujian sensor pintu ini yaitu dengan program seperti di bawah ini.
int Pushbutton = PB1;
void setup() {
Serial.begin(9600);
pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP);
}
void loop() {
int buttonState = digitalRead(pushButton);
Serial.println(buttonState);
delay(1);
}
Dari program diatas dan juga hasil pengukuran dengan volt meter maka didapat tabel seperti dibawah ini
Tabel 4.3 Hasil pengukuran Switch Pintu
No Kondisi Output (Volt) Nilai Digital
1 Terbuka 4.99 1
2 Tertutup 0.00 0
4.7. Pengujian Rangkaian servo
Pada pengujian motor servo ini ada dua posisi utama, maka dibuat secara khusus untuk mengatur motor servo tersebut, dengan cara memberikan pulsa digital dengan lebar yang berbeda-beda. Dua posisi utama tersebut adalah
delay(15); berada pada posisi 15° dan 95° selama lima detik. Ditunjukkan pada tabel dibawah ini:
Tabel 4.4 Hasil data pengujian Motor servo
No Sudut Setting Sudut Servo
1 30° 30°
2 60° 60°
3 90° 90°
4 120° 120°
4.8. Pengujian Rangkaian buzzer
Buzzer digunakan sebagai indikator atau pemberitahuan alarm. Pengujian buzzer unutk mengetahui keadan buzzer yaitu dengan memprogram mikrokontroller dengan program seperti dibawah ini.
void setup() {
Program di atas akan menghidupkan buzzer dan mematikan dengan interval 1 detik. Tabel dibawah ini adalah hasil pengukuran dari pin output yang terhubung ke buzzer.
Tabel 4.5 Hasil pengukuran Buzzer
No Output (volt) Status
1 0.012 Buzzer Non Aktif
2 4.354 Buzzer Aktif
4.9. Pengujian rangkaian LED
Pengujian LED ini untuk mengetahui apakah LED dalam keadaan baik dan telah di rancang dengan benar sehingga dapat beroperasi dengan baik. Pada alat ini LED berfungsi sebagai penerangan pada lemari.
void setup() {
pinMode(A7, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(A7, HIGH) ;
delay(1000);
digitalWrite(A7, LOW);
delay(1000);
}
Pengujian LED sama seperti buzzer yaitu program di atas akan menghidupkan LED dan mematikan led dengan interval satu detik. Dengan demikian LED beroperasi dengan baik sehingga alat ini dapat bekerja dengan sempurna dan sesuai yang di inginkan. Untuk kondisi LED dapat di lihat pada table di bawah ini.
Tabel 4.6 Hasil data pengujian LED
No Vout Transistor (Volt) Kondisi LED
1 2.15 Non Aktif
2 12.11 Aktif
4.10. Pengujian keseluruhan
Berikut hasil data dari pengujian keseluruhan:
Tabel 4.7 Tabel data keseluruhan
No Jarak (cm) Percobaan ke Status indikator Status Koneksi
1 10
Data pengujian ini adalah data untuk membuktikan terkoneksinya dan terputusnya antara Receiver dan Transmiter. Dari data di atas maka dapat dikatakan semakin jauh jarak antara Transmitter dengan Recevier kemungkinan terkoneksinya semakin kecil. Pada saat koneksi terputus maka indikator akan mati dan pintu lemari tidak akan bisa terbuka. Begitu sebaliknya jika indikator hidup maka koneksi akan terhubung dengan demikian lemari akan terbuka jika tombol di tekan. Pada sistem ini juga dilengkapi dengan sensor magnetik yang berfungsi untuk mendeteksi pintu lemari terbuka saat tidak terkoneksi, jika terjadi demikian maka buzzer akan aktif sebagai tanda ancaman.
Adapun Program lengkap dari keseluruhan alat ini (TERLAMPIR).
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1. Berdasakan pengujian dari Sistem Smart Keyless, Modul RF 433 Mhz dapat digunakan sebagai Smart Keyless dengan memanfaatkan pengiriman data yang digunakan untuk autentikasi dari Transmitter ke Recevier. Jika Recevier menerima data dari Transmitter maka pintu lemari akan bisa dibuka dan sebaliknya jika Recevier tidak menerima data dari Transmitter maka pintu lemari tidak dapat dibuka.
2. Proses waktu pengiriman data dari Transmitter ke Recevier membutuhkan waktu 1 detik, jadi dalam waktu 1 detik data akan terus dikirim Transmitter berupa suatu kerakter yang hanya bisa diterima oleh Recevier sehingga statusnya terkoneksi.
3. Jarak optimum antara Modul Keyless (Transmitter) dengan Lemari (Recevier) agar tetap mengirim data/terkoneksi adalah 10 cm.
5.2. Saran
1. Sistem pembuka dan penutup pintu dengan menggunakan Radio Frekuensi 433Mhz ini diharapkan bisa menyimpan barang dengan aman dan menjadi lebih efisien.
2. Untuk dapat mengaplikasikannya ke lemari penyimpanan yang lebih besar dibutuhkan motor DC yang lebih besar pula.
3. Untuk mengembangkan prototype ini kedepannya bisa diperbaiki dari apa yang kurang agar dapat ditambahkan dan diperkaya dengan sistem keamanan dan sistem otomatisasi yang lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Brophy,James J.1983.Basic Electronics for Scientists, Fourth edition.
New York:University of Utah
Dargie Waltenegus and Christian Pollabauer, 2010. Fundamentals Of Wireless Sensor Network: Theory and Practice. Yang diakses pada situs Google Book.
Halawa,Edward E.P.1995. Pemograman Dengan C/C+ Dan Aplikasi Numerik.
Jakarta: Erlangga
Linarti, L. 2014. Module Transmitter Recevier. Sumatera Selatan: Politeknik Negeri Sriwijaya.
Mohamad Asfari NRP. 2214105034. TUGAS AKHIR – TE 141599.Fakultas Teknologi Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember.Surabaya. 2017 Rijono,Drs.Yon.1997.Dasar teknik Tenga Listrik.Yokyakarta:ANDI
Sumardi Said dan Muhamad Yoga Mulya Pratama. (2017). Sistem Keamanan Buka Tutup Kunci Brankas Menggunakan Bluetooth HC-05Berbasis Arduino Mega 2560. Jurnal.Teknik Elektro Universitas.Muhammadiyah Tangerang.
GAMBAR RANGKAIAN KESELURUHAN
PROGRAM KESELURUHAN
digitalWrite(buzzer,HIGH);
digitalWrite(lampu,HIGH);
for (pos = 160; pos >= 30; pos -= 1) {
digitalWrite(lampu,LOW);
for (pos = 30; pos <= 160; pos += 1) {
pinMode(lampu,OUTPUT); if (Serial2.available()) {
data=(char(Serial2.read()));
if(data=='#') { detik=0;
//Serial.println("gotcha");
deteksi=1;
digitalWrite(ledIndikator,HIGH);}
} //end dapat sinyal #
else {
else buzz_panjang(); //jika status tidak terhubung }//end cek_tombol
unsigned long currentMillis = millis();
if (currentMillis - previousMillis >= interval) { previousMillis = currentMillis;
detik++;
//Serial.print("door sensor :");
//Serial.println(cekSensor);
if (detik>2) { detik=0;
deteksi=0;
digitalWrite(ledIndikator,LOW);}
// Serial.println(data);
//Serial.println(detik);
} }