BAB II LANDASAN TEORI

(1)

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Sensor Finger Print (Sidik Jari)

Sensor Finger Print (Sidik Jari) adalah sebuah peangkat elektronik yang digunakan untuk menangkap gambar digital dari pola sidik jari.Gambar tersebut disebut pemindaian hidup.Pemindaian hidup adalah pemrosesan digital untuk membuat sebuah template biometrik yang disimpan dan digunakan untuk pencocokan .Perangkat identifikasi ini telah direkomendasikan dari akhir abad ke 19 perangkat yang paling popular diantara semua perangkat identifikasi karena kemudahan dalam akuisisi, dan juga sejumlah sumber yang tersedia untuk pengumpulan data.Ini telah menemukan penggunaan yang luas dalam penegakan hukum dan keperluan imigrasi.Dasar-dasar proses identifikasi ini berasal dari “titik galton “ – karakteristik tertentu yang di tetapkan oleh Francis Galton ,melalui mana sidik jari dapat diidentifikasi.Otomatisasi yang tepat dari teknologi ini dimulai pada tahun 1969 ketika FBI menginginkan sistem identifikasi menggunakan sidik jari untuk ini FBI membuat perjanjian dengan institut Nasional Standard an Teknologi (NIST),untuk membuat perkembangan pada pencarian,pencocokan serta proses scaning.Untuk ini,NIST bekerja dengan teknologi hal kecil,yang sebenarnya adalah versi kecil dari poin galton untuk mengembangkan teknologi sidik jari.Sebuah sistem pemindaian sidik jari memiliki dua pekerjaan,yakni mengambil gambar sidik jari ,dan memutuskan apakah pola alur sidik jari dari gambar yang diambil sama dengan pola alur yang ada di database.

(2)

Gambar dibawah Menunjukkan bentuk Fisik Sensor Finger Print

Gambar 2.1 Bentuk Fisik Sensor Finger Print

2.1.1 Aplikasi Sensor Finger Print (Sidik Jari)

Sensor Finger Print (Sidik Jari) dapat digunakan sebagai :  Sensor pada rangkaian mesin absensi

 Sensor pada pengaman pintu rumah  Sensor pada pengaman brankas  Sensor pada saklar pembuka gerbang  Sensor pada alat identifikasi sidik jari  Sensor pada pengaman kendaraan bermotor

2.1.2 Proses Pemindaian Sensor Finger Print (Sidik Jari)

Proses scan mulai berlangsung saat jari di letakkan pada lempengan kaca sebuah kamera ccd mengambil gambarnya .Pemindaian memiliki sumber cahaya sendiri, biasanya berupa larik light emitting diodes (led),untuk menyinari alur sidik jari.Sistem ccd menghasilkan gambar jari

(3)

yg terbaik,area yang lebih gelap empresentasikan lebih banyak cahaya yang dipantulkan (bagian punggung dari alur sidik jari),dan area yang lebih terang merepresentasikan lebih sedikit cahaya yang dipantulkan (bagian lembah dari alur sidik jari).Sebelum membandingkan gambar yang baru saja diambil dengan data yang telah disimpan,processor scanner memastikan bahwa ccd telah mengambil gambar yang jelas dengan cara melakukan pengecekan kegelapan rata-rata piksel,dan akan menolak hasil pemindaian .jika gambar ditolak ,pemindai akan mengatur waktu pencahayaan ,kemudian mencoba pengambilan gambar sekali lagi.Jika tingkat kegelapan telah mencukupi,sistem scanner melanjutkan pengecekan definisi gambar,yakni seberapa tajam hasil scan sidik jari.Pemroses memperhatikan beberapa garis lurus yang melintang secara horizontal dan vertikal .Jika definisi gambar sidik jari memenuhi syarat ,sebuah garis tegak lurus yang berjalan akan dibuat diatas bagian piksel yang paling gelap dan paling terang.jika gambar sidik jari yang dihasilkan benar-benar tajam dan tercahayai dengan baik,barulah pemroses akan membandingkannya dengan gambar sidik jari yang ada dalam database.

(4)

2.1.3. Sistem Pembacaan Sensor Finger Print(Sidik Jari)

Dalam sistem pembacaan pada sensor sidik jari terdapat beberapa sistem pembacaan di beberapa sistem sidik jari elektronik.Berikut akan penulis uraikan beberapa sistem pembacaan yang penulis temukan di beberapa sistem sensor sidik jari elektronik,baik sensor online maupun stand alone.

 Optical(optis) yaitu teknik pembacaan dengan optical atau optis mempunyai sistem merekam pola sidik jari dengan menggunakan blitz atau cahaya.Alat pembaca sidik jari atau fingerprint scanner yang digunakan adalah berupa digital camera(kamera digital).Untuk lapisan paling atas area untuk meletakkan ujung jari atau permukaan sentuh(scan area ).di bawah scan area ,terdapat lampu blitz atau pemancar cahaya yang difungsikan untuk menerangi permukaan ujung jari.Karena sidik jari terkena cahaya maka akan menghasilkan pantulan dari ujung jari yang selanjutnya ditangkap oleh alat penerima.Data tersebut selanjutnya disimpan kedalam memori.Sistem ini banyak digunakan di berbagai perusahaan penyedia pemindai sidik jari seperti fingerspot.

 Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang sangat tinggi dan tidak bisa didengar oleh telinga manusia,yaitu kira-kira di atas 20 kilo Hertz.Gelombang ultrasonic dapat merambat dalam medium padat,cair dan gas.Dalam teknik ini,digunakan suara berfrekuensi sangat tinggi untuk menembus lapisan epidermal kulit.Suara frekuensi tinggi tersebut dibuat dengan menggunakan transduser piezoelektrik,pantulan frekuensi tersebut diterima

(5)

menggunakan alat yang sejenis .Selanjutnya pola pantulan ini di pergunakan untuk menyusun citra sidik jari dengan pembacaan melalui sistem ultrasonic ini tangan yg kotor jadi tidak bermasalah,demikian juga dengan permukaan scanner yang kotor tidak akan menghambat proses pembacaan.

 Capacitive(Kapasitans) teknik kapasitans menggunakan cara pengukuran kapasitans untuk membentuk citra sidik jari ,scan area dan kulit ujung jari yang bersentuhan sebagai kapasitor dari sistem ini karna teksture sidik jari mempunyai ridge(gundukan)dan valley(lembah) maka kapasitas dari kapasitor masing-masing orang akan berbeda.

 Termal (suhu) Teknik Thermal Sistem pembacaan dengan menggunakan perbedaan suhu antara ridge (gundukan) dengan valley (lembah) tekstur sidik jari untuk mengetahui pola sidik jari.Cara yang dilakukan adalah dengan menggeser ujung jari diatas lapisan scan area.apabila ujung jari hanya diletakkan saja,dalam waktu singkat,suhunya akan sama karena adanya peruses keseimbangan.

2.2. Arduino Uno

Arduino uno adalah sebuah board mikrokontroller yang berbasis ATmega328. Arduino memiliki 14 pin input/output yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 6 analog input, crystal osilator 16 MHz, koneksi

(6)

USB, jack power, kepala ICSP, dan tombol reset. Arduino mampu men-support mikrokontroller; dapat dikoneksikan dengan komputer menggunakan kabel USB.

Gambar 2.3 Bentuk Board Arduino uno

Arduino adalah merupakan sebuah board minimum system mikrokontroler yang bersifat open source. Didalam rangkaian board arduino terdapat mikrokontroler AVR seri ATMega 328 yang merupakan produk dari Atmel.Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramannya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan ketika diprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika diprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, dapat difungsikan sebagai port komunikasi serial.

Arduino menyediakan 20 pin I/O, yang terdiri dari 6 pin input analog dan 14 pin digital input/output. Untuk 6 pin analog sendiri dapat difungsikan sebagai output digital jika diperlukan output digital tambahan selain 14 pin yang sudah

(7)

tersedia. Untuk mengubah pin analog menjadi digital cukup mengubah konfigurasi pin pada program. Dalam board arduino pin digital diberi keterangan 0-13, jadi untuk menggunakan pin analog menjadi output digital, pin analog yang pada keterangan board 0-5 dapatdiubah menjadi pin 14-19. dengan kata lain pin analog 0-5 berfungsi juga sebagi pin output digital 14-16.

Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang di pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan dapat memakai semua komponen yang ada dipasaran. Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan syntax bahasa pemrogramannya sehingga mempermudah dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller. Berikut ini adalah konfigurasi dari arduino uno 328 :

- Mikronkontroler ATmega328 - Beroperasi pada tegangan 5V

- Tegangan input (rekomendasi) 7 - 12V - Batas tegangan input 6 - 20V

- Pin digital input/output 14 (6 mendukung output PWM) - Pin analog input 6

- Arus pin per input/output 40 mA - Arus untuk pin 3.3V adalah 50 mA

- Flash Memory 32 KB (ATmega328) yang mana 2 KB digunakan oleh

bootloader

- SRAM 2 KB (ATmega328) - EEPROM 1KB (ATmega328)

(8)

- Kecepatan clock 16 MHz

2.3. Adaptor

Adaptor adalah sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC. Rangkaian ini adalah alternatif pengganti dari sumber tegangan DC, misalnya batu baterai dan accumulator.

Gambar 2.4 Bentuk Fisik Adaptor

Keuntungan dari adaptor dibanding dengan batu baterai atau accumulator adalah sangat praktis berhubungan dengan ketersediaan tegangan karena adaptor dapat di ambil dari sumber tegangan AC yang ada di rumah, dimana pada jaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik. Selain itu, adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas asal ada tegangan AC, tegangan AC ini sudah merupakan kebutuhan primer dalam kehidupan manusia.

(9)

Adaptor sederhana terdiri dari :

1. Bagian input tegangan yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghubung sumber tegangan AC dari stop kontak yang ada di dalam rumah. Bagian ini terdiri dari jack/steker dan kabel input.Stop Kontak adalah konektor sumber tegangan AC dari listrik PLN yang digunakanuntuk menyalurkan tegangan pada adaptor melalui kabel input tegangan.

2. Bagian Penurun Tegangan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya 3 volt, 4,5 volt, 6 volt, 7,5 volt, 9 volt, atau 12 volt. Untuk memilih output tegangan ini digunakan Rotary Switch/ Saklar Puter/ Saklar 1 induk 6 anak. Trafo yang digunakan adalah jenis step down, dapat menggunakan trafo dengan arus 500 mA (mili Ampere).

Gambar 2.6 Diagram Rangkaian Tegangan Adaptor

Tegangan input sebesar 220V lalu masuk ke tegangan output trafomenjadi lebih kecil : 3 V, 4,5 V, dll.

3. Bagian Penyearah, yaitu mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Komponen utamanya adalah dioda.Dioda yang digunakan berjumlah 4 dirangkai sedemikian rupa sehingga membentuk jembatan dioda atau bridge dioda.

(10)

Gambar 2.7 Diagram Rangkaian Bentuk Dioda pada Adaptor Bridge Dioda dengan menggunakan 4 Dioda yang dirangkai sedemikian rupa

sehingga dapat menghasilkan tegangan DC (-) dan (+)

Gambar 2.8 Bentuk Fisik Trafo

4. Bagian Filter atau penyaring yang berfungsi untuk menghilangkan tegangan AC yang masih lewat. Efek dari tegangan AC yang lewat ini adalah munculnya suara dengung. Komponen yang dibutuhkan antara lain IC penstabil tegangan dan elco.

5. Bagian Output Tegangan yang berfungsi sebagai keluaran tegangan berupa tegangan DC. Besar keluaran tegangan DC ini sesuai dengan tegangan

(11)

output pada trafo step down yang diatur oleh rotary switc sesuai yang diinginkan.

Gambar 2.9 rangkaian dasar catu daya sistem switching

2.4. Motor DC

2.4.1 Prinsip Kerja Motor DC

Motor DC adalah suatu perangkat yang digunakan untuk

menghasilkan daya mekanis berupa putaran dengan masukan berupa tegangan yg dihasilkan dari sumber tegangan DC.Putaran pada motor DC di dapat dari dorongan medan magnet yang dihasilkan penghantar yang dialiri arus DC.Penghantar ini biasanya berupa lilitan kawat tembaga yang di tempatkan pada bagian motor yang berputar,bagian ini di kenal dengan istilah jangkar atau amature.

Gambar 2.10 Prinsip Kerja Motor DC

Medan magnet yang dihasilkan armature akan saling tolak menolak dengan medan magnet dari penguat medan atau field.Field pada motor DC

(12)

Bisa didapat dari magnet permanen ataupun berasal dari penghantar yang dialiri arus DC ,Jika digunakan magnet permanen maka kuat medan magnet akan tetap Namun jika didapat dari aliran arus DC maka kuat medan magnet dapat diatur yaitu dengan mengatur kuat arus yang mengalir,karena lilitan magnet tembaga pada armature ikut berputar dengan putaran armature maka tidak mungkin dilakukan penyambungan langsung sumber arus dari luar ke lilitan armature .Untuk itu harus digunakan cara penyambungan dengan gesekan cincin berputar dengan sikat yang terbuat dari karbon .Namun masalahnya jika digunakan cincin berputar atau slip ring maka motor DC tidak akan dapat berputar 360°karena saat amature telah berputar 180° maka medan magnet pada amature akan menjadi sekutub dengan medan magnet pada field .Untuk itu di perlukan arus yang polaritasnya berbalik agar motor dapat meneruskan putarannya sampai360°.

2.4.2 Kontruksi Motor DC

Kontruksi dari sebuah motor DC ditunjukkan seperti pada gambar 2.5 (a) di bawah ini. Pada motor arus searah rotornya mempunyai kumparan tidak hanya satu, terdiri kumparan dan komulator yang banyak untuk mendapatkan torsi yang terus menerus. Rotor terdiri dari jangkar yang intinya terbuat dari lempengan – lempengan yang ditaktik. Susunan lempengan membentuk celah – celah tersebut dimasukin konduktor kumparan jangkar. Ujung tiap – tiap kumparan dihubungkan pada satu segment komutator. Tiap segment merupakan pertemuan dua ujung kumparan yang terhubung.

(13)

(a) (b)

Gambar 2.11 (a) Bagian – bagian Motor DC. (b) Bentuk Motor DC

2.5. Tombol Push Button

Tombol push-on adalah tombol yang digunakan untuk mengontrol kondisi on atau off suatu rangkaian listrik. Tombol push-on memiliki tipe kontak NO (Normally Open = kondisi terbuka) dengan prinsip kerja tombol tekan adalah kerja sesaat maksudnya jika tombol kita tekan sesaat maka akan kembali pada posisi semula (hanya memicu Vcc sesaat).

(14)

2.6. Limit Switch

Umumnya limit switch adalah sebuah saklar atau pembatas aliran yang digunakan untuk mengetahui ada tidaknya suatu obyek di lokasi tertentu. Limit

switch akan aktif jika mendapatkan sentuhan atau tekanan dari suatu benda fisik.

Gambar 2.13 Limit Switch

2.7. Aplikasi Program Arduino IDE (Integrated Development

Environtment).

Untuk memulai program Arduino (untuk membuatnya melakukan apa yang kita inginkan) kita menggunakan IDE Arduino (Integrated Development Environtment), IDE Arduino adalah bagian software opensource yang memungkinkan kita untuk memprogram bahasa Arduino dalam bahasa C. IDE memungkinkan kita untuk menulis sebuah program secara step by step kemudian instruksi tersebut di upload ke papan Arduino. Kemudian Arduino anda akan melakukan instruksi tersebut dan berinteraksi dengan dunia luar. Dalam dunia Arduino, program ini dikenal sebagai Sketches.

(15)

Gambar 2.14 Tampilan Program IDE (Integrated Development Environtment) IDE terpisah dari toolbar, The Code ada ditengah dan The Serial Output ada dibawah terdiri dari tujuh tombol diantaranya :

1. Verity / compile Digunakan untuk mengecek atau memeriksa apakah kode sudah benar sebelum dikirim kepapan Arduino.

2. Stop Berfungsi untuk memberhentikan Serial Monitor dari pengoperasian. 3. New Berfungsi untuk membuat tampilan lembar kerja atau sketch baru

untuk memasukkan kode.

4. Open Menampilkan list lembar kerja yang telah tersimpan. 5. Save Menyimpan lembar kerja atau sketch.

6. Upload Mengirim lembar kerja kedalam papan Arduino.

7. Serial Monitor Menampilkan hasil data – data yang telah dikirim dari Arduino.

(16)

2.8. Drive Motor H-Bridge Transistor

H-Bridge Transistor adalah rangkaian yang konfigurasi atau susunan transistornya seperti membentuk huruf H .Transistor ini digunakan sebagai switching atau sebagai saklar sehingga nantinya motor dapat berputar searah jarum jam(clockwise) dan berlawanan arah jarum jam (counter clockwise).Penerapan H-Bridge banyak digunakan pada drive motor.adapun type transistor yang banyak digunakan dalam rangkaian H-Bridge adalah transistor TIP 31 DAN TIP 32.

Pengertian dari transistor itu sendiri adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar.Transistor memiliki 3 kutub atau kaki yang diberi nama: kolektor (C),Basis(B),dan Emitor(E) prinsip kerja transistor jika pada basis mengalir arus Ib,maka pada kolektor mengalir arus Ic dan pada emitor mengalir arus Ie dengan hubungan :

Ie=Ib+Ic

Dimana: Ie=arus pada emitor Ib=arus pada basis Ic=arus pada kolektor

Pada drive motor H-Bridge Transistor ini ,peranan transistor sangatlah penting bagi rangkaian .Transistor dapat dipergunakan untuk : sebagai penguat arus,tegangan dan daya ac-dc,sebagai penyearah arus dan sebagai switch atau saklar.Apabila rangkaian berlogika Q1=0 dan Q2=0,maka motor tidak akan bekerja ,jika berlogika Q1=1 dan Q2=0 ,maka motorakan berputar berlawanan arah jarum jam.Jika Q1=0 DAN Q2=1 maka motor akan bekerja searah jarum jam sedangkan jika Q1 dan Q2=1 maka akan meyebabkan

(17)

semua transistor dalam kondisi saturasi,secara logika motor tidak akan berputar karna tidak ada beda potensial pada ujung-ujung konektornya berikut adalah gambar skema rangkaian Drive Motor H-Bridge Transistor.

Gambar 2.16 gambar skema motor H-Bridge transistor

2.9. Kunci Elektromagnetik

Kunci elektro magnetic merupakan alat pengunci elektrik yg bersifat elektro magnetic 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 magnetic.dan tuas kunci dapat mengunci secara otomatis.

(18)

Berikut adalah bentuk fisik dari kunci elektromagnetik.

Gambar 2.17 bentuk fisik kunci elektromagnetik

Ketika di beri tegangan 12 volt dc maka lilitan akan menginduksikan magnet ,karena magnet didalam alat tersebut di hadapkan pada 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.

2.10. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara . Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker ,jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektro magnet ,kumparan tadi akan tertarik kedalam atau keluar ,tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya,karna kumparan dipasang diafragma maka setiap kumparan akan menggerakan diafragma secara bolak-

(19)

balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa peruses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat.

Berikut adalah bentuk fisik dari buzzer.

Gambar 2.18 Bentuk fisik buzzer

2.11.Study Literatur Jurnal

Dalam Pembuatan alat sistem pengaman brankas menggunakan finger

print berbasis arduino uno ini. Penulis mengambil reverensi dari berbagai jurnal di

(20)

Tabel 2.1 Study Literatur Jurnal