TA : Rancang Bangun Locker Otomatis Berbasis Mikrokontroler Menggunakan RFID.

(1)

FAKULTAS TEKNOLOGI DAN INFORMATIKA

INSTITUT BISNIS DAN INFORMATIKA STIKOM SURABAYA 2016

RANCANG BANGUN LOCKER OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLER MENGGUNAKAN RFID

TUGAS AKHIR

Program Studi S1 Sistem Komputer

Oleh :

(2)

xi

HALAMAN JUDUL...i

HALAMAN SYARAT ...ii

MOTTO ...iii

HALAMAN PERSEMBAHAN ...iv

HALAMAN PENGESAHAN... v

HALAMAN PERNYATAAN ...vi

ABSTRAK ...vii

KATA PENGANTAR ...ix

DAFTAR ISI...xi

DAFTAR GAMBAR ...xvi

DAFTAR TABEL...xviii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang Masalah ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 Locker ... 5

2.2 Komunikasi I2C (Inter Integrate Circuit)... 5

2.3 Mikrokontroler ... 6

(3)

2.3.2 Mikrokontroler ATMega32 ... 7

2.3.3 Downloader USBAsp ... 9

2.4 Sensor... 10

2.4.1 RFID (Radio Frequency Identification) ... 10

2.4.2 Limit switch... 11

2.5 Aktuator ... 12

2.5.1 LCD (Liquid Crystal Display)... 12

2.5.2 Relay ... 13

2.5.3 Solenoid Door Lock ... 13

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM ... 15

3.1 Metode Penelitian ... 15

3.2 Model Perancangan... 16

3.3 Perancangan Perangkat Keras... 18

3.3.1. Perancangan Mikrokontroler Master ... 19

3.3.2. Perancangan Mikrokontroler Slave... 21

3.3.3. Perancangan Komunikasi I2C... 22

3.3.4. Perancangan RFID ... 23

3.3.5. Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)... 24

3.3.6. Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master... 25

3.3.7. Perancangan Komponen Slave... 26

3.4 Perancangan Mekanik ... 27

3.4.1. Perancangan Locker ... 27

3.4.2. Perancangan Mikrokontroler ... 28

(4)

3.4.4. Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)... 29

3.4.5. Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master... 29

3.4.6. Perancangan Komponen Slave... 29

3.5 Perancangan Perangkat Lunak ... 30

3.5.1. Perancangan Program Mikrokontroler Master ... 30

3.5.2. Perancangan Program Mikrokontroler Salve ... 33

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PENGAMATAN... 35

4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega32 ... 35

4.1.1. Tujuan Pengujian ... 35

4.1.2. Alat yang Dibutuhkan ... 35

4.1.3. Prosedur Pengujian ... 35

4.1.4. Hasil Pengujian ... 36

4.2 Pengujian Arduino Uno ... 37

4.3 Pengujian LCD (Liquid Crystal Display) ... 38

4.4 Pengujian RFID ... 40

(5)

4.5 Pengujian Komunikasi I2C dan Penyimpanan EEPROM ... 41

4.6 Pengujian Komponen Slave ... 43

4.7 Pengujian Sistem... 45

4.7.1 Tujuan Pengujian ... 45

4.7.2 Alat yang Dibutuhkan ... 45

4.7.3 Prosedur Pengujian ... 45

4.7.4 Hasil Pengujian ... 47

4.8 Hasil Analisa Keseluruhan Sistem... 50

BAB V PENUTUP... 52

5.1 Kesimpulan ... 52

5.2 Saran ... 53

DAFTAR PUSTAKA ... 54

(6)

(7)

xvi

2.1 Arduino Uno ... 7

2.2 Mikrokontroler ATmega32... 8

2.3 RFID RC-522 ... 11

2.4 Limit Switch ... 12

2.5 LCD (Liquid Crystal Display)... 13

2.6 Solenoid Door Lock... 14

3.1 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler ... 16

3.2 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler Master ... 17

3.3 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler Slave... 17

3.4 Schematic Perancangan Keseluruhan Sistem ... 19

3.5 Schematic Mikrokontroler Arduino Uno ... 20

3.6 Schematic Mikrokontroler ATMega32... 21

3.7 Schematic Perancangan Komunikasi I2C ... 23

3.8 Schematic Perancangan RFID ... 23

3.9 Schematic Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)... 25

3.10 Schematic Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master ... 25

3.11 Schematic Perancangan Komponen Slave ... 26

3.12 Bagian Luar Locker ... 28

3.13 Bagian Dalam Locker ... 28

3.14 flow chart Program Mikrokontroler Master ... 31

3.15 flow chart Program Mikrokontroler Slave... 33

(8)

4.2 Tampilan Comment saat Program Berhasil di Upload ... 37

4.3 Tampilan Proses Upload Arduino ... 38

4.4 Tampilan Comment saat Arduino Berhasil di Upload... 38

(9)

xviii

3.1 Perancangan RFID RC-522 Dengan Arduino Uno ... 24

3.2 Penjelasan Pin-Pin Display LCD I2C... 24

3.3 Allocation List Komponen Slave ... 27

3.4 Allocation List Perancangan Mikrokontroler... 28

4.1 Hasil Sampel ID Pembacaan RFID ... 41

4.2 Hasil Sampel Data Proses Komunikasi I2C Dan Penyimpanan Pada EEPROM ... 43

4.3 Hasil Skenario 1... 47

(10)

1 1.1 Latar Belakang Masalah

Saat ini sudah banyak kampus, perkantoran, tempat umum yang

menggunakan locker. Locker tersebut masih menggunakan kunci manual dan

harus ada penjaga jika seseorang ingin meminjam atau mengembalikan kunci

locker. Dengan kondisi seperti itu, jika penjaga tidak berada ditempat, maka

seseorang tidak bisa meminjam atau mengembalikan kunci locker.

Teknologi RFID juga sudah banyak digunakan secara umum, namun

penerapan pada locker belum digunakan. Sebagai contoh penggunaan locker di

Institut Bisnis dan Informatika Stikom Surabaya yang sudah menggunakan

teknologi RFID sebagai sistem pintu masuk parkir, kelas, dan perputakaan, tetapi

belum digunakan sebagai peminjaman locker. Pada penelitian sebelumnya sudah

digunakan pada locker menggunakan RFID dan password (Priyambodo, 2014).

Namun hanya bisa mengakses satu locker yang sama setiap harinya. Selanjutnya

berdasarkan penelitian (Diredja, 2010) tentang sistem keamanan pintu

menggunakan RFID, (Guntoro, 2013) tentang rancang bangun magnetic door lock

menggunakan keypad dan selenoid, (Melalolin, 2013) tentang rancang bangun

brankas pengaman otomatis berbasis mikrokontroler AT89S52 dan (Mulyawan,

2008) tentang flexible key room pada hotel dengan pengontrolan terpusat.

Berdasarkan beberapa masalah di atas, maka penyusun mencoba untuk

merancang sebuah sistem pemilihan secara acak locker yang belum terpakai oleh

(11)

Penjaga kunci locker pun tidak diperlukan dalam peminjaman atau pengembalian

kunci.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan :

1. Bagaimana sistem dapat mempermudah user untuk mencari locker?

2. Bagaimana cara komunikasi antara 2 atau lebih mikrokontroler?

3. Bagaimana cara user jika sudah selesai menggunakan locker?

1.3 Batasan Masalah

Dalam perancangan locker otomatis ini, terdapat beberapa batasan masalah

untuk menghindari pembahasan yang lebih luas terkait dengan alat, batasan

masalah tersebut antara lain :

1. Kondisi awal adalah locker dalam keadaan tertutup.

2. Sistem dalam keadaan on.

3. Setiap user melakukan scan tag RFID, maka user harus membuka locker.

4. User harus mematuhi prosedur penggunaan sistem.

1.4 Tujuan

Berdasarkan rumusan masalah yang diuraikan diatas, maka tujuan penelitian

ini adalah sebagai berikut :

1. Dalam menggunakan locker, user hanya diminta untuk melakukan scan RFID

untuk bisa mengakses locker.

2. Dua atau lebih mikrokontroler dapat saling berkomunikasi dengan

menggunakan komunikasi I2C.

3. Jika user sudah selesai menggunakan locker, maka user harus melakukan

(12)

1.5 Sistematika Penulisan

Pembahasan Tugas Akhir ini secara garis besar tersusun dari 5 (lima) bab,

yaitu diuraikan sebagai berikut:

1. BAB I PENDAHULUAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang masalah, batasan

masalah, tujuan penulisan, dan sistematika penulisan.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Pada bab ini akan dibahas teori penunjang dari permasalahan, yaitu

mengenai locker, komunikasi I2C (Inter Integrate Circuit), mikrokontroler

Arduino Uno, mikrokontroler ATMega32, downloader USBAsp, RFID

(Radio Frequency Identification), limit switch, LCD (Liquid Crystal

Display), relay dan solenoid Door Lock.

3. BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas tentang blok diagram sistem serta metode

yang digunakan dalam pembuatan rancang bangun. Perancangan dilakukan

dengan melakukan perancangan perangkat keras yang meliputi perancangan

mikrokontroler master, perancangan mikrokontroler slave, perancangan

komunikasi I2C, perancangan RFID, perancangan LCD (Liquid Crystal

Display), perancangan tombol pada mikrokontroler master dan perancangan

komponen slave. Kemudian dilanjutkan dengan perancangan alat, yaitu

perancangan yang berhubungan dengan mekanik pada rancang bangun.

Perancangan alat yang dilakukan meliputi perancangan locker,

mikrokontroler, RFID, LCD (Liquid Crystal Display), tombol pada

(13)

perancangan perangkat lunak yang akan menjalankan seluruh sistem dengan

pusat kendali pada mikrokontroler dengan pembahasan tentang diagram alir

dari program yang diaplikasikan pada rancang bangun. Perancangan

perangkat lunak yang dibuat meliputi perancangan program mikrokontroler

master dan mikrokontroler slave.

4. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas mengenai hasil dari pengujian

masing-masing komponen pendukung dalam pembuatan rancang bangun yang

nantinya hasil dari pengujian masing-masing komponen akan menentukan

apakah komponen bekerja dengan baik. Selain itu data dari pengujian sensor

dapat digunakan sebagai dasar pembuatan program pada sistem

keseluruhan. Kemudian akan dibahas dari hasil pengujian perancangan

seluruh sistem yang nantinya dapat diperoleh hasil kondisi yang benar agar

sistem dapat bekerja dengan baik sesuai dengan ide perancangan.

5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang didapat dari hasil penelitian berdasarkan

(14)

5 2.1 Locker

Locker adalah sejenis tempat penyimpanan benda-benda pribadi yang

mudah disimpan. Locker di sekolah atau kantor misalnya, sering digunakan untuk

menyimpan properti sekolah atau kantor seperti buku tulis, sepatu olahraga, buku

paket dan masih banyak benda-benda lainnya. Locker hanya dilengkapi dengan

sistem keamanan yang sederhana saja, sistem pengamanan hanya menggunakan

kunci saja yang hanya dipegang oleh pemilik locker. (Jasaseoku.com, 2012).

2.2 Komunikasi I2C (Inter Integrate Circuit)

I2C (Inter Integrate Circuit) adalah standar komunikasi serial dua arah

menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk pengontrolan IC. Sistem

I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang

membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang

dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan

Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan

membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop,

dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.

Sinyal Start merupakan sinyal untuk memulai semua perintah, didefinisikan

sebagai perubahan tegangan SDA dari “1” menjadi “0” pada saat SCL “1”. Sinyal

Stop merupakan sinyal untuk mengakhiri semua perintah, didefinisikan sebagai

perubahan tegangan SDAdari “0” menjadi “1” pada saat SCL “1”.Kondisi sinyal

(15)

acknowledge yang disimbolkan dengan ACK. Setelah transferdata oleh master

berhasil diterima slave, slave akan menjawabnya dengan mengirim sinyal

acknowledge, yaitu dengan membuat SDA menjadi “0” selama siklusclock ke-9.

Ini menunjukkan bahwa Slave telah menerima 8 bit data dari Master.

1. Hanya melibatkan 2 kabel yaitu serial data line.

2. Setiap IC yang terhubung dalam I2C memiliki alamat masing-masing yang

dapat diatur secara Software dengan master/slave protocol yang sederhana,

dan mampu mengakomodasikan multi master.

3. I2C merupakan serial bus dengan orientasi data 8 bit, komunikasi 2 arah,

dengan kecepatan transmisi data sampai 100Kb/s pada mode standar dan

3,4Mb/s pada mode kecepatan tinggi.(Sulistyo, 2014).

2.3 Mikrokontroler

2.3.1 Mikrokontroler Arduino Uno

Arduino Uno adalah sebuah board mikrokontroler yang berbasis pada

mikrokontroler ATmega328. Suatu mikrokontroler bekerja dengan mengeksekusi

perintah- perintah dalam suatu program yang diunggah ke dalam board. Arduino

Uno memiliki 14 buah pin yang dapat difungsikan sebagai input/output digital,

sehingga dapat dihubungkan dengan perangkat input seperti sensor untuk

membaca kondisi dalam suatu radius tertentu, selain itu juga dapat dihubungkan

dengan perangkat output lain seperti motor DC dan lampu LED. Selain itu juga

Arduino Uno memiliki 6 pin analog, dan tombol reset. Mikrokontroler ini dapat

beroperasi pada tegangan 5 Volt yang dapat diaktifkan melalui kabel USB atau

berasal dari tegangan catu daya eksternal seperti baterai. Berikut ini detail

(16)

Gambar 2.1 Arduino Uno

2.3.2 Mikrokontroler ATMega32

Mikrokontroler AVR (Alf and vegard’s Risc processor) merupakan bagian

dari keluarga mikrokontroler CMOS (Complementary Metal Oxide

Semiconductor) 8-bit buatan Atmel. AVR (Alf and vegard’s Risc processor)

memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan

sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock. Mikrokontroler AVR

(Alf and vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur Havard, yaitu memisahkan

memori untuk kode program dan memori data. AVR (Alf and vegard’s Risc

processor) berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing), sedangkan

seri MCS51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computing). AVR (Alf

and vegard’s Risc processor) dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu

keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega dan AT86RFxx. Pada

dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan

fungsinya. (Sunardi, dkk., 2009). Fitur-fitur yang dimiliki oleh microcontroller

AVR (Alf and vegard’s Risc processor) ATmega32 adalah sebagai berikut:

1. Dapat bekerja pada tegangan 4,5 Volt–5,5 Volt.

(17)

berkemampuan tinggi dengan daya yang rendah.

3. Memiliki 32 x 8 general purpose working register.

4. Kecepatan eksekusi program yang dimiliki cepat karena sebagian besar

instruksi dieksekusi dalam 1 clock dengan arsitektur RISC (Reduced

Instruction Set Computing) hamper mencapai 16 MIPS (Million Instruction

Per Second) pada frekuensi 16 MHz (MegaHertz).

5. Memori data dan program yang tidak mudah hilang (Nonvolatile

Programand Data Memories) dengan pemrograman flash memiliki kapasitas

8 KB (KiloBytes).

6. Memiliki daya tahan10000 siklus tulis atau hapus program.

7. Fasilitas timer/counter yang ada pada mikrokontroler ini terdiri dari dua buah

Timer/Counter 8 bit dan satu buah Timer atau Counter 16 bit.

8. Memiliki 4 kanal PWM (Pulse Width Modulation) dan memiliki 6 kanal ADC

( Analog to Digital Converter) 10 bit.

9. Memiliki pemrograman serial USART (Universal Serial Asyncronous and

Syncronous Receiver Transmitter), On-chip Analog Comparator, dan

interrupt. (Madhawirawan, 2012)

(18)

2.3.3 Downloader USBAsp

USBAsp yang digunakan adalah USB (Universal Serial Bus) ATEMEL

USB ISP Version 2.0. USBAsp Programmer merupakan USB (Universal Serial

Bus) yang termasuk dalam sirkuit programmer atau lebih dikenal sebagai

downloader untuk chip mikrokontroler tipe AVR (Alf and vegard’s Risc

processor) Atmel, yang dimana downloader ini hanya terdiri dari ATmega8 dan

beberapa komponen pasif. USBAsp Programmer ini merupakan open source

hardware yang berarti design skematik dan layout yang bisa kita lihat dan buat

prototypenya sendiri, begitu juga dengan program bootloader yang tertanam

dalam chip. Programer ini hanya menggunakan firmware Universal Serial Bus

driver dan tidak diperlukan USB (Universal Serial Bus) kontroler

khusus.(Stevanus, 2012).

USBAsp juga merupakan programmer mikrokontroler yang sudah

menggunakan USB (Universal Serial Bus) secara langsung sebagai sarana

komunikasinya. USBAsp sudah tidak lagi menggunakan komunikasi berstandar

serial RS-232, sehingga tidak lagi memerlukan berbagai macam converter untuk

berkomunikasi dengan perangkat komputasi modern. USBAsp umumnya

dipergunakan untuk melakukan pemrograman mikrokontoller ATMEL AVR (Alf

and vegard’s Risc processor). Termasuk yang sudah umum dipergunakan di

Indonesia seperti attiny2313, atmega8, atmega8535, atmega16 dan atmega32.

(19)

2.4 Sensor

2.4.1 RFID (Radio Frequency Identification)

RFID adalah proses identifikasi frekuensi gelombang radio. RFID

menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi dari sebuah alat yang

disebut RFID tag Card. Sebuah sistem RFID terdiri dari RFID Reader dan RFID

tag Card. RFID Reader dan RFID tag Card tersedia dalam bermacam-macam

jenis, khusus untuk RFID tag Card setiap kartu memiliki data ASCII yang

berbeda-beda. Fungsi umum dari RFID Reader adalah sebagai penerima

gelombang radio (RF), sedangkan fungsi umum dari RFID tag Card sebagai

pemancar gelombang radio (RF). RFID Reader hanya dapat menangkap data

RFID tag Card yang telah disesuaikan.

RFID tag Card akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari

alat yang kompatibel, yaitu RFID Reader. RFID merupakan teknologi identifikasi

yang fleksibel, mudah digunakan dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID

mengkombinasikan keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi

yang lain. RFID dapat disediakan dalam alat yang hanya dapat dibaca saja (Read

Only) atau dibaca dan ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung

maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai

variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi.

Sebagai tambahan, karena teknologi ini sulit dipalsukan, maka RFID dapat

menyediakan tingkat keamanan yang tinggi. Pada sistem RFID, umumnya tag

Card ditempelkan pada suatu obyek. Ketika tag Card ini melalui medan listik

yang dihasilkan oleh RFID Reader yang sesuai, tag Card akan mentransmisikan

(20)

identifikasi dapat dilakukan. RFID terdiri dari tiga komponen, di antaranya

adalah:

• RFID tag Card: Alat yang menyimpan informasi untuk identifikasi

objek. RFID tag Card juga sering disebut transponder.

• RFID Reader: Alat yang kompatibel dengan tag Card RFID yang

berkomunikasi secara wireless dengan tag Card

• Antena: Alat untuk mentransmisikan sinyal RF antara RFID Reader

dengan RFID tag Card. (Diredja,2010)

Gambar 2.3 RFID RC-522

2.4.2 Limit Switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang

berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar

push on yaitu hanya akan menghubung pada saat katubnya ditekan pada

batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat

katub tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu

sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan

mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor

posisi suatu benda (objek) yang bergerak.

(21)

pada batas/ daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan

atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki dua

kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana

salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. (Firmansyah).

Gambar 2.4 Limit Switch 2.5 Aktuator

2.5.1 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampilan

yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD (Liquid Crystal

Display) sudah digunakan diberbagai bidang, misalnya dalam alat-alat elektronik,

seperti kalkulator ataupun layar komputer. Pada LCD (Liquid Crystal Display)

berwarna semacam monitor, terdapat banyak sekali titik cahaya (pixel) yang

terdiri dari satu buah kristal cair sebagai suatu titik cahaya. Walaupun disebut

sebagai titik cahaya, namun kristal cair ini tidak memancarkan cahaya sendiri.

LCD (Liquid Crystal Display) LMB162A merupakan modul LCD (Liquid

Crystal Display) buatan Top way dengan tampilan 2 x 16 karakter (2 baris x 16

kolom) dengan konsumsi daya rendah, sekitar 5 Volt DC (Direct Current). Modul

(22)

mengendalikan LCD (Liquid Crystal Display), sehingga memudahkan melakukan

koneksi dengan AVR (Alf and vegard’s Risc processor). (Madhawirawan, 2012)

Gambar 2.5 LCD (Liquid Crystal Display)

2.5.2 Relay

Menurut Owen Bishop, (2004 H 55), relay adalah sebuah saklar yang di

kendalikan oleh arus. Relay memiliki sebuah kumparan tegangan rendah yang

dililitkan pada sebuah inti dan arus nominal yang harus dipenuhi output rangkaian

pendriver atau pengemudinya. Arus yang digunakan pada rangkaian adalah arus

DC.

2.5.3 Solenoid Door Lock

Bagian ini berfungsi sebagai aktuator. Biasanya alat ini dibuat khusus untuk

pengunci pintu otomatis. Selenoid ini akan bergerak atau bekerja apabila diberi

tegangan. Tegangan Selenoid ini rata-rata yang dijual dipasaran adalah 12 volt

tetapi ada juga yang 6 Volt dan 24 Volt. Prinsip kerja Solenoid Door Lock sendiri

adalah pada kondisi normal solenoid dalam posisi tuas memanjang atau terkunci

dan jika diberi tegangan, tuas akan memendek atau terbuka. Di dalam solenoid

terdapat kawat yang melingkar pada inti besi. Ketika arus listrik mengalir melalui

kawat ini, maka terjadi medan magnet untuk menghasilkan energi yang akan

(23)

(24)

15 3.1 Model Penelitian

Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan metode pemilihan locker

secara otomatis. Sistem ini dibuat untuk mempermudah user dalam memilih

locker yang belum terpakai oleh user lain. Perancangan sistem ini menggunakan 3

buah mikrokontroler, Arduino Uno sebagai master dan 2 buah mikrokontroler

ATMega32 sebagai slave. Digunakan komunikasi I2C sebagi penghubung

mikrokontroler Arduino Uno dengan masing-masing mikrokontroler ATMega32.

Masing-masing mikrokontroler akan menjadi pusat kendali komponen input dan

output yang terhubung pada mikrokontroler tersebut.

Sistem yang seluruh komponennya telah terintegrasi dengan baik dengan

diawali dengan pendeteksian tag RFID oleh RFID reader untuk mendaftarkan tag

RFID untuk menentukan locker mana yang bisa user tersebut gunakan. Setelah itu

Arduino Uno akan memilih secara acak locker mana yang belum terpakai.

Kemudian user akan diberikan informasi locker mana yang bisa digunakan setelah

tombol locker ditekan kunci locker tersebut secara otomatis terbuka. Jika user

ingin membuka locker tempat user menyimpan barang, maka user harus

melakukan scan tag RFID lagi dan menekan tombol pada locker. Hal ini bertujuan

agar locker tempat user menyimpan barang dapat terbuka. Jika user telah selesai

menggunakan locker maka user harus melakukan scan tag RFID jika user telah

selesai menggunakan locker. Pada perancangan terdapat 2 locker pada

(25)

kosong yang dapat digunakan user oleh mikrokontroler master, kemudian user

diberikan informasi locker mana yang bisa digunakan dari hasil pengacakan

tersebut. Kemudian ketika seluruh locker telah terisi maka akan di laporkan

kepada user bahwa seluruh locker penuh.

3.2 Model Perancangan

Perancangan sistem pada rancang bangun locker otomatis ini akan disajikan

3 blok diagram perancangan untuk mempermudah pemahaman dari perancangan

locker otomatis. Blok diagram perancangan dapat dilihat dan dijelaskan pada

diagram blok seperti Gambar 3.1, Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.

Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler

Dari Gambar 3.1 di atas dapat diperjelas bahwa digunakan 3 buah

mikrokontroler, 1 buah mikrokontroler master dan 2 buah mikrokontroler sebagai

slave. Mikrokontroler master pada perancangan menggunakan Arduino Uno dan

Mikrokontroler slave menggunakan ATMega32. Mikrokontroler master akan

saling berhubungan dengan mikrokontroler slave. Arti dari hubungan input dan

output antara mikrokontroler master dengan mikrokontroler slave pada diagram

blok adalah hubungan komunikasi I2C yaitu proses penerimaan dan pengiriman

data. Pengiriman data dilakukan oleh mikrokontroler master ke mikrokontroler

slave, atau sebaliknya.

MIKROKONTROLER

MASTER

MIKROKONTROLER

SLAVE 1

MIKROKONTROLER

(26)

Gambar 3.2 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler Master

Dari Gambar 3.2 dapat dijelaskan bahwa mikrokontroler master memiliki 2

buah komponen input dan 1 buah komponen output yang terhubung dengan

mikrokontroler. Mikrokontroler master berfungsi untuk mengontrol seluruh

komponen input dan output yang terhubung pada mikrokontroler master serta

nantinya juga akan melakukan komunikasi dengan masing-masing mikrokontroler

slave. Sistem diawali dengan input dari tag RFID yang dideteksi oleh RFID

Reader. RFID Reader merupakan komponen input dari mikrokontroler master

yang bertugas untuk melakukan scan ID. Kemudian terdapat tombol yang ditekan

ketika user telah selesai menggunakan locker yang diikuti dengan dengan proses

input dari tag RFID yang dideteksi oleh RFID Reader. I2C LCD merupakan

komponen yang digunakan untuk komunikasi antara mikrokontroler master

dengan LCD. LCD merupakan komponen output dari mikrokontroler master yang

digunakan untuk memberi informasi kepada user.

Gambar 3.3 Blok Diagram Perancangan Mikrokontroler Slave TOMBOL KELUAR

TAG RFID RFID READER

MIKROKONTROLER

MASTER I2C LCD LCD

TOMBOL 1 LIMIT SWITCH 1 LIMIT SWITCH 2

MIKROKONTROLER

SLAVE 1

LED 1 LED 2

RELAY 1 RELAY 2

DOOR LOCK 1 DOOR LOCK 2

(27)

Gambar 3.3 menggambarkan bahwa limit switch merupakan komponen

input dari masing-masing mikrokontroler slave yang berfungsi untuk mendeteksi

kondisi pintu locker terbuka atau tertutup. Mikrokontroler slave berfungsi untuk

mengontrol seluruh komponen input, output dan nantinya juga akan melakukan

komunikasi dengan mikrokontroler master. Pada perancangan limit switch 1 dan

limit switch 2 merupakan komponen input dari slave 1, sedangkan perancangan

limit switch 3 dan limit switch 4 merupakan komponen input dari slave 2. Selain

limit switch, tombol juga merupakan komponen input, pada perancangan tombol 1

dan tombol 2 terhubung dengan slave 1, sedangkan tombol 3 dan tombol 4

terhubung dengan slave 2. Kemudian komponen output pada mikrokontroler slave

adalah led dan relay yang terhubung dengan door lock. Led pada mikrokontroler

slave berfungsi sebagai penanda pada locker dan tombol yang berfungsi untuk

membuka kunci locker.

Relay pada mikrokontroler slave berfungsi sebagai saklar otomatis untuk

menghidupkan door lock. Door lock pada mikrokontroler slave berfungsi untuk

mengunci pintu. Pada perancangan led 1, led 2, relay 1 yang terhubung dengan

door lock 1 dan relay 2 yang terhubung dengan door lock 2 merupakan

komponen-komponen yang terhubung dengan slave 1, sedangkan led 3, led 4,

relay 3 yang terhubung dengan door lock 3 dan relay 4 yang terhubung dengan

door lock 4 merupakan komponen-komponen yang terhubung dengan slave 2.

3.3 Perancangan Perangkat Keras

Perancangan tugas akhir ini diawali dengan melakukan perancangan

perangkat keras yang menjadi satu buah sistem yang saling terintegrasi.

(28)

mikrokontroler slave, perancangan komunikasi I2C, perancangan RFID,

perancangan LCD dan perancangan komponen slave. Pada Gambar 3.4 dapat

dilihat Schematic perancangan seluruh sistem pada rancang bangun locker

otomatis.

Gambar 3.4 Schematic Perancangan Keseluruhan Sistem

3.3.1. Perancangan Mikrokontroler Master

Mikrokontroler Arduino Uno adalah mikrokontroler yang digunakan

sebagai master pada perancangan. Mikrokontroler Arduino Uno merupakan

sistem elektronika sederhana yang terdiri dari komponen-komponen yang

dirangkai menjadi satu dan sudah menjadi modul mikrokontroler. Perancangan

arduino dibuat dengan menentukan port atau pin pada arduino yang akan

digunakan untuk mengakses semua komponen. Arduino Uno merupakan sistem

mikrokontroler yang menggunakan IC ATmega328. Karena Arduino Uno sudah

(29)

modul dan ada yang dapat dilepas atau diganti ketika IC mengalami kerusakan.

Mikrokontroler Arduino Uno memiliki beberapa fitur utama, adapun fitur utama

dari mikrokontroler Arduino Uno adalah sebagai berikut:

a. 6 Pin input Analog Digital Converter (ADC), berada pada port A0, A1, A2,

A3, A4 dan A5.

b. 6 channel Pulse Width Modulation (PWM), berada pada port 3, 5, 6, 9, 10

dan 11.

c. 14 channel I/O digital, berada pada port 1 sampai 13.

d. Menggunakan tegangan 5 Volt untuk beroperasi.

e. Mempunyai 1 pin supply 5 Volt dan 1 pin supply 3.2 Volt.

Berikut adalah Gambar schematic Arduino Uno yang ditunjukkan oleh

Gambar 3.5.

(30)

Pengujian pada mikrokontroler Arduino Uno dilakukan dengan menguji

apakah program berhasil atau tidak di upload pada mikrokontroler Arduino Uno.

[image:30.595.98.512.160.521.2]

3.3.2. Perancangan Mikrokontroler Slave

Gambar 3.6 Schematic Mikrokontroler ATMega32

Pada perancangan mikrokontroler yang digunakan sebagai slave adalah

mikrokontroler ATMega32. Mikrokontroler ATMega32 adalah sistem elektronika

sederhana yang terdiri dari komponen-komponen dasar yang dirangkai menjadi

satu karena dibutuhkan suatu mikrokontoler agar dapat berfungsi dengan baik.

Suatu mikrokontroler membutuhkan dua komponen tambahan selain power untuk

dapat berfungsi. Rangkaian tersebut adalah Kristal Oscillator (XTAL) dan

rangkaian reset, kedua rangkaian tersebut pada umumnya selalu ada pada

minimum sistem mikrokontroler. Rangkaian Kristal Oscillator (XTAL)

merupakan bagian komponen yang sangat penting pada mikrokontroler

ATMega32 karena berfungsi untuk memompa data yaitu bersifat timer (semacam

(31)

satuan MHz (MegaHertz) dengan perumpamaan jantung pada manusia. Rangkaian

Kristal Oscillator (XTAL) ini terdiri dari sebuah kristal dan dua buah kapasitor.

Rangkaian reset pada mikrokontroler ATMega32 adalah aktif low,

berfungsi untuk mikrokontroler memulai kembali pembacaan program, hal

tersebut dibutuhkan pada saat mikrokontroler mengalami ganguan dalam

meng-eksekusi program. Rangkaian ini terdiri dari 1 buah tombol, 1 buah kapasitor dan

1 buah resistor yang dihubungkan pada pin reset ATMega32. Rangkaian

tambahan lain yang digunakan pada minimum sistem terutama yang digunakan

pada perancangan ini adalah rankaian led indikator dan konektor ISP (In System

Chip Program) untuk upload program ke mikrokontroler. Pengujian pada

mikrokontroler ATMega32 dilakukan dengan menguji apakah program berhasil

atau tidak di upload pada mikrokontroler ATMega32.

3.3.3. Perancangan Komunikasi I2C

Komunikasi I2C pada perancangan digunakan agar tiap mikrokontroler

dapat saling terhubung. Masing-masing mikrokontroler ATMega32 sebagai slave

akan dihubungkan pada mikrokontroler Arduino Uno sebagai master. Pin SDA

pada mikrokontroler saling terhubung antara mikrokontroler slave dan

mikrokontroler master, begitu juga dengan pin SCL. Agar antara mikrokontroler

slave dan mikrokontroler master dapat saling berkomunikasi, maka di tambahkan

rangkain pull up dengan resistor 4,7 K Ohm. Pengujian perancangan ini dilakukan

dengan melakukan proses pengiriman data dan melihat hasil pengiriman data

apakah berhasil atau tidak. Perancangan komunikasi I2C ini, master dapat

mengontrol slave sebanyak 256 buah device. Perancangan komunikasi I2C dapat

(32)

[image:32.595.117.511.80.242.2]

Gambar 3.7 Schematic Perancangan Komunikasi I2C

3.3.4. Perancangan RFID

RFID yang digunakan pada perancangan adalah sensor RFID RC-522

berfungsi untuk membaca tag RFID yang akan dibaca oleh Arduino Uno. RFID

ini merupakan komponen input dari mikrokontroler master dan merupakan proses

input awal dari sistem locker otomatis ini. Input tegangan dari RFID RC-522

adalah 3,3 Volt. RFID RC-552 terdiri dari 8 pin, pada perancangan hanya

menggunakan 7 pin karena pin IRQ tidak dibutuhkan untuk terhubung pada

Arduino Uno. Dalam perancangan ini, RFID dihubungkan dengan port D9_–D13.

Adapun perancangan RFID dengan Arduino Uno dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Schematic Perancangan RFID

Pada Tabel 3.1 dapat dilihat allocation list dari perancangan RFID yang

[image:32.595.95.513.299.659.2]

(33)

[image:33.595.177.447.113.246.2]

Tabel 3.1 Perancangan RFID RC-522 Dengan Arduino Uno

No PORT RFID RC-522 PORT Arduino Uno

1. SDA Digital 10

2. SCK Digital 13

3. MOSI Digital 11

4. MISO Digital 12

5. IRQ

-6. GND GND

7. RST Digital 9

8. 3,3 V 3,3 V

Pengujian RFID dilakukan dengan cara melihat hasil proses scan tag RFID,

apakah ID dari tag RFID dapat terdeteksi atau tidak.

3.3.5. Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)

LCD yang digunakan untuk sistem ini adalah liquid LCD dengan ukuran

16 x 2 yang menggunakan jenis komunikasi I2C. Pada LCD ini terdapat dua

output yaitu pin SDA dan pin SCL yang merupakan pin output dari jenis

komunikasi I2C. Pada sistem ini LCD digunakan sebagai informasi untuk

pemakaian daya yang telah terpakai. Pada Tabel 3.2 dapat dilihat penjelasan dari

pin-pin display LCD I2C dan pada Gambar 3.9 dapat dilihat bagaimana Schematic

Perancangan LCD (Liquid Crystal Display).

[image:33.595.122.503.564.694.2]

(34)

[image:34.595.140.483.88.273.2]

Gambar 3.9 Schematic Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)

Pengujian LCD dilakukan dengan cara melihat apakah LCD dapat

menampilkan karakter yang sesuai dengan program yang diinginkan.

3.3.6. Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master

Gambar 3.10 Schematic Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master

Pada Gambar 3.10 dapat di analisa tombol pada mikrokontroler master

dihubungkan pada pin D7. Bentuk rangkaian tombol adalah salah satu pin

dihubungkan pada pin mikrokontroler dan pin yang lain dihubungkan pada input

ground. Fungsi komponen ini adalah sebagai penanda bahwa user telah selesai

menggunkan locker dan mengambil barang pada locker. Pada saat proses

penekanan tombol pada mikrokontroler master, akan dilakukan juga proses scan

[image:34.595.93.506.308.527.2]

(35)

[image:35.595.167.489.117.310.2]

3.3.7. Perancangan Komponen Slave

Gambar 3.11 Schematic Perancangan Komponen Slave

Dari Gambar 3.11 dapat di analisa bahwa pada bagian mikrokontroler slave

terdapat komponen input dan komponen output. Komponen input yang terhubung

pada mikrokontroler slave adalah limit switch. Kemudian komponen output yang

terhubung pada mikrokontroler slave adalah led, relay yang terhubung dengan

door lock dan tombol. Limit switch ada sebanyak 4 buah, 2 buah dihubungkan

dengan slave 1 dan 2 buah dihubungkan dengan slave 2. Komponen-komponen

output juga ada sebanyak masing-masing 4 buah, 2 buah led terhubung dengan

slave 1 dan 2 buah led terhubung dengan slave 2. Kemudian 2 buah rangkaian

relay beserta door lock terhubung dengan dengan slave 1 dan 2 buah lagi

terhubung dengan slave 2. Begitu juga dengan tombol, 2 buah tombol terhubung

dengan slave 1 dan 2 buah lagi terhubung dengan slave 2. Dari Tabel 3.3 dapat

(36)

[image:36.595.95.514.106.503.2]

Tabel 3.3 Allocation List Komponen Slave

No PORT Mikrokontroler Komponen

1. PORTD.1 Slave 1 Limit Switch 1

5. PORTD.3 Slave 1 Relay 1

9. PORTD.0 Slave 1 Tombol 1

13. PORTD.2 Slave 1 Led 1

3.4 Perancangan Mekanik

Selain perancangan hardware, dilakukan juga perancangan mekanik dari

rancang bangun locker otomatis yang tentunya berguna untuk pengujian

keseluruhan sistem pada kondisi yang dibutuhkan sesuai dengan ide perancangan.

Perancangan terdiri dari perancangan locker, perancangan mikrokontroler,

perancangan RFID, perancangan LCD dan perancangan komponen slave. Berikut

pembahasan dari perancangan mekanik dari locker otomatis.

3.4.1 Perancangan Locker

Pada perancangan ini, locker dibuat dari bahan kayu yang menyesuaikan

pembuatan locker pada umumnya. Dirancang 4 buah locker yang nantinya 2 buah

akan di kontrol oleh masing-masing mikrokontroler slave. Locker 1 dan 2 akan di

kontrol oleh slave 1 kemudian locker 3 dan 4 akan di kontrol oleh slave 2. Locker

dirancang dengan bentuk 2 locker di bagian atas dan 2 locker di bagian bawah.

(37)

[image:37.595.95.512.122.480.2]

dapat dilihat pada Gambar 3.12 dan bagian dalam locker dapat dilihat pada

Gambar 3.13 berikut.

Gambar 3.12 Bagian Luar Locker

Gambar 3.13 Bagian Dalam Locker

3.4.2 Perancangan Mikrokontroler

Mikrokontroler-mikrokontroler yang digunakan pada perancangan

dibuatkan 1 buah box untuk meletakan komponen-komponen mikrokontroler. Box

ini akan diletakan di samping locker sebelah kiri. Dengan box ini perancangan

mikrokontroler akan lebih terlihat rapi. Allocation list dari perancangan

[image:37.595.120.498.618.664.2]

mikrokontroler pada rancang bangun locker otomatis dapat dilihat pada Tabel 3.4.

Tabel 3.4 Allocation List Perancangan Mikrokontroler

No Nama Pin PORT Master PORT Slave 1 PORT Slave 2

1. SDA A4 PORTC.1 PORTC.1

2. SCL A5 PORTC.0 PORTC.0

3.4.3 Perancangan RFID

RFID pada perancangan diletakkan pada box yang telah dibuat yang juga

(38)

perancangan. RFID diletakan pada tutup box dengan tujuan untuk memudahkan

user ketika akan melakukan scan tag RFID pada RFID Reader. Seperti telah

dijelaskan sebelumnya RFID akan dihubungkan dengan mikrokontroler master,

sehingga jika RFID di letakan pada box maka jarak RFID dengan mikrokontroler

master berdekatan dan tidak membutuhkan kabel panjang.

3.4.4 Perancangan LCD (Liquid Crystal Display)

Pada perancangan LCD juga diletakkan di atas box yang telah dibuat, sama

dengan tempat meletakkan RFID. Tujuan LCD diletakkan di atas box untuk

memudahkan user melihat informasi yang ditampilkan LCD sesuai dengan

program yang diinginkan. Sedangkan komponen I2C LCD diletakkan di dalam

box, sama dengan mikrokontroler-mikrokontroler yang digunakan pada

perancangan. Tujuan LCD dan I2C LCD diletakkan pada box agar pengaturan

komponen lebih rapi dan tidak membutuhkan kabel panjang.

3.4.5 Perancangan Tombol Pada Mikrokontroler Master

Tombol yang terhubung dengan mikrokontroler master dengan fungsi

sebagai penanda bahwa user telah selesai menggunakan locker diletakkan pada

box yang sama dengan tempat komponen mikrokontroler. Tombol diletakkan

berdekatan dengan RFID agar mempermudah user untuk melakukan proses

penekanan tombol dan scan tag RFID pada saat yang bersamaan.

3.4.6 Perancangan Komponen Slave

Komponen-komponen dari slave diletakkan langsung pada bagian locker, di

dalam locker dan di luar locker. Selain pada bagian locker komponen slave juga

ada yang diletakkan pada box. Komponen yang ada di luar adalah led dengan

(39)

mikrokontroler slave, tepatnya diletakkan di pintu locker yang juga dapat dilihat

pada Gambar 3.12. Kemudian pada Gambar 3.13 dapat di analisa

komponen-komponen slave yang diletakkan pada bagian dalam locker. Limit switch sebagai

komponen input dari mikrokontroler slave, diletakkan di atas pada bagian dalam

locker, tepatnya di dinding-dinding penyekat locker 1 dengan 2 dan locker 3

dengan 4. Kemudian relay diletakkan di bagian belakang locker. Relay ini

dihubungkan dengan door lock yang berguna sebagai switch untuk mengalirkan

atau memutus tegangan input pada door lock. Relay akan membantu dalam proses

ketika memutuskan door lock aktif atau tidak, terkunci atau tidak. Door lock pada

perancangan dilettakkan pada pintu locker, dengan menggunakan kabel panjang

untuk terhubung dengan relay yang diletakkan pada box di luar locker.

3.5 Perancangan Perangkat Lunak

Selain perancangan perangkat keras dan perancangan mekanik, dibutuhkan

juga perancangan perangkat lunak. Perancangan ini bertujuan agar sistem berjalan

sesuai dengan yang diinginkan. Karena menggunakan 2 jenis fungsi

mikrokontroler, yaitu mikrokontroler master dan mikrokontroler slave, maka

dirancang perancangan program master dan perancangan program slave.

3.5.1 Perancangan Program Mikrokontroler Master

Program master pada perancangan akan mengontrol komponen output dan

input dari mikrokontroler master. Komponen tersebut adalah RFID sebagai input

dan LCD I2C sebagai output dan melakukan komunikasi I2C dengan

mikrokontroler slave. Flowchart dari program mikrokontroler master dapat dilihat

(40)

[image:40.595.93.515.90.640.2]

Gambar 3.14 Flowchart Program Mikrokontroler Master

Dari Gambar 3.14 dapat di analisa bagaimana proses yang di kontrol oleh

(41)

awali dari deklarasi variabel input dan output yang dibutuhkan. Kemudian

lakukan proses scan Tag RFID pada proses input Tag RFID. Setelah input

berhasil, dilakukan pengecekan Tag RFID yaitu ID dari Tag RFID. Selanjutnya

cek kondisi apakah ID pada Tag RFID telah terdaftar, jika ID telah terdaftar maka

dilakukan cek kondisi apakah ada penekanan tombol untuk membuka locker.

Ketika ID telah terdaftar dan ada penekanan tombol maka mikrokontroler master

akan berkomunikasi dengan mikrokontroler slave untuk memberikan tanda nomor

locker dari ID yang terdaftar telah selesai di gunakan kemudian dilakukan

penghapusan data nomer dan ID locker dan kembali pada proses input tag RFID.

Namun ketika ID telah terdaftar dan tidak ada penekanan tombol maka

mikrokontroler master akan berkomunikasi dengan mikrokontroler slave agar

kunci locker tempat penyimpanan barang dari Tag RFID yang telah terdaftar

tersebut dapat terbuka, kemudian kembali pada poses input ID Tag RFID.

Namun setelah proses cek kondisi apakah ID pada Tag RFID telah terdaftar

dan hasilnya belum terdaftar, maka akan dilakukan cek kondisi locker dalam

keadaan penuh atau tidak. Jika kondisi locker dalam keadaan penuh maka proses

akan kembali pada proses input tag RFID dan cek ID tag RFID terus-menerus

sampai ada locker yang kosong. Jika kondisi locker dalam keadaan tidak penuh,

lalu dilakukan pengacakan nomer locker. Selanjutnya cek kondisi apakah locker

telah terpakai, jika telah terpakai dilakukan pengacakan nomer locker kembali,

jika belum terpakai maka ID yang belum terdaftar akan didaftarkan, kemudian

mikrokontroler master akan berkomunikasi dengan mikrokontroler slave agar

kunci dari hasil acak nomer locker dapat terbuka, kemudian kembali lagi pada

(42)

3.5.2 Perancangan Program Mikrokontroler Slave

Program slave pada perancangan akan mengontrol komponen output dan

input dari mikrokontroler slave. Komponen tersebut adalah limit switch sebagai

input, kemudian relay yang terhubung dengan door lock dan led sebagai output

serta melakukan komunikasi I2C dengan mikrokontroler master. Flowchart dari

[image:42.595.96.511.250.531.2]

program mikrokontroler slave dapat dilihat pada Gambar 3.15 berikut.

Gambar 3.15 Flowchart Program Mikrokontroler Slave

Proses yang di kontrol oleh mikrokontroler slave atau flowchart dari

mikrokontroler slave dapat dilihat pada Gambar 3.15. Program di awali dari

deklarasi variabel input dan output dari mikrokontroler slave. Sistem diawali

dengan proses input nomer locker dari mikrokontroler master. Huruf n pada

Gambar 3.15 menandakan nomer locker. Selanjutnya cek kondisi apakah nomer

locker yang dikirim dari mikrokontroler master adalah locker nomer n, jika iya

maka led akan menyala. Selanjutnya cek kondisi apakah tombol untuk membuka

(43)

melakukan cek kondisi tombol sampai tombol ditekan. Jika tombol telah ditekan

maka door lock akan terbuka, setelah itu delay selama 1 detik, selanjutnya door

lock akan tertutup atau terkunci kembali. Lalu cek kondisi apakah limit switch

tertekan, jika tidak maka door lock akan mengulang proses menutup door lock

kembali sampai limit switch tertekan. Jika limit switch tertekan yang berarti pintu

locker telah ditutup maka led pada locker n akan padam dan kembali pada proses

(44)

35

Dalam bab ini penulis akan menguraikan dan menjelaskan hasil analisa

pengujian dari hasil penelitian tugas akhir ini yang telah dilakukan, pengujian

dilakukan dalam beberapa bagian yang disusun dalam urutan dari yang sederhana

menuju sistem yang lengkap. Pengujian dilakukan meliputi pengujian perangkat

keras (hardware) dan perangkat lunak (software) diharapkan didapat suatu sistem

yang dapat menjalankan rancangan alat berjalan dengan baik dan optimal.

4.1 Pengujian Mikrokontroler ATMega32

4.1.1 Tujuan Pengujian

Pengujian Minimum Sistem bertujuan mengetahui apakah Mikrokontroler

dapat melakukan proses download program sehingga dapat dinyatakan bahwa

Mikrokontroler dapat digunakan dan berjalan dengan baik.

4.1.2 Alat Yang Dibutuhkan

1. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega32.

2. Komputer.

3. Downloader ATMEL USB ASP.

4. Adaptor 12 Volt.

4.1.3 Prosedur Pengujian

1. Letakkan file boards.txt pada C:\Program Files\Arduino\hardware\arduino.

2. Letakkan file pins_arduino.h pada folder C:\Program Files\Arduino\

(45)

3. Hubungkan baterai pada input tegangan Minimum Sistem dan nyalakan

switch on pada minimum sistem.

4. Selanjutnya aktifkan komputer dan jalankan program Arduino IDE.

5. Sambungkan downloader ATMEL USB ASP dengan komputer.

6. Sambungkan Minimum Sistem dengan kabel downloader.

7. Buka sketch yang akan diupload.

8. Setting board, serial port dan programmer sesuai dengan yang digunakan.

9. Kemudian upload sketch dan tunggu hingga selesai.

10. Setelah upload selesai akan diketahui program berhasil di download apa

tidak.

4.1.4 Hasil Pengujian

[image:45.595.92.510.63.679.2]

Dari percobaan di atas apabila terjadi proses upload program seperti

Gambar 4.1 dan tidak ada comment yang menunjukan kegagalan dalam

sambungan antara downloader dan minimum sistem maka proses upload program

akan berjalan dengan baik yang di tandai dengan tampil comment seperti yang di

tunjukan pada Gambar 4.2.

(46)

[image:46.595.184.442.83.216.2]

Gambar 4.2 Tampilan Comment saat Program Berhasil di Upload

4.2 Pengujian Arduino Uno

Pengujian Arduino Uno bertujuan mengetahui apakah Arduino Uno dapat

melakukan proses upload program sehingga dapat dinyatakan bahwa Arduino

Uno dapat digunakan dan berjalan dengan baik.

1. Rangkaian Arduino Uno.

2. Rangkaian Power.

3. Adaptor 12 Volt.

4. Komputer

4.2.3 Prosedur Pengujian

1. Hubungkan adaptor 12 Volt dengan rangkaian power.

2. Hubungkan Arduino Uno dengan rangkain power.

3. Hubungkan Arduino Uno dengan komputer menggunakan komunikasi serial.

4. Buka aplikasi arduino.

5. Buka sketch yang akan di upload.

6. Tekan menu upload pada aplikasi arduino dan tunggu hingga proses upload

(47)

4.2.4 Hasil Pengujian

Dari percobaan di atas apabila terjadi proses upload program seperti

Gambar 4.3 dan tidak ada comment yang menunjukan kegagalan dalam

sambungan antara komputer dan Arduino Uno maka proses upload program akan

berjalan dengan baik yang di tandai dengan tampil comment seperti yang di

[image:47.595.93.504.249.579.2]

tunjukan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.3 Tampilan Proses Download Arduino

Gambar 4.4 Tampilan Comment saat Arduino Berhasil di Download

4.3 Pengujian LCD (Liquid Cristal Display)

Pengujian LCD (Liquid Cristal Display) bertujuan untuk mengetahui

(48)

dan dapat berjalan dengan baik sesuai dengan tampilan yang diharapkan program

yang telah dibuat dan dapat digunakan.

4.3.2 Alat Yang Dibutuhkan

1. Rangkaian Arduino Uno.

2. LCD (Liquid Cristal Display).

3. Komputer.

4. Rangkaian I2C.

4.3.3 Prosedur Pengujian

1. Hubungkan rangkaian Arduino Uno dengan komputer.

2. Sambungkan LCD (Liquid Cristal Display) dengan rangkaian I2C.

3. Sambungkan rangkaian I2C dengan Arduino Uno.

4. Pastikan sketch telah di upload.

4.3.4 Hasil Pengujian

Dari percobaan di atas apabila LCD (Liquid Cristal Display)

menunjukkan tampilan yang sesuai dengan sketch yang telah dibuat dan di upload

sebelumnya pada Arduino Uno seperti pada Gambar 4.5, maka dapat dikatakan

LCD (Liquid Cristal Display) dapat berfungsi dengan baik dan dapat digunakan

[image:48.595.184.441.580.704.2]

dalam penelitian ini.

(49)

4.4 Pengujian RFID

4.4.1 Tujian Pengujian

Tujuan pengujian RFID ini adalah untuk memperoleh sampel hasil

pembacaan RFID dan memastikan RFID dapat berjalan dengan baik untuk

melakukan proses scan tag RFID.

1. Komputer.

3. RFID.

4. Tag RFID.

4.4.3 Prosedur Pengujian

1. Hubungkan rangkaian Arduino Uno dengan RFID.

2. Hubungkan Arduino Uno dengan komputer menggunakan komunikasi

serial.

3. Upload sketch uji RFID.

4. Uji RFID dengan menyentuhkan tag RFID pada RFID.

5. Jika sudah terlihat isi dari tag RFID, maka dapat disimpulkan bahwa RFID

dapat berjalan dengan baik.

4.4.4 Hasil Pengujian

Dari pengujian yang telah dilakukan berdasarkan prosedur pengujian

RFID, maka diperoleh sampel data hasil pembacaan RFID dari beberapa sumber

yang ditunjukkan pada Tabel 4.1. Dapat dipastikan pula RFID dapat berfungsi

(50)

[image:50.595.94.505.102.498.2]

Tabel 4.1 Hasil Sampel ID Pembacaan RFID

NO SUMBER PEMBACAAN RFID

HASIL 1 HASIL 2 HASIL 3 1. TAG 140 129 196 101 140 129 196 101 140 129 196 101

2. TAG 196 245 56 165 196 245 56 165 196 245 56 165

3. KTM 4 86 9 198 4 86 9 198 4 86 9 198

4. KTM 16 95 132 42 16 95 132 42 16 95 132 42 5. KTM 109 128 31 203 109 128 31 203 109 128 31 203 6. KTM 180 233 6 198 180 233 6 198 180 233 6 198 7. KTM 84 168 7 198 84 168 7 198 84 168 7 198 8. KTM 112 135 114 42 112 135 114 42 112 135 114 42 9. KTM 48 242 136 42 48 242 136 42 48 242 136 42 10. KTM 164 255 11 198 164 255 11 198 164 255 11 198 11. KTM 4 142 8 198 4 142 8 198 4 142 8 198 12. KTM 192 82 132 42 192 82 132 42 192 82 132 42 13. KTM 228 108 10 198 228 108 10 198 228 108 10 198 14. KTM 48 170 138 42 48 170 138 42 48 170 138 42 15. KTM 16 79 140 42 16 79 140 42 16 79 140 42 16. KTM 228 223 4 198 228 223 4 198 228 223 4 198 17. KTM 20 104 13 198 20 104 13 198 20 104 13 198 18. KTM 84 120 11 198 84 120 11 198 84 120 11 198 19. KTM 68 110 16 198 68 110 16 198 68 110 16 198 20. KTM 228 14 8 198 228 14 8 198 228 14 8 198 21. KTM 164 59 14 198 164 59 14 198 164 59 14 198 22. KTM 52 234 6 198 52 234 6 198 52 234 6 198 23. KTM 212 93 13 198 212 93 13 198 212 93 13 198 24. KTM 224 186 142 42 224 186 142 42 224 186 142 42 25. KTM 36 127 9 198 36 127 9 198 36 127 9 198 26. KTM 36 104 10 198 36 104 10 198 36 104 10 198 27. KTM 240 101 142 42 240 101 142 42 240 101 142 42 28. KTM 132 83 6 198 132 83 6 198 132 83 6 198 29. KTM 160 131 106 42 160 131 106 42 160 131 106 42 30. KTM 192 254 108 42 192 254 108 42 192 254 108 42

Kesimpulan dari Tabel 4.1 dengan melakukan scan RFID sebanyak 3 kali

adalah mendapatkan hasil ID yang berbeda untuk setiap kartu sehingga kartu tidak

akan tertukar satu dengan yang lainnya.

4.5 Pengujian Komunikasi I2C dan Penyimpanan EEPROM

4.5.1 Tujuan Pengujian

Pengujian Komunikasi I2C dan penyimpanan pada EEPROM ini bertujuan

untuk mengetahui apakah komunikasi antara master dan slave dapat berjalan

dengan baik. Pengujian ini dilakukan dengan bantuan pengujian RFID dan LCD

(51)

penyimpanan pada EEPROM berjalan atau tidak serta memperoleh sampel data

yang berhasil diproses. RFID dihubungkan dengan Arduino Uno, sedangkan LCD

diakses oleh Mikrokontroller ATMega32 melalui rangkaian I2C.

4.5.2 Alat Yang Dibutuhkan

1. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega32.

3. RFID.

4. tag RFID

5. LCD.

6. Rangkaian I2C.

7. Adaptor 12 Volt dan 5 Volt.

4.5.3 Prosedur Pengujian

1. Hubungkan adaptor 12 Volt dengan Arduino Uno dan 5 Volt dengan

Mikrokontroller ATMega32.

2. Hubungkan Arduino Uno, Mikrokontroller ATMega32, LCD dan rangkaian

I2C.

3. Hubungkan RFID dengan Arduino Uno.

4. Pastikan program telah di upload.

5. Sentuhkan tag RFID ke RFID.

6. Kemudian pastikan data tampil pada LCD.

4.5.4 Hasil Pengujian

Dari pengujian yang telah dilakukan berdasarkan prosedur di atas, maka

(52)

dengan baik dan hasil proses data yang dikirim, diterima dan disimpan pada

[image:52.595.96.519.191.515.2]

EEPROM dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Hasil Sampel Data Proses Komunikasi I2C Dan Penyimpanan Pada

EEPROM

NO ID KARTU DATA DIKIRIM MASTER DATA DITERIMA SLAVE DATA SIMPAN DANBACA EEPROM

1. 140 129 196 101 140 129 196 101 140 129 196 101 140 129 196 101

2. 196 245 56 165 196 245 56 165 196 245 56 165 196 245 56 165

3. 4 86 9 198 4 86 9 198 4 86 9 198 4 86 9 198

4. 16 95 132 42 16 95 132 42 16 95 132 42 16 95 132 42

5. 109 128 31 203 109 128 31 203 109 128 31 203 109 128 31 203

6. 180 233 6 198 180 233 6 198 180 233 6 198 180 233 6 198

7. 84 168 7 198 84 168 7 198 84 168 7 198 84 168 7 198

8. 112 135 114 42 112 135 114 42 112 135 114 42 112 135 114 42

9. 48 242 136 42 48 242 136 42 48 242 136 42 48 242 136 42

10. 164 255 11 198 164 255 11 198 164 255 11 198 164 255 11 198

11. 4 142 8 198 4 142 8 198 4 142 8 198 4 142 8 198

12. 192 82 132 42 192 82 132 42 192 82 132 42 192 82 132 42

13. 228 108 10 198 228 108 10 198 228 108 10 198 228 108 10 198

14. 48 170 138 42 48 170 138 42 48 170 138 42 48 170 138 42

15. 16 79 140 42 16 79 140 42 16 79 140 42 16 79 140 42

16. 228 223 4 198 228 223 4 198 228 223 4 198 228 223 4 198

17. 20 104 13 198 20 104 13 198 20 104 13 198 20 104 13 198

18. 84 120 11 198 84 120 11 198 84 120 11 198 84 120 11 198

19. 68 110 16 198 68 110 16 198 68 110 16 198 68 110 16 198

20. 228 14 8 198 228 14 8 198 228 14 8 198 228 14 8 198

21. 164 59 14 198 164 59 14 198 164 59 14 198 164 59 14 198

22. 52 234 6 198 52 234 6 198 52 234 6 198 52 234 6 198

23. 212 93 13 198 212 93 13 198 212 93 13 198 212 93 13 198

24. 224 186 142 42 224 186 142 42 224 186 142 42 224 186 142 42

25. 36 127 9 198 36 127 9 198 36 127 9 198 36 127 9 198

26. 36 104 10 198 36 104 10 198 36 104 10 198 36 104 10 198

27. 240 101 142 42 240 101 142 42 240 101 142 42 240 101 142 42

28. 132 83 6 198 132 83 6 198 132 83 6 198 132 83 6 198

29. 160 131 106 42 160 131 106 42 160 131 106 42 160 131 106 42

30. 192 254 108 42 192 254 108 42 192 254 108 42 192 254 108 42

Kesimpulan dari Tabel 4.2 adalah proses pengiriman data pada master,

penerimaan data pada slave dan penulisan serta pembacaan data pada EEPROM

memperoleh data yang sama yang membuktikan tidak ada kesalahan data pada

master dan slave.

4.6 Pengujian Komponen Slave

Pengujian komponen slave ini terdiri dari solenoid door lock, limit switch,

dan Led. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah komponen slave dapat

(53)

2. Rangkaian Relay.

3. Limit Switch.

4. Solenoid Door Lock.

5. Rangkaian Led.

4.6.3 Prosedur Pengujian

1. Hubungkan adaptor 5 Volt dengan Mikrokontroller ATMega32 dan limit

switch

2. Hubungkan limit switch dengan Mikrokontroller ATMega32.

3. Hubungkan rangkaian led dengan Mikrokontroller ATMega32.

4. Hubungkan solenoid door lock dengan rangkaian relay kemudian

hubungkan relay dengan Mikrokontroller ATMega32.

5. Setelah seluruh komponen telat terintegrasi dengan baik, pengujian

dilakukan dengan melihat kondisi solenoid door lock terkunci atau tidak.

6. Jika limit switch limit switch ditekan, maka solenoid door lock akan terbuka

dan led akan menyala, begitu juga sebaliknya.

4.6.4 Hasil Pengujian

Dari pengujian yang telah dilakukan berdasarkan prosedur pengujian di atas,

maka didapatkan hasil bahwa komponen slave dapat berjalan dengan baik.

Dengan pembuktian ketika limit switch ditekan, maka solenoid door lock akan

(54)

4.7 Pengujian Sistem

4.7.1 Tujuan Pengujian

Pengujian keseluruhan sistem ini bertujuan untuk melihat kinerja sistem

berdasarkan kondisi-kondisi yang akan diterima oleh locker. Dalam pengujian

sistem ini akan dibuat beberapa skenario dimana dari kondisi tersebut dapat

ditarik kesimpulan apakah sistem dapat bekerja dengan baik atau tidak.

4.7.2 Alat Yang Dibutuhkan

3. RFID.

4. tag RFID

5. LCD.

6. Rangkaian I2C.

8. Locker.

9. LED masing-masing locker.

10. Tombol Keluar.

11. Tombol masing-masing locker.

12. Rangkaian Relay.

13. Limit Switch.

14. Solenoid Door Lock.

4.7.3 Prosedur Pengujian

(55)

2. Lakukan skenario 1 yaitu kondisi locker dalam keadaan kosong. Kemudian

lakukan scan tag RFID secara acak sampai locker penuh. Skenario ini

bertujuan untuk mengetahui apakah locker dapat diakses dan user mendapat

locker secara acak.

3. Lakukan skenario 2 yaitu kondisi locker dalam keadaan penuh. Lakukan

scan tag RFID yang sudah terdaftar sesuai skenario 1. Setelah itu pencet

tombol pada locker yang ditunjuk. Kemudian buka dan tutup locker. Ulangi

skenario 2 sampai 5 kali. Skenario ini bertujuan untuk mengetahui bahwa

user hanya dapat mengakses locker yang telah terdaftar dengan tag

RFIDnya.

4. Lakukan skenario 3 yaitu kondisi locker dalam keadaan penuh. Lakukan

scan tag RFID yang belum terdaftar pada locker. Lakukan skenario 3

sampai 5 kali. Skenario ini bertujuan untuk mengetahui apakah locker bisa

diakses oleh user lain yang belum terdaftar.

5. Lakukan skenario 4 yaitu kondisi awal locker dalam keadaan penuh.

Lakukan scan tag RFID dan menekan tombol keluar secara bersama untuk

mengeluarkan semua tag RFID yang terdaftar. Kemudian lakukan scan tag

RFID secara acak sampai locker penuh. Skenario ini bertujuan untuk

mengetahui bahwa user dapat keluar dari locker dan locker dapat digunakan

oleh user yang belum terdaftar.

6. Lakukan skenario 5 yaitu kondisi locker dalam keadaan penuh atau tidak

penuh. Lakukan scan tag RFID yang belum terdaftar pada locker dan

(56)

mengetahui bahwa user yang belum terdaftar tidak bisa keluar dari locker

dan tidak akan menghapus pemilik locker yang sudah terdaftar.

4.7.4 Hasil Pengujian

1. Hasil skenario 1 yaitu kondisi yang di awali locker dalam keadaan kosong

dan melakukan scan tag RFID secara acak sampai locker penuh. Dari Tabel

4.3 dapat dilihat bagaimana hasil nomer locker yang di peroleh

[image:56.595.93.516.281.492.2]

masing-masing ID dari Tag RFID.

Tabel 4.3 Hasil Skenario 1

No ID Locker

1. 4 86 9 198 4

2. 36 76 10 198 1

3. 160 225 102 42 2

4. 224 90 140 142 3

Kesimpulan dari Tabel 4.3 yaitu user dapat mengakses locker jika masih

ada yang kosong dan akan mendapat locker secara acak.

2. Hasil skenario 2 yaitu kondisi locker dalam keadaan penuh kemudian Tag

RFID yang telah terdaftar dapat mengakses locker yang sesuai dengan

nomer locker yang diperoleh dari skenario 1. Pengujian dilakukan sebanyak

5 kali untuk memastikan satu buah ID dapat mengakses nomer locker yang

sama, hasil dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4 Hasil Skenario 2

No ID Locker

Hasil 1 Hasil 2 Hasil 3 Hasil 4 Hasil 5

1. 4 86 9 198 4 4 4 4 4

2. 36 76 10 198 1 1 1 1 1

3. 160 225 102 42 2 2 2 2 2

[image:56.595.140.490.612.703.2]

(57)

Kesimpulan dari Tabel 4.4 yaitu user dengan ID yang sama akan mendapat

locker yang sama.

3. Hasil skenario 3 yaitu kondisi locker dalam keadaan penuh, kemudian RFID

diakses oleh ID tag RFID lain yang belum terdaftar, dengan melakukan

prosedur dari ID tag RFID yang telah terdaftar ketika ingin mengakses

nomer locker dari ID tag RFID yang telah terdaftar. Hasil dari skenario 3

[image:57.595.91.509.305.508.2]

dapat dilihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil Skenario 3

No ID Locker Hasil 1 Hasil 2 Hasil 3 Hasil 4 Hasil 5

1. 196 245 56 165 0 0 0 0 0

2. 140 129 196 101 0 0 0 0 0

Kesimpulan dari Tabel 4.5 adalah tag RFID yang belum terdaftar tidak bisa

mengakses locker. Angka 0 di Tabel 4.5 menandakan bahwa 2 tag RFID di atas

belum terdaftar.

4. Hasil skenario 4 yaitu kondisi locker yang awalnya penuh, kemudian

dilakukan prosedur dari ID tag RFID yang telah terdaftar untuk membuka

locker. Selanjutnya ID tag RFID lain yang belum terdaftar dapat

memperoleh nomer locker secara acak karena kondisi locker tidak lagi

dalam keadaan penuh. Hasil acak dari nomer locker ID Tag RFID yang baru

terdaftar dijabarkan pada Tabel 4.6.

Tabel 4.6 Hasil Skenario 4

No ID Locker

(58)

Kesimpulan dari Tabel 4.6 adalah bahwa user yang sudah terdaftar dapat

keluar dari locker. Hal ini dibuktikan dengan ID pada masing-masing locker

berbeda dengan hasil skenario 1.

5. Hasil skenario 5 yaitu kondisi locker yang diawali dalam keadaan penuh

atau tidak penuh, kemudian ID tag RFID yang belum terdaftar melakukan

prosedur untuk keluar dari locker atau telah selesai menggunakan locker.

Jika