1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sistem keamanan yang menggunakan sistem mikrokontroller telah digunakan didunia industri, karena sistem keamanan yang menggunakan mikrokontroller lebih efektif dan terjamin keamanannya. Aplikasi dari sistem keamanan ini bisa digunakan pada ruangan kelas. Selain keamanan, kedisiplinan juga sangat diperlukan dalam dunia pendidikan, dimana setiap peserta didik yang masuk ruangan kelas harus sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Sistem keamanan dan kedisiplinan ini diaplikasikan pada pintu kelas yang terintegrasi dari komponen elektronika dan sistem mikrokontroller yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Berdasarkan hal tersebut maka dibuatlah sebuah alat yang diberi judul ”Sistem Keamanan Pintu menggunakan Password berbasis Mikrokontroler AT89S52”. Adapun alat tersebut merupakan perangkat elektronika berupa pintu yang dapat terbuka secara otomatis dengan menggunakan password dan diaplikasikan diruangan kelas. Rangkaian ini juga memiliki output berupa alarm, Door Strike Series Model: DS-101, LCD dan lampu indikator yang berfungsi untuk mendukung proses kerja alat agar bekerja dengan sebaik mungkin.
Pada laporan ini telah dibahas dan dipelajari lebih dalam tentang perancangan sebuah alat elektronika berbasis mikrokontroler yang dikendalikan oleh bahasa pemograman Assembler yang dapat menggerakkan Door Strike
Series Model: DS-101 sebagai pengunci agar pintu dapat terbuka secara otomatis dan semua indikasi yang terkombinasi dengan alat dapat diaktifkan dengan menggunakan password dan dapat dipahami fungsi, karakteristik, serta cara kerja dari alat yang telah dibuat dan diaplikasikan pada ruangan kelas dan kehidupan sehari-hari.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan hal yang disebutkan diatas, maka perumusan masalah yang akan dibahas adalah :
a. Prinsip kerja Keypad 4 x 3.
b. Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu Door Strike 101
c. Sistem kerja Door Strike Series Model: DS-101 sebagai pengunci pintu. d. LED Indikator
1.3 Tujuan dan Manfaat 1.3.1 Tujuan
Mempelajari prinsip kerja keypad, relay sebagai driver dan rangkaian output yang berupa Door Strike Series Model: DS-101 dan LED indikator.
1.3.2 Manfaat
Mengetahui prinsip kerja keypad, relay sebagai driver dan rangkaian output yang berupa Door Strike Series Model: DS-101 dan LED indikator.
1.4 Sistematika penulisan
Untuk mempermudah dalam penulisan laporan akhir ini, maka dibuatlah laporan ini berdasarkan sistematika sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bab ini membahas tentang latar belakang pemilihan judul, tujuan dan manfaat, perumusan masalah, metode penulisan, serta sitematika penulisan.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini membahas tentang penguraian teori tentang komponen-komponen yang mendukung dalam pembuatan alat yang akan dibuat.
BAB III : RANCANG BANGUN ALAT
Dalam bab ini diterangkan tentang komponen yang digunakan, tahap- tahap perancangan alat, mulai dari tujuan, perancangan, percobaan perakitan sampai ketahap perakitan alat.
BAB IV : PEMBAHASAN
Dalam bab ini berisi tentang Data pengukuran, perhitungan serta analisa dari kombinasi antara Keypad dengan Mikrokontroller AT89S52 dalam pengendalian relay sebagai driver Pengunci Pintu Door Strike Series Model: DS-101.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi tentang kesimpulan dari hasil pembahasan serta saran yang berisikan tentang tindak lanjut yang harus dilakukan untuk mengembangkan Sistem Kemanan Pintu dengan Menggunakan Password Berbasis AT89S52.
5 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Catu Daya
Secara umum istilah catu daya biasanya berarti suatu sistem penyearah filter (rectifier), dimana rangkaian ini mengubah tegangan AC yang berasal dari tegangan sumber PLN menjadi tegangan DC yang murni. Komponen dasar yang digunakan pada rangkaian catu daya adalah transformator, penyearah, resistor, dan kapasitor. Transformator (trafo) digunakan untuk mentransformasikan tegangan AC dari 220 volt menjadi lebih kecil sehinga bisa dikelola oleh rangkaian regulator linear. Penyearah yang terdiri dari dioda-dioda mengubah tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah, tetapi tegangan hasil penyearah kurang konstan, artinya masih mengalami perubahan periodik yang besar. Sebab itu diperlukan kapasitor sehingga tegangan tersebut cukup rata untuk diregulasi oleh rangkaian regulasi yang bisa menghasilkan tegangan DC yang baik dan konstan.
Catu daya merupakan suatu rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah.
Bila dilihat dengan osiloskop seperti gambar 1 berikut ini.
Gambar 1 (a) Sinyal Tegangan AC dan (b) Sinyal Tegangan DC
Bila diamati, sumber AC tegangan berayun sewaktu-waktu pada kutub positif dan sewaktu-waktu pada kutub negatif, sedangkan sumber DC selalu pada satu kutub saja, positif saja atau negatif saja. Dari sumber AC dapat disearahkan menjadi sumber DC dengan menggunakan rangkaian penyearah yang dibentuk dari dioda.
Jika suatu catu daya bekerja dengan beban maka akan terdapat keluaran tertentu dan jika beban tersebut dilepas tegangan keluar akan naik, persentase kenaikan tegangan dianggap sebagai regulasi dari catu daya tersebut. Regulasi adalah perbandingan perbedaan tegangan terdapat tegangan beban penuhnya. Besarnya persentase dari regulasi tegangan dapat dirinci dengan persaman :
% regulasi = 100% 2 ) ( x Vfl Vnl −
, dimana : Vnl : tegangan tetap beban
Vfl : tegangan beban penuh
Agar tegangan keluaran catu daya lebih stabil, dapat digunakan suatu komponen IC yang disebut dengan IC regulator, misalnya LM 78XX. Hal ini
memungkinkan keluaran DC catu daya dapat dibentuk sesuai kebutuhan. Gambar 2 menunjukan rangkaian catu daya menggunakan Regulator IC LM 7812 dan IC LM 7805.
Gambar 2 Rangkaian Catu Daya
• Puncak tegangan sekunder.
Vs = Vp
Np Ns
.
Jika filter kapasitor bekerja pada penyearah gelombang penuh, maka bentuk gelombang vo dapat didekati sbb:
C f Id c L R Vdc
Berdasarkan gambar 2 dan 3 dapat diturunkan rumus sebagai berikut :
• Vpuncak Vpuncak = VS atau 2 = VS 2 1 =0,707 VS 1 • Vdc tahap 1 Vdc(1) = Vpuncak – (2 x Vdioda)
•Tegangan riak puncak ke puncaknya (Vripple) adalah Vrip =
Keterangan :
Idc = Arus Beban DC f = Frekuensi
C = Beban Filter Kapasitor
• Jadi, tegangan searah yang dihasilkan oleh rangkaian power supply diatas adalah :
Vdc(2) = Vdc(1) – Vrip
•Maka arus yang dihasilkan setelah melewati IC regulator adalah Idc =
Dalam rangkaian catu daya ini dipasang 2 IC regulator dimana berfungsi untuk menghasilkan keluaran tegangan yang diperlukan. IC regulator dipasang untuk mendapatkan tegangan keluaran catu daya tetap, meskipun diberikan beban. IC regulator memiliki 3 terminal, yaitu Vin, Vout dan ground (GND). Dalam IC LM 78XX ini terdapat rangkaian regulasi yang berfungsi mengatur tegangan, sehingga riak hilang dan tegangan keluaran tidak lagi tergantung pada arus yang mengalir. Selain rangkaian regulasi tegangan juga sudah terdapat rangkaian pengaman yang melindungi IC ini dari arus atau daya yang terlalu tinggi, terdapat pembatas arus yang mengurangi tegangan keluaran kalau batas arus terlampaui.. Komponen ini memiliki arus beban mulai dari 100 mA hingga dari 3 A. Tersedia dalam kemasan plastik atau logam dengan harga yang murah dan mudah digunakan.
Gambar 4 Susunan kaki IC regulator 78xx
Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil, namun ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.
2.2 Keypad
Keypad adalah saklar-saklar push button yang disusun secara matriks yang berfungsi untuk menginput data seperti, input pintu otomatis, input absensi, input datalogger dan sebagainya. Saklar-saklar push button yang menyusun keypad yang digunakan umumnya mempunyai 3 kaki dan 2 kondisi, kondisi pertama yaitu pada saat saklar tidak ditekan, maka antara kaki 1, 2 dan 3 tidak terhubung (berlogika 1), sebagaimana terlihat pada gambar 5 (a),
Gambar 5 Keypad 4x3
sedangkan pada kondisi kedua adalah saat saklar ditekan, maka kaki 1, 2 dan 3 akan terhubung dan berlogika 0 sebagaimana terlihat pada gambar 6 (b).
(a) Keadaan saat saklar tidak ditekan (b) Keadaan saat saklar ditekan (berlogika 1) (berlogika 0)
2.2.1 Rangkaian Keypad Matrik 4 x 3
Keypad akan tersusun secara matrik dengan kondisi satu kaki menjadi indeks kolom (C1), satu kaki menjadi indeks baris (R1) dan satu kaki menjadi common (common). Susunan matrik keypad 4x3 tidak hanya terdiri dari satu saklar, akan tetapi tersusun dari 12 saklar dalam kondisi terhubung antara indeks baris, kolom dan common yang ditunjukkan pada gambar 7.
Gambar 7 Rangkaian Matrik Keypad 4 x 3
2.2.2 Kombinasi Keypad dengan Mikrokontroller
Ketika keypad dalam keadaan tidak ditekan maka baris (row) R1, R2, R3, R4, dan kolom (collum) C1,C2,C3,C4 yang terkombinasi dengan mikrokontroller ber logika satu.
Gambar 8 Sistem Input Data Keypad
Dan apabila salah satu tombol ditekan akan terjadi hubungan singkat yang menyebabkan berlogika nol. Berikut contoh input data desimal pada keypad: TOMBOL 1 ditekan :
P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 0 1 1 0 1 1 1
B 7 Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 1 yaitu B7.
TOMBOL 2 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 0 1 0 1 1 1
Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 2 yaitu D7. TOMBOL 3 ditekan : P1.7 C1 P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4 1 1 1 0 0 1 1 1 E 7 Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 3 yaitu E7.
TOMBOL 4 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 0 1 1 1 0 1 1
B B Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 4 yaitu BB.
TOMBOL 5 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 0 1 1 0 1 1
D B Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 5 yaitu DB.
TOMBOL 6 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 1 0 1 0 1 1
E B Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 6 yaitu EB.
TOMBOL 7 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 0 1 1 1 1 0 1
B D Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 7 yaitu BD.
TOMBOL 8 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 0 1 1 1 0 1
D D Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 8 yaitu DD.
TOMBOL 9 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 1 0 1 1 0 1
E D Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 9 yaitu ED.
TOMBOL 0 ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 1 0 1 1 1 1 0
D E Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol 0 yaitu DE.
TOMBOL (*) ditekan : P1.7 C1
P1.6 P1.5C2 P1.4C3 P1.3R1 P1.2R2 P1.1R3 P1.0R4
1 0 1 1 1 1 1 0
B E Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol (*) yaitu BE.
P1.7 C1 P1.6 C2 P1.5 C3 P1.4 R1 P1.3 R2 P1.2 R3 P1.1 R4 P1.0 1 1 1 0 1 0 1 0 E E Sehingga didapat Kode Hexa dari Tombol (#) yaitu EE.
Tabel 1
Kombinasi Data Keypad
Tomb ol P1.7 C1 P1. 6 C2 P1. 5 C3 P1. 4 R1 P1. 3 R2 P1.2 P1.1R3 P1.0R4 HEX 1 1 0 1 1 0 1 1 1 B7 2 1 1 0 1 0 1 1 1 D7 3 1 1 1 0 0 1 1 1 E7 4 1 0 1 1 1 0 1 1 BB 5 1 1 0 1 1 0 1 1 DB 6 1 1 1 0 1 0 1 1 EB 7 1 0 1 1 1 1 0 1 BD 8 1 1 0 1 1 1 0 1 DD 9 1 1 1 0 1 1 0 1 ED 0 1 1 0 1 1 1 1 0 DE * 1 0 1 1 1 1 1 0 BE # 1 1 1 0 1 1 1 0 EE
Pengambilan data dari keypad dilakukan dengan menunggu adanya penekanan tombol keypad. Kondisi tidak ada penekanan tombol adalah high untuk semua pin keypad kecuali common yang terhubung ke ground atau pada port mikrokontroler. Untuk itu program akan mendeteksi dengan tidak adanya kondisi pada port sebagai detector akan tetapi adanya penekanan tombol. Setelah
ditemukan adanya penekanan tombol, maka dilakukan pencarian tombol apa yang ditekan berdasarkan angka–angka yang tercantum pada tabel 1. Jika tidak ditemukan salah satu kombinasi maka berarti ada lebih dari satu tombol yang ditekan, atau ada “gangguan lain” yang menyebabkan data tidak valid. Untuk itu ulangi lagi dengan menekan tombol keypad.
2.3 Mikrokontroler AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 dipilih karena memiliki memori flash PEROM yang cukup untuk menyimpan seluruh program dari sistem, serta untuk memanfaatkan fungsi timer yang digunakan sebagai pengatur kecepatan motor. Spesifikasi penting dari mikrokontroler AT89S52 adalah:
Kompatibel dengan keluarga mikrokontroler MCS51
8 Kbyte In-system Programmable (ISP) flash memori dengan kemampuan 1000 kali baca/ tulis
Tegangan kerja 4-5 V
Bekerja dengan rentang 0-33 Mhz
256x8 bit RAM internal 32 jalur I/ O yang dapat diprogram Tiga buah 16 bit Timer/ Counter
Delapan sumber interrupt (Budiharto, 2005: 17-18)
Mikrokontroller spesifikasi nilai tegangan tinggi dan nilai 1 tegangan rendah 0.
Tabel 2 Tabel Spesifikasi Nilai Logika AT89S52
(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1919.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V Min V Max Logika
Vil Tegangan Input Rendah -0.5 V 0.2 V 0
Vih Tegangan Input Tinggi 0.2 V 5 V 1
Vol Tegangan Output Tinggi -0.5 V 0.45 V 0
Voh Tegangan Output Tinggi 0.45 V 5 V 1
2.3.1 Konfigurasi Pin AT89S52
Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya digunakan sebagai port pararel. Satu port pararel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port pada mikrokontroller AT89S52 adalah 4 port, yaitu port 0, port 1, port 2 dan port 3. Diagram pin dari mikrokontroler AT89S52 dapat dilihat pada Gambar 9. (Wahyudin, 2006: 9)
Gambar 9 Susunan Pin Mikrokontroler AT89S52
Penjelasan dari pin-pin mikrokontroler AT89S52 tersebut adalah sebagai berikut :
Pin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port 1. Port 1 sendiri merupakan port input output dua arah yang dilengkapi dengan pull-up internal yang mampu untuk memberikan/menyerap arus dari empat input TTL sebesar 1,6 mA. (ISP). (Budiharto, 2005: 23)
Pin 9
Merupakan input reset yang berfungsi untuk membuat mikrokontroler memulai pembacaan program dari alamat awal. Fungsi reset akan aktif bila mikrokontroler menerima input dengan logika 1 pada pin 9. (Budiharto, 2005: 23)
Pin 10 sampai pin 17
Pin 10 sampai dengan pin 17 merupakan pin dari port 3. Port 3 merupakan port input-output dua arah dengan internal pull-up yang memiliki fungsi pengganti. Ketika logika ‘1’ diberikan kepada port 3, maka pull-up internal akan membuat port pada kondisi high dan port 3 dapat digunakan sebagai saluran input. (Budiharto, 2005: 23)
Pin 18 dan pin 19
Mikrokontroler AT89S52 telah memiliki seluruh rangkaian oscillator yang diperlukan pada chip, kecuali rangkaian kristal yang mengendalikan frekuensi dari ocsillator. Untuk mengunakannya, maka resonator kristal atau keramik dihubungkan diantara kaki-kaki XTAL1 (Pin18) dan XTAL2 (Pin 19) dari mikrokontroler AT89S52 seperti yang diperlihatkan pada gambar 10.
Gambar 10 Rangkaian Oscillator Pin 20
Merupakan pin ground yang dihubungkan dengan ground dari sumber tegangan. Pada beberapa gambar rangkaian, simbol ground sering disingkat dengan GND. (Budiharto, 2005: 25)
Pin 21 sampai 28
Pin 21 sampai dengan pin 28 merupakan port 2 yang merupakan port input output dua arah yang telah dilengkapi dengan internal pull-up. (Budiharto, 2005: 25)
Pin 29
Pin 29 adalah pin Program Store Enable ( PSEN ) yang merupakan sinyal pengontrol untuk mengakses program memori eksternal yang masuk ke dalam jalur data selama proses pemberian atau pengambilan instruksi. (Budiharto, 2005: 25)
Pin 30
Pin 30 adalah pin Address Latch Enable (ALE/ PROG ) yang berfungsi sebagai penahan alamat memori eksternal. Selain itu pin ini juga dapat berfungsi
sebagai sinyal input program selama proses pemrograman. Pin ALE dapat di non-aktifkan dengan menset bit 0 dari SFR pada lokasi alamat 8EH. (Budiharto, 2005: 26)
Pin 31
Pin 31 adalah pin EA /Vpp yang merupakan External Access Enable. Jika mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori eksternal, maka pin 31 yaitu pin/Vpp harus dihubungkan dengan ground. Jika mikrokontroler akan mengeksekusi program dari memori internal AT89S52, maka pin EA /Vpp harus dihubungkan dengan Vcc. (Budiharto, 2005: 26)
Pin 32 Sampai 39
Pin 32 sampai dengan pin 39 adalah port 0 yang merupakan port input output dengan tipe open drain bidirectional. Sebagai port output, masing-masing kaki dapat menyerap arus (sink) hingga delapan input TTL (arus sekitar 3,8 mA). Sedangkan pada saat port 0 diberi logika ‘1’, maka pin-pin pada port 0 dapat digunakan sebagai input berimpedansi tinggi. (Budiharto, 2005: 26)
Pin 40
Merupakan pin Vcc untuk menerima tegangan sumber (+) yang dibutuhkan oleh mikrokontroler AT89S52. (Budiharto, 2005: 26)
Saat sebuah transistor digunakan pada suatu rangkaian, fungsi dari transistor tersebut ditentukan oleh kurva karakteristiknya. Transistor memliki kurva karakteristik input, output dan transfer, yang paling umum digunakan adalah kurva karakteristik output. Pada saat Transistor digunakan sebagai saklar, maka daerah yang digunakan pada kurva karakteristik ialah daerah "cut-off" dan daerah "saturasi", untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah.
Gambar 11 Kurva Karakteristik Transistor
Daerah yang diarsir kuning adalah daerah "cut-off". Pada saat "cut-off" kondisi dari transistor adalah arus basis sama dengan nol (IB = 0), Arus output pada kolektor sama dengan nol dan Tegangan pada kolektor maksimum atau sama dengan tegangan supply ( VCE = VCC ).
Daerah yang diarsir merah adalah daerah "saturasi". Pada saat "saturasi" kondisi dari transistor adalah arus basis maksimal (IB=Max) sehingga menghasilkan arus kolektor maksimal (IC=Max) dan tegangan Kolektor Emitor minimum (VCE=0).
Garis beban dapat dibangun apabila kita mengetahui arus beban pada rangkaian dan tegangan operasinya. Sekarang coba anda bayangkan mendisain transistor yang digunakan untuk mensaklar beban sebesar 20mA, tegangan supply-nya 5V DC. Titik "A" pada diagram dibawah adalah kondisi saat Saat transistor OFF, IC (arus kolektor) akan menjadi nol sedangkan VCE (tegangan kolektor-emitor) akan menjadi hampir sama dengan tegangan supply (5V DC).
Titik "B" pada diagram diatas adalah kondisi saat transistor ON dimana IC akan menjadi 20mA (sama dengan arus beban) dan VCE nilainya sangat kecil hampir mendekati nol. Garis yang ditarik dari titik A ke titik B ini yang dinamakan garis beban.
Berikut perumusan dari transistor hfe = Ic / Ib 2.5 Relay Elektromagnetik
Relay adalah suatu peralatan elektronik yang berfungsi untuk memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian elektronik yang satu dengan yang lainnya. Relay adalah saklar elektromagnetik yang akan bekerja apabila arus mengalirmelalui kumparan dan inti besi akan menjadi magnet sehingga menarik kontak-kontak relay.
Kontak-kontak dapat ditarik apabila garis magnet dapat mengalahkan gaya pegas yang melawannya. Untuk memperbesar kuat medan magnet dibentuk suatu sirkuit. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar 12.
2.5.1 Parameter Relay
Parameter-parameter relay sebagai berikut : a. Resistansi kumparan
Resistansi kumparan ditentukan oleh : 1. Tebal kawat
2. Jumlah lilitan b. Arus driver
Besar kuat arus diberikan pabrik, relay perlawanannya kecil memerlukan arus yang besar, sedang relay yang perlawanannya besar memerlukan arus yang lebih kecil.
c. Tegangan driver
Tegangan driver adalah tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan relay, besarnya tegangan ini adalah :
V = I .R
Dimana : I = arus
R = resistansi komponen d. Daya driver
daya driver adalah perkalian arus dengan tegangan driver. Daya ini merupakan daya yang diperlukan untuk mengaktifkan relay. Dalam penggunaan
relay perlu dipasang dioda pelintas tegangan balik. Konfigurasi pensaklaran relay sesuai dengan jumlah kutub dan banyaknya posisi saklar.
Kontak-kontak dari relay umumnya memiliki tiga dasar pemakaian yaitu : 1. Bila kumparan dialiri arus listrik maka kontaknya akan menutup dan
disebut sebagai kontak Normally Open ( NO ).
2. Bila kumparan dialiri listrik maka kontaknya akan membuka dan disebut dengan kontak Normally Close (NC)
3. Tukar-sambung (Change Over/CO), relay jenis ini mempunyai kontak tengah yang normalnya tertutup tetapi melepaskan diri dari posisi ini dan membuat kontak dengan yang lain bila relay dialiri listrik.
Normally Open Normally Close ChangeOver Gambar 13 Jenis Konstruksi Relay
(http://id.wikipedia.org/wiki/Relay)
2.6 Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101) merukapan alat pengunci elektrik yang bersifat elektromagnetik karena alat ini terdiri dari lilitan, besi dan magnet yang tersusun secara struktural, sehingga ketika diberi tegangan input
akan terjadi induksi yang dapat menghasilkan gaya gerak magnetik, dan tuas pada DS-101 dapat mengunci secara otomatis seperti yang ditunjukan pada gambar 15.
Gambar 14 Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101) Tabel 3 Spesifikasi dari Door Strike Series Model : DS-101 Spesifikasi:
Ukuran 150Lx39.5Wx28H(mm) Stuktur Standar Stainless Steel
Tegangan DC12V
Arus 450mA
Sistem Penguncian Terkunci ketika tidak diberi tegangan Safety Function Built-out voltage spike suppressor Tes Performa Seratus ribu kali test
Mode Buka Pintu Mengayunkan pintu 90 derajat
Suitable For Wooden Door, Metal Door, Fireproof Door.
Authority Certification CE & MA approved Berat Bersih 0.4kg
Ketika diberi tegangan 12 volt DC maka lilitan akan menginduksikan magnet, karena magnet didalam alat tersebut dihadapkan dengan polaritas yang sama, sehingga terjadi gaya tolak magnet antara keduanya. Oleh karena lilitan tersebut menghasilkan induksi elektro magnetis, magnet akan memberikan tolakan kepada besi, sehingga besi tersebut bergerak dan memberikan celah untuk tuas kunci pada pintu sehingga pintu dapat dibuka.
Gambar 15 Kontruksi Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
2.6.1 Prinsip Kerja Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101) Berikut kinerja dari alat pengunci (Door Strike Series Model: DS-101) yang bekerja dalam 4 kondisi:
• Pada kondisi pertama alat tidak diberi tegangan, dan tidak ada gaya gerak magnetik. Oleh karena itu tuas penyangga masih dalam keadaan diam sehingga alat dalam kondisi terkunci. Lihat gambar 15 :
Gambar 16 Alat Ketika Tidak Diberi Tegangan MAGNET LILITAN
Induksi Elektro
Magnetis
• Pada kondisi kedua, ketika alat diberi input tegangan 12 volt, akan terjadi gaya gerak magnetis yang menyebabkan tuas penyangga kunci tertarik oleh magnet, sehingga menyediakan ruang terhadap pengunci ( lihat gambar 17 A, dan menyebabkan pengunci dapat didorong dan dalam kondisi terbuka ( lihat gambar 17 B ):
Gambar 17 A Alat Ketika Diberi Tegangan
Gambar 17 B Pengunci Didorong 12 V
12 V
A
A B
Gambar:18 A. Alat Dalam Keadaan Mengunci PintuB. Alat Dalam Keadaan Tidak Mengunci Pintu
• Pada kondisi terakhir ketika alat dipasang pada pintu, dan tidak diberi tegangan maka pengunci tidak dapat didorong sehingga pintu masih dalam keadaan terkunci ( lihat gambar 18 A), sedangkan ketika alat diberi tegangan, maka pengunci akan bisa didorong, sehingga pintu dapat dibuka ( lihat gambar 18 B ).
2.7 Light Emiting Diode (LED)
LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah
Pengunci 12 V
dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi
Gambar 19 LED
-panas dan energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang dipakai adalah galium, arsenic dan phosphorus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula
2.7.1 Prinsip Kerja LED
Jika diberi tegangan maju, LED akan mengeluarkan cahaya. Warna cahaya yang akan dihasilkan tergantung dengan jenis material dari pertemuan intensitas cahayanya yang berbanding dengan arus maju yang mengalir. Arus maju yang diserap berkisar antara 10 sampai 20 mA untuk kecerahan nyala maksimum.
LED juga dapat bekerja ketika kutub anoda dihubungkan pada tegangan listrik searah DC positif (+), dan kutub katode dihubungkan pada tegangan DC
negative (-) . Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai 2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, LED hijau 2,7 volt. Sedangkan tegangan terbaik maksimum yang dibolehkan pada LED merah adalah 3 volt, LED kuning 5 volt, LED hijau 5 volt.
Gambar 20 Kontruksi LED
Fungsi dari LED yaitu dimana konsumsi arus sangat kecil, awet dan kecil bentuknya (tidak makan tempat). Setelah itu terdapat keistimewaan tersendiri dari LED itu sendiri yaitu dapat memancarkan cahaya dingin, umur tidak dipendekan oleh peng on-off-an yang terus menerus, tidak memancarkan sinar merah infra (terkecuali yang memang sengaja dibuat seperti itu).
32
BAB III PERANCANGAN
3.1 Blok Diagram
Gambar 21 Blok Diagram Sistem Keamanan Pintu menggunakan Password berbasis Mikrokontroler AT 89S52
3.2 Tujuan Perancangan
Tahapan terpenting adalah perancangan yang baik dan sistematis akan memberikan kemudahan dalam proses penyelesaian pembuatan alat. Untuk itu diperlukan beberapa faktor penunjang diantaranya buku referensi ataupun fasilitas laboratorium dan bengkel, yang kesemuanya sangat mendukung dlam proses perancangan. Dari seluruh proses pembuatan suatu sistem rangkaian.
Door Strike Series Model: DS-101 KEYPAD MATRIK 4X3 M I K R O K O N T R O L L E R RELAY ELEKTROMAGNETIS LED INDIKATOR CATU DAYA
Perancangan alat ini mempunyai tujuan yaitu untuk mendapatkan suatu alat atau system yang baik seperti yang diharapkan, dengan mempertimbangkan karakteristik – karakteristik komponen yang digunakan. Selain itu dengan adanya perancangan ini yang merupakan tahap penyelesaian Laporan Akhir, dilaksanakan secara sistematis dan saling berkaitan sehingga diperoleh peralatan dengan spesifikasi yang baik.
3.3 Metode Perancangan
Dalam proses perancangan alat ini terbagi menjadi dalam 2 langkah antara lain :
Perancangan Software
Pada Perancangan software ini, diatur bagaimana kerja dari rangkaian yang akan dibuat, membuat rangkaian downloader serta membuat program dengan menggunakan instruksi – instruksi yang ada pada Mikrokontroler AT89S52 sehingga input dan outputnya langsung dapat digunakan.
Perancangan elektronik
Pada bagian ini akan dibahas tentang perancangan dari alat, mulai dai gambar rangkaian lengkap, sub rangkaian, layout rangkaian, dan tata letak komponen serta mekanik dari pemasangan alat pengamanan pintu terhadap aplikasi pintu sebenarnya.
Oleh karena itu pada perancangan ini terdiri dari 2 bagian yaitu : • Bagian Elektronik
3.4 Flow Chart
Start
Inisialisasi Port 1/0
Cek Keypad
Kode Keypad Valid
Write LCD = kode valid Masuk Pilih Buka Pintu 2. Ganti Password Key = 1
LCD = Open = kode valid
Buka Pintu Wait Close END BuzzeBuny i 3 sekon Key = x LCD = Admin LCD Please Change
3.5 Sistem Kerja Rangkaian Berdasarkan Flow Chart
Rangkaian mikrokontroler ini merupakan pusat pengolahan data dan pusat pengendali alat. Di dalam rangkaian mikrokontroler ini terhadap empat buah port yang digunakan untuk menampung input atau output data dan terhubung langsung oleh rangkaian-rangkaian dari alat pengendali. Rangkaian ini tersusun atas osilator kristal 11.0592 MHz yang berfungsi untuk membangkitkan pulsa internal dan dua buah kapasitor sebesar 30pF yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi. Pada rangkaian mikrokontroler, di bawah terdapat dua buah rangkaian LED yang berfungsi sebagai tanda saat kode password dimasukkan melalui keypad.
Kapasitor 10uF dan resistor 8k2Ω berfungsi untuk rangkaian Reset sebelum program yang terdapat pada mikrokontroler dijalankan. Pada alamat Port 0 terdapat delapan buah resistor sebesar 10kΩ yang berfungsi sebagai pull up pada Port 0.
Rangkaian ini di buat untuk mengatur output LCD, Buzzer, Pengunci Pintu Door strike 101 yaitu dengan menggunakan Keypad sebagai input dari rangkaian. Keypad sendiri berfungsi sebagai pengentri password yang sudah di program di mikrokontroller AT 9S52. Untuk mengaktifkan buzzer dan alat pengunci pintu door strike 101, dibutuhkan masing-masing driver relay untuk keduanya, dan pengontrollan alat tersebut sudah diprogram didalam mikrokontroller AT89S52, ketika input password benar maka Rangkaian relay akan mengaktifkan Pengunci pintu, sedangkan ketika input password salah, maka relay akan mengaktifkan buzzer. Sedangkan LCD langsung dihubungkan ke mikrokontroller yaitu Port2.0 Port2.1, Port 2.2, Port, 2.3, dan Port 2.4.
3.6 Perancangan Elektronika 3.6.1 Bagian Elektronik 3.6.1.1 Rangkaian Catu Daya
Rangkaian catu daya memberikan suplai tegangan pada alat pengendali. Rangkaian catu daya mendapatkan sumber tegangan dari PLN sebesar 220 VAC. Tegangan 220 VAC ini kemudian diturunkan menjadi 15 VAC melalui trafo penurun tegangan.
Tegangan AC 15V disearahkan oleh dioda bridge menjadi tegangan DC. Keluaran dari dioda bridge ini kemudian masuk ke IC regulator yang fungsinya adalah untuk menstabilkan tegangan. IC regulator terdiri dari dua buah IC, yaitu LM7805 dan LM7812 yang menghasilkan tegangan DC sebesar +5V dan +12V. Oleh karena tegangan yang diperlukan pada tiap rangkaian tidak sama, rangkaian catu daya ini mempunyai dua buah keluaran tegangan DC, yaitu +5V dan +12V yang berfungsi untuk memberi pasokan tegangan pada tiap rangkaian. Kapasitor 100nF berfungsi untuk membuang noise pada tegangan.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Catu Daya:
Gambar 22 Rangkaian Catu Daya b. Layout Catu Daya
Gambar 23 Layout Catu Daya c. Tata Letak Komponen Pada Rangkaian catu Daya
Gambar 24 Tata Letak Komponen Catu Daya
3.6.1.2Rangkaian Matrik Pada Keypad
Rangkaian keypad ini merupakan rangkaian yang berfungsi sebagai tombol untuk mengendalikan alat secara manual. Keypad ini tersusun atas tombol matrik 4x3 dan masing-masing tombol terhubung ke ground. Tiap tombol dari
rangkaian ini akan terhubung langsung ke alamat register P.0 pada mikrokontroler.
Gambar 25 Rangkaian Keypad Matrik 4x3
Dari rangkaian keypad pada Gambar 27 di atas, dapat diketahui bahwa bila tidak ada penekanan tombol pada keypad maka kondisi pada P0.0 sampai P0.6 adalah 1 atau high. Jika terjadi penekanan pada tiap tombol pada tiap tombol pada keypad, kaki port 0 pada baris dan kolom terhubung ke ground sehingga baris dan kolom akan berlogika low atau 0. Untuk membuat program Assembler, pengambilan data melalui keypad pada prinsipnya dilakukan dengan cara membandingkan data awal sebalum terjadi penekanan keypad dengan data setelah terjadi penekanan pada keypad. Dari rangkaian keypad tersebut, data yang dibandingkan adalah data yang terletak pada alamat Port 0 mikrokontroler.
Rangkaian mikrokontroler ini merupakan pengendali utama bagi sistem yang telah dibuat. Pada dasarnya rangkaian mikrokontroler ini merupakan sistem minimum dari mikrokontroler AT89S52.
Agar mikrokontroler dapat bekerja, maka dibutuhkan suatu rangkaian osialtor sebagai sumber clock dan dalam hal ini digunakan osilator internal yang sudah ada dalam mikrokontroler ATmega8535 yang langsung dihubungkan dengan sebuah kristal. Kristal yang digunakan adalah kristal 1 MHz supaya mikrokontroler dapat bekerja dengan kecepatan maksimum. Fungsi dari kapasitor C1 dan C2 merupakan sebagai penstabil clock.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Sistem Minimum:
a. Rangkaian Sistem Minimum
Gambar 26 Rangkaian Sistem Minimum b. Layout Rangkaian Sistem Minimum
Gambar 27 Layout Rangkaian Sistem Minimum c. Tata Letak Komponen Sistem Minimum
Gambar 28 Tata Letak Komponen Rangkaian Sistem Minimum 3.6.1.4 Rangkaian Relay Sebagai Driver Alat Pengunci Pintu (DS-101)
Rangkaian Relay ini berfungsi untuk menghubungkan tegangan 12 Volt ke alat pengunci Door Strike 101. Alat ini dikendalikan langsung oleh mikrokontroler. Saat mikrokontroler memberi pulsa atau logika 0, Door Strike 101 dalam keadaan tertutup, sedangkan bila logika 1 diberikan oleh mikrokontroler maka relay akan mengalami gaya gerak magnet yang menggerakan switch yang ada didalam relay ke tegangan 12 volt, sehingga alat pengunci pintu dapat bekerja dan pintu akan terbuka.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari Relay Sebagai driver alat Pengunci Pintu:
a. Relay pada rangkaian alarm ini menggunakan supply tegangan sebesar 5 Volt untuk dapat menggerakkan relay. Beban yang dapat digunakan pada relay adalah sampai 24 VDC dengan arus sebesar 1V.
Gambar 29 Rangkaian Relay Sebagai Driver Alat Pengunci Pintu b. Layout Driver Relay dan Tata Letak Komponen
Gambar 31 Tata Letak Komponen Rangkaian Driver Relay 3.6.1.5Rangkaian LED sebagai Indikator
Rangkaian LED terdapat LED 1 yang terhubung pada alamat register P1.4 dan LED 2 terhubung pada register P1.6. LED. LED tersebut berfungsi untuk menandakan bahwa password yang dimasukan melalui keypad benar atau salah. LED terdiri dari dua warna yaitu merah dan hijau. Jika password yang dimasukan benar maka LED warna hijau atau LED 1 akan menyala, tapi jika password salah maka LED warna merah atau LED 2 akan menyala.
Berikut gambar rangkaian, layout dan tata letak komponen dari rangkaian LED:
a. Rangkaian LED c. Layout Rangkaian LED
G am b ar 3 3 S k em a R angk
Gambar 32: a. Rangkaian LED b. Layout Rangkaian LED c. Tata Letak Komponen LED
3.8 Bagian Perancangan Mekanik
Pada bagian perancangan mekanik ini yaitu, desain pemasangan alat ke pintu, langkah-langkah pemasangan rangkaian elektronika kedalam box, serta pemasang box rangkaian elektronika tersebut terhadap pintu ruangan.
• Tampilan Desain Pintu
Alat sistem pengamanan pintu dipasang pada dinding bagian depan pintu, lihat gambar dapat kita lihat pada box1, yaitu merupakan tempat menginput password, pada box ini terdapat keypad, LCD, LED dan Buzzer. Sedangkan pada box 2, merupakan tempat baterai emergensi. Apabila sumber listrik mati, baterai dapat digunakan yaitu dengan menekan switch yang ada pada box 2 maka baterai akan terhubung.
• Perancangan Box Set
.
Gambar 35 Perancangan Box Set
Pada gambar kita lihat bahwa gambar 2 adalah box yang telah dilubangi sesuai dengan ukuran LDC ( gambar 3) agar LCD dapat dipasang pada bagian itu. Begitu juga dengan Keypad (gambar 4) langsung dipasangkam pada box dengan melekatkannya dengan lem bakar. Pada gambar satu kita lihat bahwa itu merupakan system elektronika dari system pengamanan pintu. Bagian ini dipasang pada dibagian belakang box, kemudian dikunci dengan sekrup.
• Mekanisme Pemasangan Alat Pengunci Pintu (Door Strike Series Model: DS-101)
Gambar 36 Mekanisme Pengunci Door Strike Series Model: DS-101
Door Strike Series Model: DS-101 dipasangkan pada bagian samping pintu, sebelumnya dibuatkan dulu tempat untuk DS-101 dengan pengukuran yang sesuai dengan ukuran dari alat tersebut. Berikut mekanismenya ukurannya:
Gambar 37 Tampak Pengukuran Alat Dari Samping
Door Strike Series Model: DS-101
Gambar 38 Tampak Pengukuran Alat Dari Atas
Gambar 39 Tampak Pengukuran Alat Ketika Dipasang ke Pintu Keterangan gambar:
Semua nilai pengukuran dalam satuan Milimeter (mm)
3.9 Prinsip Kerja Alat
Alat pengunci pintu ini dapat dikendalikan yaitu dengan kode password melalui keypad matrik untuk membuka pintu.
• Prinsip kerja pengendalian melalui keypad matrik : a. Rangkaian diberi catu daya.
b. Masukan 3 digit kode password.
c. Jika kode benar, tekan (1) untuk masuk Pengunci Pintu Door Strike 101 akan terbuka selama 10 detik dan LED 1 (hijau) akan menyala.
d. Jika kode salah, Buzzer akan berbunyi selama 5 detik LED 2 ( merah ) akan menyala.
• Cara mengganti password
Pada saat mengganti password, semua password yang teregister di memori mikrokontroller akan terkunci, sehingga hanya password baru yang berlaku. a. Masukan password user yang ingin mengganti password.
b. Tekan (2).
c. Masukkan 3 digit password baru.
d. Setelah kode password lama diganti dengan kode password yang baru, semua password yang teregister di memori mikrokontroller akan terkunci, sehingga hanya password baru yang berlaku.
e. Untuk mereset kembali password lama yang sudah teregister dimemori mikrokontroller, matikan power supply dan hidupkan kembali, maka semua password yang teregister akan aktif kembali.
BAB IV PEMBAHASAN
4.1 Tujuan pengukuran alat
Pengukuran dan analisa merupakan tahap terpenting dalam pembuatan suatu alat. Adapun tujuan dari pengukuran dan analisa rangkaian adalah untuk mengetahui apakah alat yang dibuat dapat berfungsi dengan baik.
4.2Pengukuran alat
Proses pengukuran dapat segera dilakukan setelah mengetahui titik-titik pengukuran ( Tp ). Pengaruh impedansi juga perlu diperhatikan dalam melakukan proses pengukuran. Ketidaksesuaian impedansi antara pengujian, kabel dan alat pengukuran yang dapat mempengaruhi hasil pengukuran.
4.3 Rangkaian pengujian
Rangkaian yang telah selesai dirancang sesuai dengan spesifikasi alat yang diinginkan, maka perlu diadakan serangkaian pengujian-pengujian terhadap rangkaian tersebut. Pengujian ini berguna untuk membuktikan bahwa hasil perencanaan yang dilakukan adalah benar. Pengujian atau pengukuran dilakukan
47
pada rangkaian pengujian dengan memperhatikan TP (titik pengukuran). Adapun titik pengukuran pada rangkaian dapat dilihat pada gambar 41.
Gambar 40 Titik Pengukuran Pada Rangkaian
Dapat dilihat pada gambar 41 ada 13 titik pengukuran pada rangkaian yaitu, pada bagian output Keypad, LED indikator, tegangan basis dan kolektor pada Transistor, dan tegangan input pada Pengunci Pintu (door strike 101).
Keterangan Table:
Berdasarkan data sheet nilai logika output Keypad, nilai minimum dan maximum ditentukan oleh data sheet sebagai berikut:
Tabel 5 : Nilai Logika Output Keypad (http://cubloc.com/download/etc/keypad.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V min V max Logika
VoL Tegangan Output Rendah 0 V 0.5 V 0
Voh Tegangan Output Tinggi 0.6 V 5 V 1
• Nilai Tegangan Minimum
Nilai Tegangan = 0 V sampai 0.5 V Nilai Logika = 0
• Nilai Tegangan Maksimum
Nilai Tegangan = 0.6 sampai 5 V Nilai Logika = 1
Rangkaian keypad matrik 4x3 menggunakan konfigurasi common anoda. Sehingga ketika keypad tidak ditekan maka baris dan kolom akan berlogika 1. Input yang digunakan untuk keypad pada rangkaian adalah 5 volt dc, sedangkan ketika tombol keypad ditekan akan terjadi grounding yang menyebabkan baris dan kolom yang terhubung dengan tombol yang ditekan akan berlogika 0. Lihat tabel 4, pada saat tombol 1 ditekan, maka kolom 1 dan baris 1 akan berlogika 0, sedangkan baris dan kolom atau tombol yang lain berlogika 0 karena keypad bersifat serial, jadi input yang masuk secara bergantian. Dapat kita lihat pada table 4, ketika tombol satu ditekan akan menghasilkan logika 10110111 atau dalam bentuk hexadesimal akan bernilai B7. Ketika Mikrokontroller mendapat input logika hexadesimal B7, maka mikrokontroller akan mengkonversinya menjadi bilangan desimal 1, karena bilangan tersebut sudah diprogram didalam mikrokontroller contoh B7 = Desimal 1 begitu juga dengan tombol lainnya yang dapat kita lihat pada tabel diatas. Setelah dilakukan pengukuran, ketika keypad ditekan maka tegangannya berkisar 4.80 sampai 4.87 volt dan berlogika 1, arusnya 40.87 mA, sedangkan ketika keypad tidak ditekan maka tegangannya 0 volt dan arusnya 0 A.
• Hasil Pengukuran Input Mikrokontroller AT89S52 :
Tabel Hasil Pengukuran Input Mikrokontroller AT89S52 dari Keypad
Nilai Pengukuran Titik Pengukuran Tp 1 Tp 2 Tp 3 Tp 4 Tp 5 Tp 6 Tp 7 Tp 8 Port P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 Tegangan ( V ) 4.87 0 0 0 0 0 0 0 0 4.82 0 0 0 0 0 0 0 0 4.84 0 0 0 0 0 0 0 0 4.87 0 0 0 0 0 0 0 0 4.80 0 0 0 0 0 0 0 0 4.87 0 0 0 0 0 0 0 0 4.85 0 0 0 0 0 0 0 0 4.86
• Timing Diagram Tegangan Input Mikrokontroller AT89S52
Gambar 42 Timing Diagram Input Mikrokontroller dari Keypad • Analisa
Sistem input mikrokontroller bersifat serial, ketika input tegangan logika 1 masuk kesalah satu port contoh P1.7, maka port yang lain akan berlogika 0. Nilai logika pada pengukuran tegangan input pada mikrokontroller yang berkisar dari 4.80 sampai 4.87 adalah adalah 1, Karena berdasarkan dengan data sheet mikrokontroller AT89S52 tegangan maksimal dan minimum akan ditentukan sesuai data sheet berikut:
Tabel 7 Tabel Spesifikasi Nilai Logika AT89S52
(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/atmel/doc1919.pdf)
Kondisi Tegangan Parameter V Min V Max Logika
Vil Tegangan Input Rendah -0.5 V 0.2 V 0
Vih Tegangan Input Tinggi 0.2 V 5 V 1
Vol Tegangan Output Tinggi -0.5 V 0.45 V 0
Voh Tegangan Output Tinggi 0.45 V 5 V 1
Input tegangan yang masuk ke mikrokontroller AT89S52 akan berlogika 0 apabila tegangan yang masuk -0,5 volt sampai 0,2 volt dan input tegangan akan berlogika 1 apabila tegangan yang masuk 0,2 volt sampai dengan 5 volt. Jadi input tegangan dari keypad 4.87 volt adalah berlogika 1.
• Hasil pengukuran Rangkaian Relay Sebagai driver Pengunci Pintu ( Door Strike 101 )
Gambar 43 : titik Pengukuran Pada relay Sebagai Driver
Tabel 8 Tabel Pengukuran Rangkaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu (Password Benar)
Tabel 9 Tabel Pengukuran Rangkaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu Pengukuran Driver Relay Untuk Password Benar Password Benar
4 5 6
Titik Pengukuran Tegangan Relay Door Strike 101
Tp 11 = V in 4.4 Volt OFF Terkunci
Tp 12 = V c 4.2 Volt ON Terkunci
TP 13 = Vout 12 Volt ON Terbuka
• Analisa
Pada saat input password benar atau teregister didalam mikrokontroller maka input tegangan pada rangkaian adalah 4.4 Volt dan berlogika 1. Sedangkan nilai pengukuran tegangan kolektor pada transistor S9013 adalah 4.2 volt. Sebelum basis transistor mendapat input tegangan, nilai tegangan kolektor adalah 0 volt oleh karena tegangan 4.4 volt masuk ke basis transistor, terjadi saturasi yang menyebabkan transistor dalam keadaan tertutup yang menyebabkan arus basis masuk ke kolektor sehingga mengaktifkan relay pada kondisi ini arus kolektor adalah 0.2 mA. Pada saat inilah transistor disebut sebagai switch. Ketika tegangan masuk ke input relay, antara magnet coil dan electromagnet yang ada didalam relay mengalami induksi, sehingga electromagnet menarik steel plate untuk mengubah arah jalur tegangan catu daya, yaitu dari tegangan 5 volt ke 12 volt lihat gambar 14 (relay electromagnetis). Alat pengunci (door strike 101) membutuhkan tegangan 12 volt, pada saat steel plate pada relay terhubung dengan tegangan 12 volt, alat pengunci akan aktif dan dalam kondisi terbuka.
Pengukuran Driver Relay Untuk Password Salah Password Salah
919
Titik Pengukuran Tegangan Relay Door Strike 101
Tp 11 = V in 0 Volt OFF Terkunci
Tp 12 = V c 4.2 Volt OFF Terkunci
Pada Saat Input password salah, mikrokontroller tidak dapat membaca kode yang tidak teregister, sehingga tidak memeberikan input ke basis transistor sedangkan pada Vc terhubung dengan tegangan 5 volt akan tetapi tidak terhubung dengan Vb sehingga tidak terjadi hubungan antara Vb dan Vc sehingga relay tidak aktif.
• Perhitungan Rangkaian Relay Sebagai driver Pengunci Pintu ( Door Strike - 101
Didalam driver relay terdapat transistor sebagai saklar untuk mengaktifkan relay. Tegangan supply yang digunakan input transistor adalah 5V DC yang difungsikan untuk mensaklar sebuah relay 5V DC 20 mA. Transistor diplih bervariasi dengan variasi hfe dari 100 – 500 yaitu S9013. Rangkaian menggunakan konfigurasi common-emitor (gambar dibawah). Tentukan nilai Rb (tahanan basis)
Gambar 44. Rangakaian Relay Sebagai Driver Pengunci Pintu ( Door Strike ) Karena transistor mungkin mempunyai hfe antara 100 - 500 maka kita pilih dulu menggunakan hfe minimum ( 100 ). Arus kolektor adalah 20mA, maka Arus Basis yang dibutuhkan adalah:
hfe = Ic / Ib
ib = Ic / hfe(min) = 20/100= 0.2mA
Nilai Vin adalah 5V DC, nilai Vbe adalah 0,6V DC (konstanta) berarti tegangan yang melewati Rb adalah:
Vin - Vbe = 4,4 V DC.
Sehinggan Nilai Rb dapat kita hitung:
Rb = 4.4 / 0.2 = 22K
• Hasil Pengukuran Pada LED Indikator:
Table 9 Hasil Pengukuran Pada Rangkaian LED Indikator
Titik Pengukuran LED Password Benar Password Salah
Tp 9 1 ( Hijau ) 4.95 V 0 V
Tp 10 2 ( Merah ) 0 V 4.95 V
• Analisa
Pada rangkaian LED diberi input tegangan 5 volt. Ketika input password benar, atau sesuai dengan data yang sudah teregister didalam mikrokontroller, maka LED 1 ( hijau ) akan menyala. Setelah dilakukan pengukuran pada Tp 9, tegangan yang keluar adalah 4.95 volt. Sedangkan ketika input password salah, atau kode yang dimasukkan tidak sesuai dengan data yang teregister dimikrokontroller, maka LED 2 ( merah ) akan menyala. Dan dilakukan pengukuran pada Tp 10 tegangan yang keluar adalah 4.95 volt.
• Hasil Perhitungan Pada LED Indikator I = V / R = 5 / 330 = 0.015 A x 1000 = 15 mA V = I x R = 15 mA x 330 = 4950 mV / 1000 = 4.95 V BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
58
Berdasarkan hasil perancanangan dan analisa dari sistem keamanan pintu dengan menggunakan password berbasis mikrokontroller AT89S52, dapat disimpulkan bahwa:
• Keypad matrik 4x3 merupakan alat penginput data yang tersusun dari saklar saklar. Rangkaian keypad matrik 4x3 menggunakan konfigurasi common anoda. Sehingga ketika keypad tidak ditekan maka baris dan kolom akan berlogika 1. Input yang digunakan untuk keypad pada rangkaian adalah 5 volt DC, sedangkan ketika tombol keypad ditekan akan terjadi grounding yang menyebabkan baris dan kolom yang terhubung dengan tombol yang ditekan akan berlogika 0. pada saat tombol 1 ditekan, maka kolom 1 dan baris 1 akan berlogika 0, sedangkan baris dan kolom atau tombol yang lain berlogika 0 karena keypad bersifat serial, jadi input yang masuk secara bergantian.
• Driver Relay akan bekerja ketika transistor mengalami saturasi yang menyebabkan tegangan basis dari transistor masuk ke tegangan kolektor dan masuk ke input relay, pada kondisi ini relay mengalami induksi elektromagnetis yang dapat menghubungkan steel plate didalam relay pada tegangan 12 volt sehingga door strike 101 mendapat input 12 Volt dan terbuka.
• Door Strike 101 merupakan alat pengunci elektromagnetis yang konfigurasinya terdiri dari lilitan, magnet ,tuas penahan kunci dan pengunci. Alat ini akan bekerja pada tegangan 12 V. ketika tidak diberi tegangan, maka tidak akan terjadi induksi elektromagnetis, sehingga alat masih dalam keadaan terkunci, sedangkan ketika alat diberi tegangan 12 volt,
maka akan terjadi induksi elektromagnetis antara lilitan dan magnet, yang menyebabkan tuas penahan kunci ditarik oleh gaya gerak magnet, sehingga pengunci dapat didorong dan pintu terbuka.
• LED diberi input tegangan 5 volt. Ketika input password benar, atau sesuai dengan data yang sudah teregister didalam mikrokontroller, maka LED 1 ( hijau ) akan menyala. Setelah dilakukan pengukuran pada Tp 9, tegangan yang keluar adalah 4.95 volt. Sedangkan ketika input password salah, atau kode yang dimasukkan tidak sesuai dengan data yang teregister dimikrokontroller, maka LED 2 ( merah ) akan menyala. Dan dilakukan pengukuran pada Tp 10 tegangan yang keluar adalah 4.95 volt.
1.2 Saran
• Perhatikan tegangan input yang masuk ke mikrokontroller AT89S52 yang bekerja pada tegangan 5 volt. Lakukan pengukuran pada output catudaya yang dihubungkan pada VCC mikrokontroller AT89S52, apakah benar-benar 5 Volt dan sesuai dengan data logika mikrokontroller tersebut dimana tegangan -0.5 sampai 0.2 logika 0 dan 0.3 sampai 5 logika 1, apabila tegangan yang masuk ke VCC lebih dari 5 volt maka mikrokontroller akan mengalami kegagalan atau rusak.
