LAPORAN TUGAS AKHIR JUDUL RANCANG BANGUN KUNCI PINTU RUMAH PINTAR MENGGUNAKAN PASSWORD DAN RFID VIA GSM MESSAGE BERBASIS ARDUINO MEGA 2560

(1)

ii

LAPORAN TUGAS AKHIR

JUDUL

RANCANG BANGUN KUNCI PINTU RUMAH PINTAR MENGGUNAKAN PASSWORD DAN RFID VIA GSM

MESSAGE BERBASIS ARDUINO MEGA 2560

Disusun Oleh :

NAMA :ABDUL KHOLIQ

NIM :C.411.12.0024

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEMARANG SEMARANG

2016

(2)

ii

(3)

iii

HALAMAN PERNYATAAN ORIGINALITAS

Tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.

NAMA : ABDUL KHOLIQ

NIM : C.411.12.0024

Tanda Tangan :……….

Tanggal : ………

Yang Menyatakan,

Abddul Kholiq C.411.12.0024

(4)

iv

(5)

v ABSTRACT

Nama : Abdul Kholiq Program studi : Teknik Elektro

Judul : Rancang Bangun Kunci Pintu Rumah Pintar Menggunakan Password dan RFID Via GSM Message Berbasis Arduino Mega

As technology develops very rapidly in this era of globalization has provided many benefits in various aspects of social progress. In the era of globalization is still a lot of crime, especially at the empty house in residence owners. With the design of Smart House Door Locks Using Password and RFID-based Via GSM Messege Arduino Mega 2560, will be a member of security when homeowners go away.

In the system Door Locks Smart Home Solutions Using Password and RFID Via GSM Messege Based Arduino there are various supporting components Selenoid Door Lock as lock, Buzzer as a warning sound, Sensor LDR and Laser used as a detector of thieves, Keypad password and RFID are used as a safety door, GSM SIM900A used as send SMS messages to the owner of the house.

The test results on RFID at a distance of 1-5 cm can be read by the card reader. Testing LDR laser light if the objects in the value of less than 100 lux, when directly exposed to laser light LDR worth more than 100 lux. Testing program password, if entered in accordance with the set password (12369) then look at the LCD 'Scan Card'.

Keywords: Arduino Microcontroller 2560, GSM SIM900A, Selenoid Door Lock, Sensor LDR, 4x4 Keypad and RFID.

(6)

v

(7)

vi

KATA PENGANTAR

Dengan mngucapkan segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat,karunia dan hidayah-Nya,penulis diberi kekuatan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini .Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir.Penulisan Tugas Akhir ini dimaksudkan guna memenuhi syarat untuk menyelesaikan jenjang pendidikan Sarjana (S-1) program studi Teknik Elektro Fakultas teknik Universitas Semarang.

Dengan telah selesainya Laporan Tugas Akhir ini yang tidak terlepas dari dukungan dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung.Oleh karena itu perkenankanlah penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1) Bapak Prof.DR.H.Pahlawansjah Harahap,SE,ME., selaku Rektor Universitas Semarang.

2) Bapak Ir.H.Supoyo,MT., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Semarang.

3) Ibu Budiani Destyningtias,ST,M.Eng.,selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Univeristas Semarang.

4) Bapak Agus Margiantono,SSi,MT., selaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan,saran,dan bimbingan materi serta berbagai kemudahan yang memungkinkan dalam terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.

5) Ibu Sri Heranurweni, ST, MT., selaku Dosen Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu untuk memberikan pengarahan, saran, dan

(8)

vii

bimbingan materi serta berbagai kemudahan yang memungkinkan dalam terselesainya penyusunan Tugas Akhir ini.

6) Orang tua penulis, yang selalu memberikan do’a dan restunya serta yang menjdi sumber motivasi.

7) Sahabat yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Penulis menyadari bahwa penelitian ini tidak sesempurna sebagaiaman yang diharapkan, untuk itu saran dan kritik sangat diharapkan demi penyempurnaan skirpsi ini. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat untuk para akademisi,praktisi ataupun untuk penelitian- penelitian selanjutnya. Akhir kata penulis mohon maaf atas kekurangan dan kesalahan yang ada pada penyusunan laporan ini.Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua terutama bagi pihak yang berkepentingan.

Semarang,.

Abdul Kholiq

(9)

viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL………...i

HALAMAN PENGESAHAN………....ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS………..iii

ABSTRAK………..v

ABSTRACT………vi

PRA KATA………...vii

DAFTAR ISI………viii

DAFTAR GAMBAR……….xi

DAFTAR TABEL………xiii

BABI PENDAHULUAN………1

1.1 Latar Belakang………..1

1.2 Perumusan Masalah………..2

1.3 Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir……….2

1.4 Batasan Masalah………3

1.5 Metodologi Penelitian………...3

1.6 Sistem Penulisan………...5

BABII DASAR TEORI………...7

2.1 Pemograman Bahasa C Arduino………...7

2.1.1 Struktur………8

2.1.2 Syntax………..8

2.1.3 Variabel………...9

2.1.4 Operator matemtika………...10

2.1.5 Operator pembanding………11

2.1.6 Struktur pengaturan………...12

2.1.7 Digital………13

(10)

ix

2.1.8 Analog………...13

2.2 Mikrokontroler Arduino Mega2560………14

2.2.1 Ringkasan Spesifikasi Arduino mega2560………...17

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)………22

2.3.1 Pengertian LCD (Liquid Crystal Display)………22

2.3.2 Register LCD (Liquid Crystal Display)………24

2.3.3 Spesifikasi Kaki LCD 16x2………..26

2.4 Keypad 4x4………..28

2.5 RFID (Radio Frequensy Identification)………..29

2.5.1 Spesifikasi RFID ………..30

2.6 Modul GSM SIM900 Sheild……….32

2.7 Sensor LDR (Light Dependent Resistor)………32

2.8 Laser………34

2.8.1 Spesifikasi Laser………...35

2.9 Selenoid Door Lock………36

2.10 Buzzer……….36

2.11 IC Voltage Regulator………..37

2.12 Catu daya………..38

BABIII METODOLOGI PENELITIAN………..40

3.1 Jenis Penelitian………40

3.2 Bahan………..40

3.3 Peralatan………..41

3.4 Perancangan Alat dalam Blok Diagram………..42

3.5 Perancangan Hardware………44

3.5.1 Perancangan Rangkaian Catu Daya………..46

3.5.2 Perancangan Rangkaian Arduino Mega2560………47

3.5.3 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)………..49

3.5.4 Perancangan Rangkaian Keypad………...50

3.5.5 Perancangan Rangkaian RFID (Radio Frequency Identification)………51

3.5.6 Perancangan Rangkaian GSM SIM900………52

(11)

x

3.5.7 Perancangan Rangkaian Transistor TIP120 dan Sensor LDR……….53

3.5.8 Perancangan Rangkaian Transisitor TIP120 dan Laser………54

3.5.9 Perancangan Rangkaian Trasisitor TIP210 dan solenoid Door Lock…………...55

3.5.10 Perancangan Rangkaian Buzzer………..56

3.6 Diagram Alir Sistem………...57

3.7 Perancangan Program………..61

BABIV PENGUJIAN DAN ANALISA………...…63

4.1 Pengujian Rangakaian Catu Daya………...63

4.2 Pengujian Mikrokontroler Arduino Mega2560………...……65

4.3 Pengujian keypad pada LCD………...67

4.4 Pengujian Keypad dengan program Password………69

4.5 Pengujian RFID………...69

4.6 Pengujian Selenoid door lock………..72

4.7 Pengujian sensor LDR……….73

4.8 Pengujian Modul SIM900 Sheild……….……78

4.9 Pengujian Sitem Keseluruhan……….79

BABV PENUTUPAN………...80

5.1 Kesimpulan……….80

5.2 Saran………....80

DAFTAR PUSTAKA………...82

(12)

xi

DAFTAR GAMBAR

1.

Gambar 2.1 Tampilan Program Arduino………7

2.

Gambar 2.2 Mikrokontroler Arduino Mega2560……….15

3.

Gambar 2.3 Pemetaan Pin Arduino Mega2560………16

4.

Gambar 2.4 Pin Diagram Arduino Mega2560……….17

5.

Gambar 2.5 LCD 16x2 Board dan Deskripsi Pin………26

6.

Gambar 2.6 skematik LCD 16x2 ……….28

7.

Gambar 2.7 Konstruksi keypad 4x4……….29

8.

Gambar 2.8 RFID……….31

9.

Gambar 2.9 Konfigurasi pin GSM SIM900……….32

10.

Gambar 2.10 Sensor LDR……….33

11.

Gambar 2.11 Laser………35

12.

Gambar 2.12 Selenoid Door Lock………36

13.

Gambar 2.13 Simbol Buzzer……….37

14.

Gambar 2.14 IC Voltage Regulator ……….38

15.

Gambar 2.15 Fisik Tranformator 0 3A……….39

16.

Gambar 2.16 Skema Rangkaian Power Supply………39

17.

Gambar 3.1 Perancangan Diagram Blok………..42

18.

Gambar 3.2 Perancngan Fisik tampak depan………44

19.

Gambar 3.3 Perancangan Fisik tampak belakang……….45

20.

Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Catu Daya………..47

21.

Gambar 3.5 Blok Diagram Pin Out Arduino Mega2560……….48

22.

Gambar 3.6 Rangkaian LCD dengan Arduino Mega2560………...49

23.

Gambar 3.7 Rangkaian keypad dengan Arduino Mega2560………50

24.

Gambar 3.8 Rangkaian RFID dengan Arduino Mega2560………..51

(13)

xii

25.

Gambar 3.9 Rangkaian GSM SIM900 dengan Arduino Mega2560……….52

26.

Gambar 3.10 Perancangan saklar TIP120, LDR dengan Arduino Mega2560………..53

27.

Gambar 3.11 Perancangan saklar TIP120, Laser dengan Arduino Mega2560……….54

28.

Gambar 3.12 Perancangan saklar TIP120, Selenoid door lock dengan Arduino mega2560…..……….55

29.

Gambar 3.13 Perancangan Buzzer dengan Arduino Mega2560………..56

30.

Gambar 3.14 Diagram Alir Kunci Pintu Rumah Eletrik………..57

31.

Gambar 3.15 Diagram alir Deteksi pencuri………..60

32.

Gambar 3.16 Aplikasi program Arduino………..61

33.

Gambar 3.17 Lembar Kerja Program Arduino……….62

34.

Gambar 4.1 Pengukuran Power supply………64

35.

Gambar 4.2 Pengukuran Pin digital………..65

36.

Gambar 4.3 Pengujian keypad pada LCD……….67

37.

Gambar 4.4 Pengujian Password salah……….69

38.

Gambar 4.5 Pengujian RFID dengan tampilan LCD………70

39.

Gambar 4.6 Hasil pengambilan data sebuah RFID Tag………72

40.

Gambar 4.7 Pengujian tegangan sensor LDR dengan Lux meter……….73

41.

Gambar 4.8 grafik hubungan tegangan sensor LDR dengan Lux Meter………..74

42.

Gambar 4.9 Pengujian sensor LDR dan Laser………..75

43.

Gambar 4.10 Hasil data kalibrasi sensor LDR………..77

44.

Gambar 4.11 Pengujian Modul Sim900 sheild……….78

45.

Gambar 4.12 pengujian sistem keseluruahan………79

(14)

xiii

DAFTAR TABEL

1.

Tabel 2.1 Ringkasan Spesifikasi Arduino Mega2560……….17

2.

Tabel 2.2 Spesifikasi LCD 16X2……….26

3.

Tabel 2.3 Konfigurasi Koneksi PinOut RFID dan Arduino Mega2560………..31

4.

Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan Power Supply………..64

5.

Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Tegangan Output pin digital………..66

6.

Tabel 4.3 Pengujian Keypad dan LCD……….68

7.

Tabel 4.4 Jarak baca Reader terhadap tag pasif RFID……….70

8.

Tabel 4.5 Kondisi Reader terhadap Tag RFID……….71

9.

Tabel 4.6 Hasil Pengujian solenoid door lock………..72

10.

Tabel 4.7 Data pengujian LDR……….73

11.

Tabel 4.8 Hasil Pengujian sensor LDR (Terkena Lampu Ruangan)………75

12.

Tabel 4.9 Hasil Pengujian sensor LDR (Tidak Terkena Lampu Ruangan)……….76

13.

Tabel 4.10 Pengujian Modul Sim900 Sheild………78

(15)

1 BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi yang sangat pesat di era globalisasi saat ini telah memberikan banyak manfaat dalam kemajuan berbagai aspek sosial.

Di jaman globalisasi ini masih banyak tindakan kejahatan khususnya pada rumah kosong yang ditinggal pemiliknya.

Sistem keamanan pintu rumah adalah sebuah sistem yang menggunakan mikrokontroler yang akan memberikan keamanan, yang berlangsung secara otomatis dan terprogram melalui mikrokontroler.

Penulis mencoba untuk merancang sebuah sistem keamanan pintu rumah dan deteksi pencuri, dirancang dengan menggunakan keypad password dan RFID, apabila password dan RFID yang di input kodenya salah sampai 3 kali maka pintu tidak bisa membuka selama 10 detik, Selama 10 detik GSM SIM900 akan mengirim sms ke pemilik rumah. Deteksi pencuri menggunakan sensor LDR dan laser dot, apabila ada langkah kaki yang mengenai sensor LDR dan kena laser dot, maka buzzer On dan GSM SIM900 akan mengirim sms ke pemilik rumah.

Sistem Kunci Pintu Rumah Pintar Menggunakan Password dan RFID Via Gsm Message Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2560 pada Tugas Akhir tersebut akan dirancang dalam bentuk prototype dan menggunakan sistem keamanan.

(16)

2

1.2.Perumusan Masalah

Dari latar belakang yang telah diungkapkan tersebut diperoleh beberapa permasalahan, diantaranya sebagai berikut:

1. Bagaimana cara membuat program Password yang dapat beroperasi dengan RFID dapat membuka On & Off pada Selenoid door lock.

2. Bagaimana cara membuat program, alat ini dapat mengirim SMS ke pada pemilik rumah jika terjadi kesalahan.

3. Bagaimana cara alat ini dapat mendeteksi pencuri.

1.3.Tujuan Dan Manfaat Tugas Akhir Tujuan

Adapun hal-hal yang ingin dicapai dari penelitian tugas akhir ini adalah:

1. Merancang dan merealisasikan Pintu Rumah Pintar yang mampu memberikan kenyamanan dan keamanan pada pemilik rumah.

2. Merancang dan membuat sistem kontrol kendali dan komunikasi antara arduino dengan GSM Message pada Pintu Rumah Pintar Menggunakan Password dan RFID komunikasi via GSM Message Berbasis Mikrokontroler Arduino Mega 2560.

3. Merancang agar dapat bisa mengirim pesan pada pemilik rumah.

Manfaat

Adapun manfaat tugas akhir adalah sebagai berikut:

1. Bagi penelitti

Digunakan sebagai sarana untuk mempratekkan teori-teori yang diperoleh dari bangku kuliah.

(17)

3

2. Bagi instansi

Tambah referensi akademik pada Perpustakaan Universitas Semarang, serta dapat digunakan sebagai perbandingan untuk penelaahan yang serupa bagi peneliti selanjutnya.

3. Bagi pengguna

Terwujudnya sistem kunci Pintu Rumah dengan Selenoid Door Lock secara elektrik dengan menggunakan Password dan RFID via Gsm Message agar pemilik rumah nyaman dan aman.

1.4.Batasan Masalah

Agar perancangan pembahasan dalam tugas akhir ini tidak telalu luas dan jauh dari topic yang telah ditentukan maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut :

a. Software pemograman menggunkan bahasa C pada Arduino 1.6.4 b. Pembahasan mengenai komponen atau sensor – sensor pendukung

yang meliputi : LCD 16x2, Keypad 4x4, RFID, Sensor LDR, Laser Dot, GSM SIM900 dan beberapa yang lainnya yang berkaitan dengan perencanaan Pintu Rumah Elektrik.

c. Sistem dibuat dalam bentuk prototype dan disimulasikan pada maket pintu rumah.

1.5.Metode

Untuk mencapai tujuan yang maksimal dari tugas akhir ini, maka dibutuhkan suatu metode atau urutan untuk menjelaskan seluruh permasalahan yang akan dikemukakan dalam penelitian tugas akhir ini. Oleh

(18)

4

karena itu penulis menentukan langkah – langkah yang dapat memaksimalkan penelitian tugas akhir.

1. Metode Studi Pustaka

Metode studi pustaka adalah suatu metode yang dilakukan dengan membandingkan buku-buku atau literatur-literatur yang berkaitan dengan pokok pembahasan. Factor penunjang yang penting dalam penyusunan laporan tugas akhir ini adalah kebutuhan akan referensi dan literature- literatur, untuk memenuhi kebutuhan tersebut maka dibaca buku-buku maupun sumber pustaka lain sebagai sumber informasi yang berkaitan dengan pokok bahasan tentang Kunci Pintu Rumah Elektrik.

2. Metode Perancangan Sistem dan Program

Metode perancangan adalah suatu metode yang dilakukan dengan cara menggambar sketsa robot. Metode ini juga digunakan dalam menentukan komponen-komponen, sensor, bahan untuk desain serta perencanaan sistem yang digunakan dalam merancang sistem kunci pintu rumah eletrik.

3. Metode Pembuatan Sistem dan Program

Metode ini dilakukan untuk membuat suatu sistem atau alatnya secara nyata sesuai dengan perancangan yang sudah dibuat, baik sesuai dengan gambar, sistem yang sudah kita persiapkan.

4. Metode Pengujian Sistem dan Program

Metode ini dilakukan ketika semua alat selesai dirancang, pengujian alat dilakukan perblok untuk mempermudah dalam memperbaiki jika

(19)

5

terjadi kesalahan baru selanjutnya dilakukan pengujian secara keseluruhan.

5. Metode Analisa Sistem dan Program

Metode ini digunakan untuk menguji kehandalan alat dan kestabilanya, dan menjadi koreksi bila alat tidak berjalan sesuai dengan apa yang ada dalam perencanaan.

6. Metode Pengambilan Kesimpulan

Dari serangkaian metode yang telah dilakukan, barulah diambil kesimpulan dari alat dan sistem yang dibuat.

7. Metode Laporan

Metode ini adalah langkah terakhir dalam penelitian dimana perencanaan alat sampai dengan kesimpulan, ditulis secara sistematika yang berurutan. Sehingga dapat dimengerti dan dipahami oleh semua yang membaca penelitian tugas akhir ini.

1.6.Sistematika Penulisan

Sistematika pembahasan laporan tugas akhir ini dibagi dalam lima bab.

Isi masing-masing bab diuraikan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Berisi tentang Latar Belakang, Perumusan Masalah, Tujuan dan Manfaat, Batasan Masalah, Metode Penulisan, dan Sistematika Penulisan Laporan.

(20)

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tentang teori dasar yang mendukung pembuatan tugas akhir, khususnya perangkat yang menyusun alat tersebut.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Berisi tentang gambaran umum tentang perangkat yang akan digunakan serta prinsip kerja dari sistem secara keseluruhan dan perencanaan pembuatan software dan hardware.

BAB IV HASIL DAN ANALISIS

Berisi tentang pegujian dan analisa kerja sistem serta permasalahan – permasalahan yang timbul dalam pengujian dan alternatif penyelesaiannya.

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan secara keseluruhan dari benda kerja serta buku laporan. Dan untuk pengembangan kedepan.

(21)

7 BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pemrogram bahasa C Arduino.

Program dasar yang digunakan dalam pemograman mikrokontroler adalah menggunakan bahasa C. Bahasa C ini sangat mudah dipelajari dan mudah dipahami. Pemograman bahasa C untuk mikrokontroler dalam penulisan ada dua syarat yang harus dipenuhi yaitu ada program inisialisasi (program pengenalan) dan program Utama. Inisialisasi ini hanya dijalankan program sekali, saat program dinyalakan pertama kali, sedangkan program utama ini yang akan berjalan terus menerus dan akan mati bila power di matikan. Program tidak bisa di jalankan tanpa kedua syarat tersebut, berikut gambar tampilan program Arduino 1.0.1 :

Gambar 2.1 Tampilan Software Pemograman Arduino 1.0.1

(22)

8

Pemrogram harus tahu bentuk dan karakter perintah dalam bahasa program.

Berikut perintah yang digunakan berdasarkan kategori :

2.1.1 Struktur

Setiap program Arduino (biasa disebut sketch) mempunyai dua buah fungsi yang harus ada.

 Void setup() { }

Semua kode didalam kurung kurawal akan dijalankan hanya satu kali ketika program Arduino dijalankan untuk pertama kalinya.

 Void loop() { }

Fungsi ini akan dijalankan setelah setup (fungsi void setup) selesai. Setelah dijalankan satu kali fungsi ini akan dijalankan lagi, secara terus menerus sampai catu daya (power) dilepaskan.

2.1.2 Syntax

Berikut ini adalah elemen bahasa C yang dibutuhkan untuk format penulisan.

 // (komentar satu baris)

Kadang diperlukan untuk member catatan pada diri sendiri apa arti dari kode-kode yang dituliskan. Cukup menuliskan dua buah garis miring dan apapun yang di ketikan dibelakang akan diabaikan oleh program.

(23)

9

 /* */ (komentar banyak baris)

Jika mempunya banyak catatan, maka hal itu dapat dituliskan pada beberapa baris sebagai komentar. Semua hal yang terletak di antara dua simbol tersebut akan diabaikan oleh program.

 {…} (kurung kurawal)

Digunakan untuk mendefinisikan kapan blok program mulai dan berakhir (digunakan juga pada fungsi dan pengulangan).

 ; (titik koma)

Setiap baris kode harus diakhiri dengan tanda titik koma (jika ada titik koma yang hilang maka program tidak akan bisa dijalankan).

2.1.3 Variabel

Sebuah program secara garis besar dapat didenfinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas. Variabel inilah yang digunakan untuk memindahkannya.

 Int (interger)

Digunakan untuk menyimpan angka dalam 2 byte (16bit). Tidak mempunyai angka desimal dan menyimpan nilai dari -32,768 dan 32,767.

(24)

10

 Long (long)

Digunakan ketika interger tidak mencukupi lagi. Memakai 4 byte (32 bit) dari memori (RAM) dan mempunyai rentang dari - 2,147,483 dan 2,147,483,647.

 Boolean (Boolean)

Variabel sederhana yang digunakan untuk menyimpan nilai TRUE (benar) atau FALSE (salah). Sangat berguna karena hanya menggunakan 1 bit dari RAM.

 Float (float)

Digunakan untuk angka desimal (floating point). Memakai 4 byte (32 bit) dari RAM dan mempunyai rentang dari -3.4028235E+38 dan 3.4028235E+38.

 Char (character)

Digunakan untuk menyimpan 1 karakter menggunakan kode ASCII (misalnya ‘A’= 65). Hanya memakai 1 byte (8 bit) dari RAM.

2.1.4 Operator matematika

Operator yang digunakan untuk memanipulasi angka (bekerja seperti matematika yang sederhana).

(25)

11

 =

Membuat sesuatu menjadi sama dengan nilai yang lain (misalnya:

x=10*2,x sekarang sama dengan 20).

 %

Menghasilkan sisa dari hasil pembagian suatu angaka dengan angka yang lain ( misalnya : 12 % 10, ini akan menghasilkan angka 2 ).

 +

Penjumlahan

 -

Pengurangan

 *

Perkalian

 /

Pembagian

2.1.5 Operator Pembanding

Digunakan untuk membandingkan nilai logika. Berikut operator pembanding yang digunakan :

 = =

Sama dengan, missal 10 == 9 adalah False (salah) atau 10 == 10 adalah True (benar).

(26)

12

 !=

Tidak sama dengan, missal 10 !=9 adalah False (salah) atau 10 !=9 adalah True (benar)

 <

Lebih kecil dari, missal 10 < 9 adalah False (salah) atau 10 < 11 adalah True (benar).

 >

Lebih besar dari, missal 10 > 9 adalah False (salah) atau 10 > 11 adalah True (benar)

2.1.6 Struktur Pengaturan

Program sangat tergantung pada pengaturan apa yang akan dijalankan berikutnya, berikut ini adalah elemen dasar pengaturan.

 If….else…., dengan format seperti berikut ini:

if (kondisi){ } else if (kondisi){ } else {}

Struktur seperti diatas program akan menjalankan kode yang ada di dalam kurung kurawal jika kondisinya TRUE, dan jika tidak FALSE maka akan diperiksa apakah kondisi pada else if dan kondisinya False maka kode pada else yang akan dijalankan.

 for, dengan format seperti berikut ini:

(27)

13

for (int I = 0;I < #pengulangan; i++){ }

Digunakan untuk proses pengulangan kode di dalam kurung kurawal beberapa kali, ganti #pengulangan dengan jumlah pengulangan yang diinginkan. Melakukan penghitungan ke atas dengan i++ atau ke bawah dengan i--.

2.1.7 Digital

 pinMode (pin, mode)

Digunakan untuk mendapatkan mode dari suatu pin, pin adalah nomor pin yang akan digunakan dari 0-19 (pin analog 0-5 adalah 14-19).

Mode yang bisa digunakan adalah INPUT atau OUTPUT.

 digitalWrite (pin, valve)

Sebuah pin ketika ditetapkan sebagai OUTPUT, pin tersebut dapat dijadikan HIGH 9 ditarik menjadi 5 volt) atau LOW (diturunkan menjadi ground).

 digitalReat (pin)

Sebuah pin ketika ditetapkan sebagai INPUT maka anda dapat menggunakan kode ini untuk mendapatkan nilai pin tersebut apakah HIGH (ditarik menjadi volt) atau LOW (diturunkan menjadi graund).

2.1.8 Analog

Arduino adalah mesin digital tetapi mempunyai kemampuan untuk beroperasi di dalam analog.

(28)

14

 Anlogwrite(pin, valve)

Beberapa pin pada arduino mendukung PWM (pulse width modulation) yaitu pin 3,5,6,9,10,11. Ini dapat merubah pin hidup (On) atau mati (Off) dengan sangat cepat sehingga membuatnya dapat berfungsi layaknya keluaran analog. Valve (nilai) pada format kode tersebut adalah angka atara 0 ( 0% duty cycle ~ 0V) dan 255 (100% duty cycle ~ 5V).

 analogRead (pin)

Ketika pin analog ditetapkan sebagi INPUT anda dapat membaca voltage. Keluarannya berupa angka antara 0 (untuk 0 Volt) dan 1024 (Untuk 5 Volt).

(Langga Wardana, 2006 )

2.2 Mikrokontroler Arduino Mega 2560

Arduino Mega 2560 adalah papan mikrokontroler ATmega2560 berdasarkan (datasheet) memiliki 54 digital pin input / output (dimana 15 dapat digunakan sebagai output PWM), 16 analog input, 4 UART (hardware port serial), osilator kristal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan tombol reset. Ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau power dengan adaptor AC-DC atau baterai. Arduino Mega kompatibel dengan sebagian besar shield, dirancang untuk Arduino Duemilanove atau Diecimila. Mega 2560 adalah update dari Arduino Mega Arduino Mega 2560 berbeda dari semua board sebelumnya,

(29)

15

tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur ATmega16U2 (ATmega8U2 dalam revisi 1 dan revisi 2 papan) diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Revisi 2 dewan Mega2560 memiliki resistor menarik garis 8U2 HWB ke graund, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU. Revisi 3 dari dewan memiliki fitur-fitur baru berikut:

 1,0 pinout: menambah SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, yang IOREF yang memungkinkan perisai untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia dari papan. Di masa depan, perisai akan kompatibel baik dengan dewan yang menggunakan AVR yang beroprasi dengan 5 Volt dengan Due yang beroperasi dengan 3.3 Volt.

 Stroger RESET sirkuit.

 Atmega 16U2 menggatikan 8U2.

Gambar. 2.2 Mikrokontroler Arduino Mega 2560.

(30)

16

Pemetaan Pin

Dibawah ini gambar 2.3 pemetaan pin ATmega2560 dengan Arduino Mega 2560:

Gambar 2.3 Pemetaan pin ATmega250 dengan Arduino Mega2560 16

Pemetaan Pin

Gambar 2.3 Pemetaan pin ATmega250 dengan Arduino Mega2560 16

Pemetaan Pin

Gambar 2.3 Pemetaan pin ATmega250 dengan Arduino Mega2560

(31)

17

Pin Diagram Arduino Mega2560

Gambar 2.4 pin Diagram Arduino Mega2560

2.2.1 Ringkasan Spesifikasi Arduino Mega2560

Dibawah ini Tabel 2.1 Ringkasan Spesifikasi Arduino Mega2560

Tabel 2.1 Ringkasan Spesifikasi Arduino Mega2560

Mikrokonroler ATmega2560

Tegangan Operasi 5Volt Input Voltage (disarankan) 7-12Volt Input Voltage (limit) 6-20Volt

17

(32)

18

Pin Digital I/O 54 (yang 15 pin digunakan sebagai Output PWM) Pins Input analog 16

Arus DC per pin I/O 40 mA Arus DC untuk pin

3.3Volt

50 mA

Flash Memory 256 KB (8 KB digunakan untuk bootloader)

SRAM 8 KB

EEPROM 4 KB

Clock Speed 16 MHz

Sumber Daya

Arduino Mega dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Sumber daya eksternal (non- USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor dapat dihubungkan dengan mencolokkan steker 2,1 mm yang bagian tengahnya terminal positif ke ke jack sumber tegangan pada papan, jika tegangan berasal dari baterai dapat langsung dihubungkan melalui header pin Gnd dan pin Vin dari konektor Power.

Papan Arduino ATmega2560 dapat beroperasi dengan pasokan daya eksternal 6 Volt sampai 20 volt, jika diberi tegangan kurang dari 7 Volt, maka, pin 5 Volt mungkin akan menghasilkan tegangan kurang dari 5 Volt dan ini akan membuat papan menjadi tidak stabil. Sumber tegangan menggunakan lebih dari 12 Volt,

(33)

19

regulator tegangan akan mengalami panas berlebihan dan bisa merusak papan.

Rentang sumber tegangan yang dianjurkan adalah 7 Volt sampai 12 Volt.

Pin tegangan yang tersedia pada papan Arduino adalah sebagai berikut:

 VIN : Adalah input tegangan untuk papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal (sebagai ‘saingan’ tegangan 5 Volt dari koneksi USB atau sumber daya ter-regulator lainnya). Yang diberikan tegangan melalui pin ini, atau jika menyuplai tegangan untuk papan melalui jack power, kita bisa mengakses/mengambil tegangan melalui pin ini.

 5V : Sebuah pin yang mengeluarkan tegangan ter-regulator 5 Volt, dari pin ini tegangan sudah diatur (ter-regulator) dari regulator yang tersedia (built-in) pada papan. Arduino dapat diaktifkan dengan sumber daya baik berasal dari jack power DC (7-12 Volt), konektor USB (5 Volt), atau pin VIN pada board (7-12 Volt). Memberikan tegangan melalui pin 5V atau 3.3V secara langsung tanpa melewati regulator dapat merusak papan Arduino.

 3V3 : Sebuah pin yang menghasilkan tegangan 3,3 Volt. Tegangan ini dihasilkan oleh regulator yang terdapat pada papan (on-board). Arus maksimum yang dihasilkan adalah 50 mA.

 GND : Pin Ground atau Massa.

 IOREF : Pin ini pada papan Arduino berfungsi untuk memberikan referensi tegangan yang beroperasi pada mikrokontroler. Sebuah perisai (shield) dikonfigurasi dengan benar untuk dapat membaca pin tegangan IOREF dan memilih sumber daya yang tepat atau mengaktifkan penerjemah tegangan

(34)

20

(voltage translator) pada output untuk bekerja pada tegangan 5 Volt atau 3,3 Volt.

Input dan Output

Masing-masing dari 54 digital pin pada Arduino Mega dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode() , digitalWrite() , dan digitalRead(). Arduino Mega beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus, antara lain:

 Serial : 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1 : 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2 : 17 (RX) dan 16 (TX); Serial 3 : 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pins 0 dan 1 juga terhubung ke pin chip ATmega16U2 Serial USB-to-TTL.

 Eksternal Interupsi : Pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt

5), pin 19 (interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubah nilai.

 SPI : Pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan perpustakaan SPI. Pin SPI juga terhubung dengan header ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Arduino Uno, Arduino Duemilanove dan Arduino Diecimila.

(35)

21

 LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino ATmega2560.

LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin diset bernilai HIGH, maka LED menyala (ON), dan ketika pin diset bernilai LOW, maka LED padam (OFF).

 TWI : Pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL), yang mendukung komunikasi TWI menggunakan perpustakaan Wire. Pin ini tidak di lokasi yang sama dengan pin TWI pada Arduino Duemilanove atau Arduino Diecimila. Arduino Mega2560 memiliki 16 pin sebagai analog input, yang masing-masing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference().

Ada beberapa pin lainnya yang tersedia, antara lain:

 AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference().

 RESET : Jalur low ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Jalur ini biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.

Komunikasi

Arduino Mega2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. Arduino ATmega328 menyediakan 4 hardware komunikasi serial UART TTL (5 Volt).

Sebuah chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2)

(36)

22

yang terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer, untuk sistem operasi Windows masih tetap memerlukan file inf, tetapi untuk sistem operasi OS X dan Linux akan mengenali papan sebagai port COM secara otomatis. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin 0 dan 1). Sebuah perpustakaan Software Serial memungkinkan untuk komunikasi serial pada salah satu pin digital Mega2560. ATmega2560 juga mendukung komunikasi TWI dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus TWI. Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.

(Anggara’ Enggal Putra, 2015)

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

2.3.1 Pengertian LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Cystal Display) adalah salah satu komponen elektronik yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik.

Dipasang (tampilan LCd sudah tersedia dalam bentuk modul yaitu tampilan LCD

(37)

23

beserta rangkaian pendukungnya termasuk ROM dll. LCD mempunyai pin data, kontrol catu daya dan pengatur kontras tampilan.

LCD juga merupakan perangkat tampilan yang paling umum dipasangkan di mikrokontroler, mengingat ukurannya yang kecil dan kemampuannya menampilkan karakter atau grafik yang lebih dibandingkan tampilan 7 segment.

Pengembangan embedded LCD mutlak diperlukan sebagai sumber informasi utama.

Berdasarkan jenis tampilan LCD dapat di kelompokan menjadi beberapa jenis yaitu :

1. Segment LCD

LCD ini terbentuk dari beberapa 7 segment atau 16 segment, namun ada juga yang menggabungkan keduanya. LCD ini sering dipakai untuk jam digital.

2. Dot Matrix Karakter LCD

LCD ini terbentuk dari beberapa Dot Matrix Display berukuran 5 x 7 atau 5 x 9 yang membentuk sebuah matriks yang lebih besar dengan berbagai kombinasi jumlah baris dan kolom. Kombinasi ini yang menentukan karakter yang dapat ditampilakan LCD tersebut.

Seperti 2 baris x 20 karakter atau 4 baris 20 karakter.

(38)

24

3. Graphic LCD

LCD jenis ini masih berkembang saat ini. Resolusi LCD ini bervariasi diantara 128x64, 128x128. Sekarang ini graphic LCD banyak dipakai pada handycam, laptop, telepon dan lain-lain.

2.3.2 Register LCD

Register yang terdapat di LCD adalah sebagai berikut : 1. IR (Intruction Register)

Digunakan untuk menetukan fungsi yang harus dikerjakan oleh LCD serta pengalaman DDRAM atau CGRAM.

2. DR (Data Register)

Digunakan sebagai tempat data DDRAM atau CGRAM yang akan ditulis atau dibaca oleh computer atau sistem minimum. Saat dibaca, DR menyimpan data DDRAM atau CGRAM, setelah itu data alamatnya secara otomatis masuk ke DR. pada waktu menulis, cukup lakukan inisialisasi DDRAM atau CGRAM, kemudian untuk selanjutnya data dituliskan ke DDRAM atau CGRAM sejak awal alamat tersebut.

3. BF (Busy Flag)

Digunakan untuk menentukan bahwa LCD dalam keadaan siap atau sibuk. Apabila LCD sedang melakukan operasi internal, BF diset menjadi 1, sehingga tidak akan menerima perintah dari luar. Jadi, BF harus dicetak apakah telah diriset menjadi 0 ketika akan menulis LCD

(39)

25

(memberi data pada LCD). Cara untuk menulis LCD adalah dengan mengeset RS menjadi 0 dan R/W menjadi 1.

4. AC (Address Counter)

Digunakan untuk menunjukan alamat pada DDRAM atau CGRAM dibaca atau ditulis, maka AC secara otomatis menunjukan alamat berikutnya. Alamat yang disimpan AC dapat dibaca bersamaan dengan BF.

5. DDRAM (Display Data random Access Memory)

Digunakan sebagai tempat penyimpanan data yang sebesar 80 byte atau 80 karakter.

6. CGROM (Character Generator Read Only Memory)

LCD terdapat ROM untuk menyimpan karakter ASCII ( American Standart Code For Intruction ), sehingga cukup memasukan kode ASCII untuk menampilakannya.

7. CGRAM (Character Generator Random Access Memory)

Sebagai data storage untuk merancang karakter yang dikehendaki.

CGRAM terdapat kode ASCII dari 00h sampai 0fh, tetapi hanya 8 karakter yang disediakan.

8. Cursor dan Blink Control Circuit

Merupakan rangkaian yang menghasilakan tampilan kursor dan kondisi blink (berkedip-kedip).

(40)

26

Dibawah ini adalah deskripsi pin pada LCD :

Gambar 2.5 LCD 16x2 Board dan Deskripsi PIN (Isya’ Aryan Sulistyo, 2015)

2.3.1 Spesifikasi kaki LCD 16x2

Tabel 2.2 Spesifikasi LCD 16x2 Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengantur Kontras 4 “RS” Instruction 5 “R/W” Read 6 “EN” Enable 7-14 Data I/O pins

15 Vcc

16 Ground

Pin 1 dan 2

Merupakan sambungan catu daya, Vss dan Vdd. Pin Vdd dihubungkan dengan tegangan positif catu daya, dan Vss pada 0V atau ground. Meskipun data menentukan catu 5 Vdc (hanya pada beberapa mA), menyediakan 6V dan 4.5V yang keduanya bekerja dengan baik, bahkan 3V cukup untuk beberapa modul.

(41)

27

Pin 3

Pin 3 merupakan pin kontrol Vee, yang digunakan untuk mengatur kontras display. Idealnya pin ini dihubungkan dengan tegangan yang bisa dirubah untuk memungkinkan pengaturan terhadap tingkatan kontras display sesuai dengan kebutuhan, pin ini dapat dihubungkan dengan variable resistor sebagai pengatur kontras.

Pin 4

Pin 4 merupakan Register Select (RS), masukan yang pertama dari tiga command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter dapat ditransfer dari dan menuju modulnya.

Pin 5

Read/Write (R/W), untuk memfungsikan sebagai perintah write maka R/W low atau menulis karakter ke modul. R/W high untuk membaca data karakter atau informasi status dari register-nya.

Pin 6

Enable (E), input ini digunakan untuk transfer aktual dari perintah-perintah atau karakter antara modul dengan hubungan data. Ketika menulis ke display, data ditransfer hanya pada perpindahan high atau low, tetapi ketika membaca dari display, data akan menjadi lebih cepat tersedia setelah perpindahan dari low ke high dan tetap tersedia hingga sinyal low lagi.

(42)

28

Pin 7-14

Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data/data bus (D0 sampai D7) dimana data dapat ditransfer ke dan dari display.

Pin 15 dan 16

Pin 15 adalah ground dan Pin 16 dihubungkan kedalam tegangan 5 Volt untuk memberi tegangan dan menghidupkan lampu latar/Back Light LCD.

Skematik LCD 16x2

Gambar 2.6 Skematik LCD 16x2

(Sumber dari : Datasheet Skematik LCD 16x2) 2.4 Keypad 4x4

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4x4 pad artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia 28

Pin 7-14

Pin 15 dan 16

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4x4 pad artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia 28

Pin 7-14

Pin 15 dan 16

Keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Matrix keypad 4x4 pad artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia

(43)

29

dengan mikrokontroler. Matrix keypad 4x4 memiliki konstruksi atau sususnan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. Konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini betujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. Konstruksi matrix keypad 4x4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut.

Gambar 2.7 Konstruksi Matrix Keypad 4x4.

(Sumber dari : elektronika-dasar.web.id/artikel-elektronika/matrix-keypad- 4x4-untuk-mikrokontroler/)

2.5 RFID

RFID reader, yang bias ditempatkan sebagai pengganti kunci di pintu rumah atau kendaraan, mengeluarkan gelombang radio dan menginduksi RFID tag.

Gelombang induksi tersebut berisi password (kata kunci) dan jika dikenali oleh RFID tag, memori RFID tag (ID chip) kan terbuka. Kemudian RFID tag akan mengirim kode yang terdapat di memori ID chip melalui antena yang terpasang

(44)

30

di tag. RFID reader akan membandingkan kode yang diterima dengan kode kunci yang tersimpan di RFID reader. RFID reader akan membuka kunci pintu jika sesuai, untuk menghindari usaha penggandaan dan pencurian kode kunci, RFID reader akan membuka kode kunci yang baru. Kode baru ini akan disimpan ke memori RFID reader dan dikirimkan ke RFID tag yang kan disimpan dimemori ID chip.

2.5.1 Spesifikasi Produk:

 Chipset : MFRC522 contac tless Reader/Write IC

 Frekuensi: 13,56 MHz

 Jarak pembacaan kartu: < 50mm

 Protokol akses: SPI (Serial Peripheral Interface)

 Kecepatan transmisi RF: 424 kbps (dua arah / bi-directional) / 848 kbps (unidirec tional)

 Mendukung kartu MIFARE jenis Classic S50 / S70, UltraLight dan DESFire

 Framing & Error Detection (parity + CRC) dengan 64 byte internal I/O buffer

 Catu Daya: 3,3 Volt

 Konsumsi Arus: 13-26 mA pada saat operasi baca

 Suhu operasional: -20˚C s.d + 80˚C

 Dimensi: 40 x 50 mm

(45)

31

Gambar 2.8 RFID (5)

Konfigurasi Koneksi Pinout RFID dan Arduio Mega2560

Tabel.2.3 Konfigurasi Koneksi Pinout RFID dan Arduino Mega2560

SDA Pin 53

SCK Pin 52

MOSI Pin 51

MISO Pin 50

IRQ Not Connected

GND GND

RST Pin 5

VSS 3.3 Volt

31

SDA Pin 53

SCK Pin 52

MOSI Pin 51

MISO Pin 50

IRQ Not Connected

GND GND

RST Pin 5

VSS 3.3 Volt

31

SDA Pin 53

SCK Pin 52

MOSI Pin 51

MISO Pin 50

IRQ Not Connected

GND GND

RST Pin 5

VSS 3.3 Volt

(46)

32

2.6 Modul GSM SIM900

Alokasi frekuensi Modul GSM SIM900 yang dipakai di Indonesia sama dengan yang dipakai di sebgian besar dunia terutama Eropa yaitu pada pita 900 MHz, yang dikenal sebagai GSM900, dan pada pita 1800 MHz, yang dikenal sebagai GSM1800 atau DCS (Digital Communication System). Daya yang dibutuhkan berada pada tegangan 3.4 – 4.5 Volt. Konfigurasi pin dapat di lihat pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Konfigurasi Pin GSM SIM900 (9)

2.7 Sensor LDR

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Rsisitor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami

(47)

33

perubahan penerimaan cahanya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang di terima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahanya. LDR terbuat dari cadmium sulfide yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resisitansinya berubah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ dan ditempat terang LDR mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persisi seperti pemasangan resisitor biasa.

Gambar 2.10 sensor LDR

(Sumber dari:http://playground.arduino.cc/Learning/PhotoResistor)

Laju Recovery Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

“Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa diamati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Na-mun LDR

(48)

34

tersebut hanya akan bisa menca-pai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery meru-pakan suatu ukuran praktis dan suatu ke-naikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai den-gan level cahaya 400 lux.

Respon Spektral Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Tembaga merupakan penghantar yang paling banyak digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik (TEDC,1998).

2.8 Laser

Laser adalah singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiantion atau cahaya yang dikuatkan dari stimulus emisi/pancaran radiasi.

Laser adalah sebuah alat yang menghasilkan pancaran cahaya radiasi elektromagnetik yang koheren, intensitas tinggi, mudah daarahkan, dan mempunyai lintasan lurus. Cahaya yang koheren berrti sinar-sinarnya

(49)

35

menghasilkan bukit dan lembah secara bersamaan setiap waktu (sama fasa).

Pembentukan laser terjadi jika suatu atom yang berada pada tingkat eksitasi disinari dengan foton tertentu yang sesuai sehingga terangsang dan turun ke tingkat energy yang lebih rendah dengan memancarkan foton cahaya tertentu pula. Cahaya radiasi ini bias berasal dari sinar inframerah, cahaya tampak, atau ultraviolet.

2.8.1 Spesifikasi Laser Dot:

- Output power: 2-5mW - Wavelength: 650nM - Working Voltage: 5V

- Working Temperature: -10˚ C ~ + 40˚C - Lens & Housing : Plastic

- Dimensions: 6 x 10 mm

Gambar 2.11 laser

(Sumber dari :www.indo-ware.com)

(50)

36

2.9 Selenoid Door Lock

Solenoid Door Lock adalah salah satu solenoid pengunci otomatis yang berfungsi khusu sebagai solenoid untuk pengunci pintu. Door Lock Solenoid ini membutuhkan tegangan supply 12 Volt, sistem kerja solenoid pengunci pintu ini adalah NC (Normally Close). Katup solenoid akan tertarik jika ada tegangan dan sebaliknya katup solenoid akan memanjang jika tidak ada tegangan.

Gambar 2.12 Solenoid Door Lock (8) 2.10 Buzzer

Buzzer merupakan suatu komponen yang dapat menghasilkan suara yang mana apabila diberi tegangan pada input komponen, maka akan bekerja sesuai dengan karakteristik dari alarm yang digunakan. Pembuatan tugas akhir ini, penulis menggunakan “Buzzer” sebagai informasi suara. Hal ini dikarenakan karakteristik dari komponen yang mudah untuk diaplikasikan dan suara yang dihasilkan relatif kuat.

Buzzer merupakan sebuah komponen elektronik yang dapat mengkonversikan energi listrik menjadi suara yang di dalamnya terkandung

(51)

37

sebuah osilator internal untuk menghasilkan suara dan pada buzzer osilator yang digunakan biasanya diset pada frekuensi kerja sebesar 400 Hz.

Buzzer dapat digunakan pada tegangan sebesar antara 6V sampai 12V dan dengan tipical arus sebesar 25 mA. Gambar 2.13 dapat dilihat simbol dari komponen buzzer. (Eddy, 2004)

Gambar 2.13 Simbol Buzzer

(Sumber dari: DataSheet.Buzzer)

2.11 IC Voltage Regulator (IC Pengatur Tegangan)

Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan adalah salah satu rangkaian yang sering dipakai dalam peralatan Elektronika. Fungsi Voltage Regulator adalah untuk mempertahankan atau memastikan Tegangan pada level tertentu secara otomatis. Artinya, Tegangan Output (Keluaran) DC pada Voltage Regulator tidak dipengaruhi oleh perubahan Tegangan Input (Masukan), Beban pada Output dan juga Suhu. Tegangan Stabil yang bebas dari segala gangguan seperti noise ataupun fluktuasi (naik turun) sangat dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan Elektronika terutama pada peralatan elektronika yang sifatnya digital seperti Mikro Controller ataupun Mikro Prosesor. Terdapat berbagai jenis Voltage Regulator atau Pengatur Tegangan, salah satunya adalah Voltage Regulator dengan Menggunakan IC Voltage Regulator. Salah satu tipe IC Voltage

(52)

38

Regulator yang paling sering ditemukan adalah tipe 7805 yaitu IC Voltage Regulator yang mengatur Tegangan Output stabil pada Tegangan 5 Volt DC.

Gambar 2.14 IC Voltage Regulator (2) 2.12 Catu daya

Rangkaian catu daya adalah suatu alat atau pernagkat elektronik yang berfungsi untuk mengubah arus AC menjadi arus DC untuk member daya suatu pernagkat keras lainnya. Rangkaian ini juga disebut Power Supply yang digunakan untuk mencatu seluruh rangkaian yang memerlukan tegangan DC.

Catu daya yang digunakan mengeluarkan tegangan +5V, -12V dan +12V.

Tranfomator dalam rangkaian catu daya ini digunakan untuk menurunkan tegangan AC 220V menjadi tegangan DC yang lebih rendah. Dari tranformator tegangan masuk melalui dioda untuk menjadikan tegangan DC, rangkaian catu daya ini terdiri dari dua keluaran yaitu 5 Volt dan 12 Volt tegangan DC.

Rangkaian catu daya ini menggunakan sebuah tranformator 0 yang berukuran 3 A. dari tegangan AC 220V kemudian diubah menjadi tegangan DC yang dibutuhkan.

(53)

39

Gambar 2.15 Fisik Tranformator 0 3A

Gamabar 2.16 Skema Rangkaian Power Supply (1)

(54)

40 BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian.

Penulisan tugas akhir ini, yang digunakan adalah metode rancang bangun. Rancang bangun tersebut adalah membuat kunci pintu rumah pintar menggunakan password dan RFID via GSM message berbasis Arduino mega2560. Yang dapat member kenyamanan dan keamanan kepada pemilik rumah, alat ini di lengkapi dengan Gsm message jika terjadi kesalahan pada inputan keypad password dan dilengkapi juga pendeteksi pencuri.

3.2 Bahan.

Adapun bahan penting yang digunakan dalam pembuatan alat ini, antara lain:

 1 buah board Arduino Mega.

 1 buah LCD.

 1 buah Keypad matrix.

 1 buah GSM SIM900.

 1 buah RFID.

 1 buah Sensor LDR.

 1 buah Laser.

 2 buah Tombol.

 4 buah Led.

(55)

41

 2 buah potensiometer 10K Ohm.

 3 buah Transistor TIP210.

 3 buah IC Regulator 7805.

 2 buah rangkaian catu daya 5 volt dan 12 volt.

 Akrilik.

 Kabel sebagai konektor.

3.3 Peralatan

Untuk mendapat data yang diinginkan maka digunakan beberapa perlatan dan perlengkapan pendukung, sebagai berikut:

1. Seperangkat alat ukur

 Multimeter.

2. Alat yang digunakan

 Obeng.

 Tang potong.

 Gergaji.

 Solder.

 Bor.

 Cutter.

 Gunting.

(56)

42

3.4 Perancangan Alat dalam Blok Digaram

Berikut ini adalah perancangan penelitian yang akan dilakukan dan digambarkan dalam bentuk diagram blok perancanaan alat.

Gambar 3.1 Perancangan Diagram Blok

HandPhone User Arduino

Mega 2560 LCD 16x2

Buzzer Laser Tombol Hijau

(Buka pintu) Tombol Merah

(Tutup pintu)

Keypad Matrix

RFID

LDR GSM

SIM900 A Led Hijau

Led Merah

Power Supply 5Volt Power Supply 12Volt

Power Supply 5 Volt

Power Supply Driver Selenoid door

lock

(57)

43

Penjelasan dari diagram blok diatas :

 Arduino Mega: Digunakan untuk pusat perintah atau main prosesor.

Karena seluruh perintah dilakukan dari Mikrokontroler Arduino Mega.

 GSM SIM900: Digunakan sebagai berkomunikasi kepada user, apabila terjadi sesuatu yang tidak dikehendaki GSM SIM900 akan langsung sms kepada user.

 Power Supply 12 Volt: Untuk mensuplai board mikrokontroler arduino mega 2560, Lcd 16x2 dan RFID.

 Power Supplay 5 Volt: Untuk mensuplai Sensor LDR, Buzzer dan Laser.

 Power Supplay 12 Volt: Untuk mensuplai Solenoid Door Lock dan GSM SIM900.

 Tombol Hijau: Berfungsi sebagai pembuka pintu di bagian dalam rumah.

 Tombol Merah: Berfungsi sebagai penutup pintu di bagian luar rumah.

 Led Hijau: Sebagai indikator jika pintu terbuka.

 Led Merah: Sebagai indikator jika pintu tertutup dan apabila password yang di masukan salah.

 Buzzer: Sebagai Alarm yang berupa bunyi, Jika ada pencuri masuk alarm ini akan berbunyi dan apabila password yang dimasukan salah.

 Keypad + RFID : Keypad ini digunakan untuk mengetik password agar bisa dapat menjalankan RFID, jika Password dan RFID benar maka pintu akan membuka.

 Sensor LDR dan Laser: LDR adalah Prinsip kerja untuk menghantarkan arus listrik jika menerima sejumlah intensitas cahaya (Kondisi Terang) dan menghembat arus listrik dalkam kondisi gelap. Laser adalah sebuah alat

(58)

44

yang menghasilkan pancaran cahaya radiasi elektromagnetik yang koheren, intensitas tinggi, mudah daarahkan, dan mempunyai lintasan lurus. Prinsip kerja dua alat tersebut bisa dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi langkah kaki.

 Selenoid Door Lock: Digunakan sebagai pengunci pintu rumah.

3.5 Perancangan Hardware

Perancangan hardware ini akan menjelaskan tentang perancangan kunci pintu rumah pintar menggunakan password dan RFID via GSM message berbasis arduino Mega2560.

Gambar 3.2 Perancangan Fisik tampak depan

(59)

45

Gambar 3.3 Perancangan Fisik tampak belakang

Cara kerja Kunci Pintu Rumah Pintar Menggunakan Password dan RFID via GSM Message Berbasis Arduino Mega adalah pertama tombol power ditekan On. Jika ingin membuka pintu harus menginputkan 6 digit angka keypad password yang benar, jika password benar di tampilan LCD bertuliskan “Password Benar”, selanjutnya Input Tag Rfid ke Rfid Reader jika Rfid benar atau cocok di tampilan LCD bertuliskan “Pintu Buka”, indikator Led Hijau = High, sensor LDR dan Laser kondisi Off bersamaan Selenoid door lock = High dan membuka pintu selama 10 detik pintu akan tertutup Selenoid door lock = low dan LDR + Laser akan On.

Kegunaan Tombol berwarna hijau untuk membuka pintu saat berada di dalam rumah dan Tombol berwarna merah untuk menutup pintu saat berada di luar Rumah. Tombol Hijau jika di tekan maka pintu membuka dan sensor

(60)

46

LDR + Laser akan Off. Tombol Merah jika di tekan maka pintu tertutup dan sensor LDR + Laser akan On.

Jika terjadi kesalahan memasukan Password selama 3 kali percobaan di tampilan LCD bertuliskan “Terblokir 10 detik” dan buzzer menyala bersamaan GSM Message mengirim pesan kepada pemilik rumah jika terjadi masalah.

Jika pengisian Password benar dan RFID salah atau tidak cocok maka pintu tersebut tidak bisa terbuka. Jika terjadi perusakan pintu atau membuka paksa, alat ini akan mengirim pesan kepada pemilik rumah dan buzzer menyala.

Perancangan Kunci pintu rumah pintar menggunakan Password dan RFID via GSM message berbasis Arduino mega2560 ini diharapkan dapat tercipta suatu alat yang dapat mengatasi permasalah tersebut.

3.5.1 Perancangan rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya tersebut mendapatkan input 220V AC kemudian masukan ke trafo Step down untuk menurunkan tegangan menjadi 15 V AC selanjutnya masuk ke dalam diode bridge yang berfungsi merubah tegangan 15 V AC menjadi tegangan 15V DC. Saat tegangan menjadi DC selanjutnya masuk ke kapasitor yang berfungsi sebagai filter setelah itu masuk ke IC LM317 terdapat potensiometer 4.7K tegangan yang dihasilkan 1.5 Volt DC–

15 Volt DC.

(61)

47

Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Catu Daya Variable 1.5-15 Volt DC

3.5.2 Perncangan Rangkaian Arduino Mega2560

Arduino Mega2560 adalah sebagai komponen utama dalam pembuatan alat Kunci Pintu Elektrik. Arduino Mega2560 sebagai pengendali dan memberi perintah untuk sistem operasi alat ini, salah satu masukannya adalah salah satu program dari bahasa C yang terlebih dahulu di masukkan.

Arduino Mega2560 ini mengendalikan semua rangkaian dalam alat Kunci Pintu Elektrik. Salah satunya adalah untuk menampilan LCD, mengatur password menggunakan keypad dan RFID, sebagai kontrol solenoid door lock dan sensor LDR + Laser, mengontrol GSM SIM900.

(62)

48

Gambar 3.5 Blok Digram Pin Out Arduino Mega2560

(63)

49

3.5.3 Perancangan Rangkain LCD (Liquid Crystal Display)

Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) berfungsi sebagai penampil.

Tampilan pada LCD akan menampilkan password di inputakan melalui keypad.

Gambar 3.6 Rangkain LCD dengan Arduino

Berdasarkan gambar 3.6 untuk menghubungkan LCD dengan Arduino adalah sebagai berikut :

 Pin RS (kaki 4) di sambungkan dengan pin Arduino Analog pin A0.

 Pin E (kaki 6) di sambungkan dengan pin Arduino Analog pin A1.