12 BAB III
PERANCANGAN ALAT
Pada bab ini akan dijelaskan tentang perancangan dari perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan pada sistem.
3.1 Gambaran Sistem
Berikut adalah diagram blok gambaran sistem yang dibuat :
Gambar 3.1 Diagram Blok Perangkat Keras
Rancangan alat ini menggunakan power supply switching sebagai sumber tegangan sebesar 12V dan arus maksimal 10 Ampere. Tegangan yang dibutuhkan oleh Arduino Mega yaitu 12V, sedangkan Wemos D1 Mini membutuhkan tegangan 5V maka dari itu dibutuhkan buck converter sebagai penurun tegangan dari catu daya 12V.
Arduino Mega sebagai mikrokontroler utama membutuhkan jaringan internet oleh karena itu digunakan Wemos D1 Mini dengan komunikasi data serial dihubungkan dengan
13
Arduino Mega yang kemudian membuat jaringan lokal untuk mengakses web server. Terdapat pula RFID reader sebagai masukan utama yang datanya akan diolah mikrokontroler kemudian ditampilkan dan disimpan pada database yang hanya bisa diakses oleh admin. Server akan memberikan umpan balik berupa perintah kepada mikrokontroler yang mengontrol aktuator Motor DC untuk membuka atau menutup pengunci. Terdapat dua sensor proximity infrared untuk membatasi gerak pengunci dan satu inductive proximity untuk mendeteksi sepeda untuk setiap slot parkiran.
LCD 16 × 2 berfungsi memberi notifikasi kondisi parkiran kepada user. Buzzer sebagai penanda apabila sepeda berhasil terparkir dan sebagai alarm apabila terjadi pencurian sepeda.
3.2 Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras
Berikut merupakan gambaran alat dalam perancangan tugas akhir :
14
Gambar 3.3 Letak Sensor Inductive Proximity
Gambar 3.4 Letak Motor DC pengunci
Gambar 3.5 Gambaran Box Perangkat Elektronik Motor DC
15
Gambar 3.6 Realisasi Alat Keseluruhan
3.3 Perancangan Elektronika
Alat ini dibagi dalam beberapa bagian, yaitu box perangkat elektronik dan perangkat pengunci sepeda.
3.3.1 Box Perangkat Elektronik
16
Gambar 3.8 Modul User Interface
Gambar 3.9 Box Perangkat Elektronik Tampak Dalam
a
b
c
c
f
d
e
17
Box perangkat elektronik ini berukuran panjang 25 cm, lebar 25 cm, dan tinggi 20cm. Berisi modul dan mikrontroler untuk pengolahan data pada alat.Untuk Keterangan dari setiap bagian adalah seperti berikut :
a. LCD
LCD pada alat ini digunakan sebagai penampil kondisi parkiran. Kondisi yang dimaksud berupa pemberitahuan kepada pengguna nomor parkiran yang bisa digunakan, kemudian pemberitahuan apabila terjadi hilang sepeda dari parkiran. Kondisi lainnya adalah jika parkiran penuh atau KTM user tidak terdaftar dalam server.
Gambar 3.10 Wiring LCD dan Arduino Mega
b. RFID Reader
RFID Reader digunakan untuk membaca kartu RFID pengguna parkian. Setiap kartu RFID yang terbaca ID-nya akan dikirim ke mikrokontroler untuk diproses datanya.
18
Gambar 3.11 Wiring RFID reader dan Arduino Mega
c. Wemos D1 Mini dan Arduino Mega
Arduino Mega dihubungkan dengan Wemos D1 Mini dengan menggunakan komunikasi serial . Arduino Mega akan mengolah setiap masukan dari RFID reader. Setiap ID kartu yang terbaca oleh Arduino Mega akan dikirim ke Wemos D1 Mini sebagai modul wifi yang telah terhubung ke jaringan internet. Kemudian oleh Wemos D1 Mini datanya akan dikirim ke server yang terdapat script untuk mengolah data yang diterima. Kemudian database akan memberikan umpan balik kepada mikrokontroler sebuah perintah.
19
d. Relay
Relay 8 channel pada alat ini digunakan sebagai pengendali arah putaran motor DC clockwise (CW) atau counterclockwise (CCW). Masing-masing motor DC menggunakan 2 relay. Pin normally open terhubung pada ground dan pin normally closed terhubung pada tegangan 12V yang mana motor DC bekerja pada tegangan 12V.
Gambar 3.13 Wiring Arduino Mega dan Relay
e. Buzzer
Buzzer pada alat digunakan sebagai indikator suara. Apabila sepeda telah terparkir atau diambil dari parkiran. Buzzer juga menjadi indikator peringatan jika terjadi pencurian sepeda. Komponen ini bekerja pada tegangan 12V.
f. Power Supply
Power Supply sebagai penyuplai daya ke seluruh komponen elektronik dengan tegangan keluaran sebesar 12V dan arus maksimal 10 Ampere.
20 3.3.2 Perangkat Pengunci Sepeda
Gambar 3.14 Perangkat Pengunci Sepeda
Perangkat ini memiliki tiga slot parkiran pengunci sepeda. Pada masing-masing slot parkiran memiliki dua sensor proximity infrared, satu inductive proximity, dan satu aktuator motor DC pengunci sepeda. Keterangan dari setiap bagian adalah seperti berikut :
a. Motor DC
Kondisi awal motor DC jika tidak mendapat masukan adalah terkunci. Arduino Mega memberikan sinyal output ke relay, oleh relay akan dikendalikan arah putar motor DC yaitu CW atau CCW untuk menggerakkan pengunci. Motor DC sendiri bekerja pada tegangan 12V dan membutuhkan arus 5-10 Ampere.
Proximity Infrared Motor DC Inductive Proximity Proximity Infrared
21
Gambar 3.15 Wiring Motor DC, relay, dan Arduino Mega
b. Sensor Proximity Infrared
Pada tiap slot terdapat dua sensor proximity infrared. Sensor ini berfungsi untuk membatasi pengunci yang digerakkan oleh Motor DC. Letak untuk masing-masing sensor berfungsi untuk membatasi gerak membuka dan menutup pengunci. Cara kerjanya adalah apabila pengunci bergerak mendekati sensor maka output sensor akan bernilai 1 pada pin digital Arduino Mega, kemudian akan diolah untuk memutus arus melalui relay sehingga pengunci dapat berhenti.
22
Gambar 3.16 Wiring Sensor Proximity Infrared dan Arduino Mega
c. Inductive Proximity
Pada tiap parkiran terdapat satu sensor inductive proximity. Sensor ini bekerja pada tegangan 12-24V. Sehingga dibutuhkan pembagi tegangan agar output sensor ini menjadi 4,8-5V yang kemudian menjadi input pada pin digital Arduino. Hal ini diperlukan untuk menghindari kerusakan pada pin digital. Sensor ini sendiri berfungsi untuk mendeteksi bagian roda depan sepeda yang mengandung metal.
23
Gambar 3.17 Wiring Sensor Inductive proximity dan Arduino Mega
3.4 Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan perangkat lunak dari sistem keamanan parkir sepeda berbasis RFID. Berikut adalah diagram alur dari perangkat lunak alat.
24
Gambar 3.18 Diagram Alir Sistem Keamanan Parkir Sepeda Berbasis Radio Frequency Identification (RFID)
25
Terdapat dua proses kerja pada alat ini yaitu proses memarkirkan sepeda dan proses pengambilan sepeda. Prinsipnya seluruh perangkat akan bekerja ketika Arduino mendapat inputan dari RFID reader. Proses memarkirkan sepeda dari alat ini berawal dari RFID reader yang standby membaca ID kartu pengguna sepeda (User). Ketika RFID reader telah membaca ID kartu, maka ID kartu akan dikirim oleh Wemos D1 Mini ke server melalui router yang kemudian oleh server terlebih dahulu dicek apakah ID terdaftar pada “Tabel user”, jika terdaftar kemudian dicek pada “Tabel Parkir” apakah ID tidak terdata menggunakan parkiran, jika tidak terdata kemudian dicek pada “Tabel ID Parkir” nomor slot parkir yang masih kosong. Jika semua parkiran kosong maka sistem akan memilih nomor slot parkiran terkecil kemudian menyimpan data ke dalam database pada server yang hanya dapat diakses oleh admin. Di dalam database akan tertampil Nama, NIM, Fakultas, ID User, Jam masuk, Status parkiran, dan ID Parkir. Sedangkan dibagian hardware Wemos D1 Mini akan membaca perintah atau isyarat dari server yang kemudian perintah tersebut dikirim ke Arduino Mega, oleh Arduino Mega perintah akan disinkronkan sesuai dengan parkiran yang masih kosong atau akan digunakan dimana Relay aktif dan Motor DC pengunci akan bergerak membuka kunci. Pada alat terdapat juga modul sensor Inductive proximity yang berfungsi untuk mendeteksi apakah sepeda telah tepat terpakirkan atau mengondisikan parkiran bernilai 1, maka secara otomatis Relay terputus dan Motor DC pengunci bergerak menutup atau mengunci parkiran sepeda.
Pada proses lainnya yaitu proses pengambilan sepeda. RFID reader akan membaca ID kartu untuk kedua kalinya, kemudian ID kartu akan dikirim oleh Wemos D1 Mini ke server melalui router yang kemudian oleh server terlebih dahulu dicek apakah ID terdaftar pada “Tabel user”, jika terdaftar kemudian dicek pada “Tabel Parkir” apakah ID terdata menggunakan parkiran dengan status “1”. Jika ID dan status pada “Tabel Parkir" sesuai maka dibagian software atau database akan terjadi perubahan atau dilakukan update. Perubahan hanya terjadi pada kolom jam keluar dan status. Karena sepeda telah diambil dari parkiran dan status parkiran berubah dari 1 menjadi 0. Pada bagian hardware Relay aktif dan Motor DC akan bergerak membuka kunci. Kemudian oleh sensor Inductive proximity jika telah mendeteksi bahwa tidak ada sepeda yang terparkir, maka Relay terputus dan Motor DC pengunci akan bergerak menutup atau mengunci parkiran sepeda hingga kembali ke posisi awal.
Kondisi lainnya yaitu ketika terjadi pencurian sepeda atau sepeda hilang. Pertama-tama sensor Inductive proximity akan mengecek apakah sepeda ada atau tidak. Kemudian jika tidak ada dan belum dilakukan pengambilan sepeda atau RFID reader belum membaca ID kartu
26
yang sama untuk kedua kalinya. Maka buzzer akan aktif berbunyi dan terjadi update pada database, kolom status menyatakan bahwa sepeda hilang dan ada kondisi dimana kartu tidak terdaftar sebagai KTM UKSW pada “Tabel User” di database. Maka LCD menampilkan notifikasi “Kartu Tidak Terdaftar”.
Gambar 3.19 PHP’s code pada server untuk mengolah data yang diterima dari perangkat keras untuk disimpan ke dalam database
27
Gambar 3.20 Code pada Wemos D1 Mini untuk mengirim data ke server dan membaca umpan balik dari server
