RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN KUNCI LEMARI
OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SIDIK JARI DENGAN
TAMPILAN PADA SMARTPHONE BERBASIS BLUETOOTH
HC-05
TUGAS AKHIR
EMIA HANDA YANI BR KABAN 182408073
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN KUNCI LEMARI
OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SIDIK JARI DENGAN
TAMPILAN PADA SMARTPHONE BERBASIS BLUETOOTH
HC-05
TUGAS AKHIR
DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI TUGAS AKHIR DAN MEMENUHI SYARAT MEMPEROLEH GELAR AHLI MADYA
EMIA HANDA YANI BR KABAN 182408073
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2021
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN KUNCI LEMARI
OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SIDIK JARI P
DENGAN TAMPILAN PADA SMARTPHONE BERBASIS
BLUETOOTH HC-05
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 19 Juli 2021
Emia Handa Yani Br Kaban 182408073
RANCANG BANGUN SISTEM KEAMANAN KUNCI LEMARI
OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR SIDIK JARI DENGAN
TAMPILAN PADA SMARTPHONE BERBASIS BLUETOOTH
HC-05
ABSTRAK
Judul penelitian ini adalah otomatisasi sistem keamanan kunci lemari menggunakan sensor sidik jari dengan tampilan pada smartphone berbasis bluetooth HC-05 . Tujuan penelitian ini adalah merancang sistem keamanan kunci lemari menggunakan sensor sidik jari berbasis mikrokontroler Arduino dan menggunakan bluetooth HC-05. Sensor sidik jari yang telah memindai oleh gurat- gurat jari tangan guna mendapatkan pencocokan pola sidik jari. Scanning yang dilakukan oleh alat pemindai akan di simpan dalam memori. Hasil scanning lalu disimpan dalam format digital pada saat enrollment atau pendaftaran sidik jari. Setelah itu, rekaman sidik jari akan diproses dan dibuatkan daftar pola fitur sidik jari yang unik. Pola fitur sidik jari yang unik tersebut kemudian disimpan dalam memori atau database. Kemudian akan diteruskan kepada mikrokontroler untuk diolah yang kemudian akan memerintahkan
solenoid lock untuk membuka atau menutup kunci lemari. Hasil output yang
didapatkan jika sidik jari terdeteksi yaitu akan mengirim notifikasi pada smartphone. Berdasarkan pengujian yang telah maka dapat disimpulkan bahwa sistem keamanan kunci lemari otomatis menggunakan sensor sidik jari dengan tampilan smartphone ini dapat digunakan baik.
Kata kunci : Sensor Sidik Jari, Perangkat Arduino, Solenoid Lock, Buzzer,Relay,Push Button,Power Adaptor,Bloototh HC-05
DESIGN AND BUILD OF CLOTHER LOCK SECURITY SYSTEM AUTOMATICALLY USING THE FINGERPRINT SENSOR WITH
SMARTPHONE DISPLAY BASED ON BLUETOOTH HC-05
ABSTRACT
The title of this research is the automation of the locker security system using fingerprint sensor with HC-05 bluetooth based smartphone display. The purpose of this study is to discuss the locker security system using fingerprint sensor. Fingerprint sensor that has been translated by finger strokes to get matching fingerprint patterns. The scan performed by the scanner will be stored in memory. Past scans are saved in digital format at the time of registration or fingerprint enrollment. After that, the fingerprint fingerprint will be processed and a list of unique fingerprint patterns will be made. Unique fingerprint database. Then it will be forwarded to the microcontroller to be processed which will then be sent a solenoid key to open or close the cabinet lock. the output obtained if the fingerprint is detected, it will send a notification on the smartphone. Based on tests conducted on mechanics and electronics that have been made and see the objectives of the study, it can be concluded as follows: this equipment has been approved and can be used to assist the security system on the locker by using a fingerprint sensor with the display of this smartphone can be used well.
Keywords: Fingerprint Sensor, Arduino Device, Solenoid Lock, Buzzer,Relay,Push Button,Power Adaptor,blotooth HC-05
PENGHARGAAN
Dalam penyusunan tugas ahkir ini tidak terlepas dari dukungan dari berbagai pihak. Peneliti secara khusus mengucapkan terimah kasih yang sebesar- besarnya kepada semua pihak yang membantu. Peneliti banyak menerima bimbingan, petunjuk dan bantuan serta dorongan dari berbagai pihak baik yang bersifat moral maupun material. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimah kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Kedua orang tua penulis Bapak Rianto Kaban,ST dan Ibu Mellyati br Ginting tercinta yang telah memberikan bantuan moril maupun materi, semangat dan doa yang begitu besar kepada penulis.
2. Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Drs. Takdir Tamba, M.Eng. Sc, selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
4. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si, selaku Sekretaris Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
5. Ibu Siti Utari Rahayu, M.Sc, selaku pembimbing saya, yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. 6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Fisika Departemen Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
7. Senior kami Abangda Berkat Simanjuntak yang telah memberikan bantuan berupa ilmu dan motivasi dalam menyelesaikan Laporan Proyek ini.
8. Rekan D-3 Fisika yang bernama Nova Situmorang, Claudia Manurung , dan Clarita Saragih yang sensntiasa mendukung penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
9. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir yang namanya tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga Tugas Akhir ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Medan, 19 Juli 2021 Penulis,
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN ORISINALITAS ... i
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
PENGHARGAAN ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 2 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Tujuan Penelitian ... 2 1.4. Batasan Masalah... 2 1.5. Sistematika Penulisan... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 2
2.1 Fingerprint Sensor ... 4
2.1.1 Teknik Pembacaan Sidik Jari ... 5
2.1.2 Cara kerja akses kontrol pintu sidik jari ... 7
2.2. Mikrokontroler Arduino Nano ... 7
2.2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano ... 8
2.2.2 Spesifikasi Arduino Nano ... 9
2.3. Solenoid lock ... 9
2.4 Buzzer ... 10
2.5. Relay ... 11
2.6. Push Button ... 11
2.7. LCD (Lyquid Crystal Display) ... 12
2.8 Sensor ... 14
2.8.1. Klasifikasi Sensor... 15
2.8.2. Jenis-jenis Sensor ... 16
2.9 Modul Bluetooth HC-05 ... 19
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PROYEK ... 20
3.1 Diagram Blok Sistem ... 20
3.2 Rangkaian Arduino Nano ... 21
3.3 Rangkaian Sensor Sidik Jari... 22
3.4 Rangkaian Relay ... 23
3.5 Rangkaian Push Button ... 23
3.6 Rangkaian LCD ... 24
3.7 Rangkaian Modul Bluetooth HC-05 ... 26
3.8 Flowchart... 27
BAB IV PENGUJIAN ... 28
4.1 Pengujian LED ... 28
4.2 Pengujian LCD ... 28
4.3 Pengujian Keypad/tombol ... 28
4.4 Pengujian Sensor Finger print ... 30
4.5 Pengujian Relay ... 33
4.6 PengujianSolenoid... 33
4.7 Pengujian Sistem ... 34
4.8 Pengujian Modul Bluetooth HC-05 ... 35
BAB V PENUTUP ... 38
5.1 Kesimpulan ... 38
5.2 Saran ... 38 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman Tabel
2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano 9
3.1 Konfigurasi LCD 24 3.2 Pin pada LCD 24 3.3 Perancangan LCD 25 4.1 Pengujian LED 28 4.2 Pengujian Relay 33 4.3 Pengujian Solenoid 33 4.4 Pengujian Sistem 34
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 Sensor Finger Print 5
2.2 Arduino Nano 7 2.3 Solenoid 10 2.4 Buzzer 11 2.5 Relay 11 2.6 Push Button 11 2.7 LCD 12 2.8 Sensor 14 2.9 Modul Bluetooth HC-05 19
3.1 Diagram Blok Proyek 20
3.2 Perancangan Arduino Nano 22
3.3 Perancangan Sensor Fingerprint 22
3.4 Perancangan Relay 23
3.5 Perancangan Push Button 24
3.6 Perancangan LCD 25
3.7 Perancangan Modul Bluetooth HC-05 26
3.8 Flowchart 27
4.1 Pengujian LCD 28 4.2 Pengujian Tombol Daftar 29
4.3 Pengujian Tombol Delete 29 3.4 Pengujian Tombol Up 29 4.5 Pengujian Tombol Down 30 4.6 Pengujian sensor 31
4.7 Module found 32
4.8 No finger found 32
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Keamanan merupakan hal yang sangat dirasakan semua orang. Dengan adanya keamanan dalam posisi dimanapun berada pasti akan nyaman tidak menimbulkan rasa gelisah gundah yang bisa menyebabkan datangnya penyakit ataupun rasa yang tak nyaman. Hal itu dikarenakan sistem keamanan lemari yang sering kita jumpai saat ini masih menggunakan cara manual yaitu, menggunakan gembok dan kunci manual. Kelemahan cara manual ini adalah dapat dibuka menggunakan kunci duplikat dan juga dapat dibobol. Hal ini bisa menyebabkan pemilik lemari mengalami kerugian. (Arsyad, 2021)
Maka untuk menjaga keamanan lemari maka perlu adanya pengaman yang tidak semua orang dapat mengaksesnya, sehingga dengan seminimalmungkin dapat mencegah terjadinya pencurian. Salah satu cara pengamanan yang dapat dilakukan yaitu pembuatan kunci lemari otomatis menggunakan sensor sidik jari. Kelemahan cara manual ini adalah dapat dibuka menggunakan kunci duplikat dan juga dapat dibobol.Pada era modern, perkembangan teknologi yang terjadi pada alat yang tadinya manual kini menjadi serba otomatis dengan adanya mikrokontroler. Hal ini dapat dilihat dari banyaknya peralatan elektronik dalam kehidupan sehari-hari yang serba otomatis. Peralatan elektronik yang berbasis mikrokontroler memang memiliki manfaat yang luar biasa apabila dikembangkan oleh para ahli dibidangnya.Hal ini bisa menyebabkan pemilik lemari mengalami kerugian. Maka untuk mengatasi masalah pencurian ini diciptakan suatu alat yaitu lemari penyimpanan otomatis menggunakan sensor sidik jari berbasis arduino uno. Arduino uno adalah papan mikrokontroler yang bersifat open source yang berfungsi sebagai sistem kontrol dari semua rangkaian sistem keamanan pintu sidik jari. Penggunaan Sensor sidik jari digunakan untuk proses pemindaian dalam membuka kunci lemari secara otomatis. Maka dari itu, dengan sistem keamanan ini pemilik lemari bisa lebih mudah pada waktu membuka dan mengunci lemari. (Khalid, 2020) .
Secara praktis teknologi ini akan menjadi kebutuhan sekunder personal sehingga dapat digunakan untuk mencegah pembobolan atau pemalsuan kunci lemari. Melihat
kondisi tersebut maka penelitian ini berjudul “Rancang Bangun Sistem Keamanan Kunci Lemari Otomatis Menggunakan Sensor Sidik Jari Dengan Tampilan Pada Smartphone Berbasis Bluetooth HC-05”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang sistem keamanan kunci lemari otomatis menggunakan sensor sidik jari.
2. Bagaimana menguji keakuratan sensor sidik jari yang digunakan pada sistem pengaman lemari otomatis.
3. Bagaimana menguji kefektifan aktuator yang digunakan pada sistem pengaman lemari otomatis.
1.3 Tujuan
1. Merancang sistem keamanan kunci lemari otomatis dengan menggunakan sensor sidik jari.
2. Menguji keakuratan sensor sidik jari yang digunakan dalam sistem keamanan kunci lemari otomatis.
3. Menguji keefektifan aktuator yang digunakan pada sistem pengaman lemari otomatis.
1.4 Batasan Masalah
Mengingat keterbatasan waktu dan untuk menghindari topik yang tidak perlumaka penulis membatasi pembahasan pembuatan alat ini. Adapun permasalahan ini adalah : 1. Kontroler yang digunakan pada sistem ini adalah Arduino Nano.
2. Adaptor sebagai sumber tegangan yang memberikan daya pada Arduino Nano. 3. Sensor yang digunakan adalah sensor sidik jari.
4. Alat ini memiliki 3 push button untuk memindai maupun mengakses kunci lemari otomatis menggunakan sensor sidik jari.
5. Aktuator yang digunakan ketika sensor tidak dapat mendeteksi sidik jari adalah Solenoid
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penulisan tugas akhir ini, penulis membuat suatu sistematika penulisan yang terdiri dari :
1. BAB I: PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas latar belakang tugas akhir, identifikasi masalah, batasan masalah, tujuan, metode penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan 2. BAB II: LANDASAN TEORI
Bab ini akan menjelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan.
3. BAB III: PERANCANGAN ALAT
Bab ini membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan. 4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Berisi tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat dan lain-lain.
5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Sebagai bab terakhir penulis akan menguraikan beberapa kesimpulan dari uraian bab-bab sebelumnya, dan penulis akan berusaha memberikan saran yang mungkin bermanfaat.
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Fingerprint Sensor
Sidik Jari merupakan identitas pribadi yang tidak mungkin ada yang menyamainya. Sifat-sifat atau karakteristik yang dimiliki oleh sidik jari adalah parennial nature yaitu guratan-guratan pada sidik jari yang melekat pada manusia seumur hidup, immutability yang berarti bahwa sidik jari seseorang tak akan pernah berubah kecuali sebuah kondisi yaitu terjadi kecelakaan yang serius sehingga mengubah pola sidik jari yang ada dan individuality yang berarti keunikan sidik jari merupakan originalitas pemiliknya yang tak mungkin sama dengan siapapun di muka bumi ini sekali pun pada seorang yang kembar identik. (Sinaga Triandes , 2013).
Sidik jari atau fingerprint merupakan perangkat elektronik yang sudah banyak digunakan dalam mendeteksi jari setiap manusia dan sudah banyak digunakan di berbagai tempat yang bertujuan sebagai alat pengotrol maupun sebagi pendeteksi dan pendataan manusia, karena pada prinsipnya setiap manusia tidak terdapat sidik jari yang sama sekalipun lahir dengan kembar. Sidikjari(fingerprint) adalah hasil reproduksi tapak jari baik yang disengaja diambil, dicapkan dengan tinta, maupun bekas yang ditinggalkan pada benda karena pernah tersentuh kulit telapak tangan atau kaki.
Dari hasil penelitian,ditemukan 9 macam pola utama pappilary ridge antara lain: 1. Loop: Terdiri dari satu atau lebih kurva bebas dari ridge dan sebuah delta.
2. Arch: Membentuk pola dengan ridge berada di atas ridge yang lain dalam bentuk lengkungan umum.
3. Whorl: Pola ini terdiri dari satu atau lebih kurva bebas ridge dan dua buah delta.
4. Tented Arch: Pola ini terdiri dari paling tidak sebuah ridge yang melengkung
keatas yangkemudian bercabang menjadi dua ridge.
5. Double Loop: Pola ini membentuk dua formasi lengkungan yang lalu berpisah, dengan dua titik delta.
6. Central Pocket Loop Terdiri dari satu atau lebih kurva ridge dan dua titik delta. 7. Accidental: Pola ini mempunyai dua titik delta. Satu delta akan berhubungan dengan lengkungan keatas, dan delta yang lain terhubung dengan lengkungan yang
lain.
8. Composite: Terdiri dari gabungan dua atau lebih pola yang berbeda.
9. Lateral Pocket Loop: Pola ini terdiri dari dua lengkungan yang terpisah. Ada dua titik dua delta Sampai saat ini dan untuk masa yang akan datang sidik jari merupakan salah satu cara yang paling aman karena sidik jari tidak bisa dimanipulasi.Sidik jari telah terbukti cukup akurat, aman, mudah dan nyaman untuk dipakai sebagai identifikasi dibandingkan dengan sistem lainnya seperti retina mata atau
deoxyribonucleicacid (DNA)
Gambar 2.1 Sensor Finger Print
Pendeteksian sidik jari dilakukan dengan menggunakan perangkat elektronik dan kemudian dari hasil scanning sebelumnya disimpan dalam bentuk format digital yang kemudian diteruskan kedalam pemrosesan data dalam bentuk pola fitur jari yang kemudian disimpan dalam memori penyimpanan database.
Sensor sidik jari (Fingerprint) telah banyak yang beredar di pasaran, untuk itu salah satu sensor sidik jari yang murah meriah akan tetapi sangat baik kerjanya adalah
fingerprint yang mana sensor ini akan mengirim data ID sidik jari melalui
komunikasi serial.
2.1.1 Teknik Pembacaan Sidik Jari
Scanning sidik jari dilakukan dengan menggunakan module finger print.Hasil scanning lalu disimpan dalam format digital pada saat registrasi atau enrollment
pendaftaran sidik jari.Setelah itu, rekaman sidik jari tersebut diproses dan dibuatkan dafar pola fitur sidik jari yang unik (dalam hal ini pembeda sidik jari satu dengan
yang lainnya adalah berupa ID dan User yang berbeda).Pola sidik jari yang unik tersebut kemudian disimpan dalam memori module finger print.
Sensor sidik jari yang digunakan untuk keperluan lain seperti akses kontrol dan mempunyai beberapa teknik pembacaan sidik jari, antara lain adalah :
1. Optis
Dengan teknik ini, pola sidik jari direkam atau discan dengan teknik menggunakan cahaya.Alat perekam (fingerprint scanner) yang digunakan adalah berupa kamera digital.Tempat untuk meletakkan ujung jari disebut permukaan sentuh (scan area). Dibawah scan area, terdapat lampu atau pemancar cahaya yang menerangi permukaan ujung jari. Hasil pantulan cahaya dari ujung jari ditangkap oleh penerima yang selanjutnya menyimpan gambar sidik jari tesebut kedalam memori module
fingerprint.
Kelemahan metode ini adalah hasil scanning sangat tergantung dari kualitas sidik jari. Jika kualitas sidik jari dalam keadaan kotor atau terluka, maka kualitas hasil pembacaan akan tidak bagus. Kelemahhan lain adalah teknik ini bisa diakali dengan jari palsu..
2. UltraSonik
Teknik ini hampir sama dengan teknik yang digunakan dalam dunia kedokteran. Dalam teknik ini digunakan suara berfrekuensi sangat tinggi untuk menembus lapisan epidermal kulit.Suara frekuensi tinggi tersebut dibuat dengan menggunakan
tranducer piezoelectric.Setelah itu, pantulan energi tersebut ditangkap menggunakan
alat yang sejenis.Pola pantulan ini dipergunakan untuk menyusun citra sidik jari yang dibaca. Dengan cara ini,tangan yang kotor tidak menjadi masalah. Dengan demikian juga permukaanscanner yang kotor tidak akan menghambat proses pembacaan. 3. Kapasitant
Teknik ini menggunakan cara pengukuran kapasitant untuk membentuk citra sidik jari scan area berfungsi sebagai lempeng kapasitor, dan kulit ujung jari berfungsi sebagai lempeng kapasitor lainnya. Karena adanya ridge (gundukkan) dan valley (lembah) pada sidik jari, maka kapasitas dari kapasitor masing-masing orang berbeda.Kelemahan ini adalah adanya listrik statis pada tangan.Untuk menghilangkan listrik statis ini, tangan harus digrounding.
4. Thermal
Teknik ini menggunakan perbedaan suhu antara ridge (gundukan) dengan valley (lembah) sidik jari untuk mengetahui pola sidik jari. Cara yang dilakukan adalah dengan menggosokkan ujung jari (swap) ke scan area. Bila ujung jari hanya diletakkan saja, dalam waktu singkat, suhunya akan sama karena adanya prses keseimbangan.
2.1.2 Cara Kerja Akses Kontrol Pintu SidikJari
Cara kerja akses kontrol pintu menggunakan sidik jari bekerja berdasarkan prinsip kerja mesin identifikasi sidik jari.Pada mesin akses kontrol sidik jari, pengguna harus meregistrasikan dulu jarinya. Sampel jari akan disimpan di dalam alat sidik jari. Pada saat pengguna melakukan verifikasi pada alat sidik jari, maka mesin sidik jari tersebut akan memeriksa apakah sidik jari yang baru saja discan cocok dengan salah satu sidik jari yang tersimpan di dalam alat sidik jari tersebut. Jika terdapat kecocokan, maka alat tersebut akan mengirimkan sinyal kepada alat akses kontrol untuk membuka atau menutup relay-nya (tergantung jenis relay-nya Normal Open atau Normal Close). Akibat dari terbuka dan tertutupnya relay tersebut, kunci (door
lock) akan terbuka dan pengguna bisa melakukan akses. Beberapa tipe mesin akses
kontrol pintu sudah mengintegrasikan sensor sidik jari ke handle pintu. Cara pemakaiannya yaitu pengguna harus melakukan verifikasi.
2.2 Mikrokontroler Arduino Nano
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih IDE adalah sebuah software yang berperan untuk menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng- upload ke dalam memory microcontroler.
Arduino Nano adalah salah satu board mikrokontroler yang berukuran kecil, lengkap dan mendukung penggunaan breadboard.Arduino Nano diciptakan dengan basis microcontroler ATmega328 (untuk Arduino Nano versi 3.x) atau Atmega 16(untuk Arduino versi 2.x). Arduino Nano kurang lebih memiliki fungsi yang samadengan Arduino Duemilanove, tetapi dalam paket yang berbeda. ArduinoNano tidak menyertakan colokan DC berjenis Barrel Jack, dan dihubungkan ke komputer menggunakan port USB Mini-B. Arduino Nano dirancang dan diproduksi oleh perusahaanGravitecth.
2.2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Konfigurasi pin Arduino Nano.Arduino Nano memiliki 30 Pin. Berikut Konfigurasi pin Arduino Nano.
1. AREF merupakan Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsianalogReference().
2. RESET merupakan Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang) mikrokontroler. Biasanya digunakan untuk menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utamaArduino
3. Serial RX (0) merupakan pin sebagai penerima TTL dataserial. 4. Serial TX (1) merupakan pin sebagai pengirim TT dataserial.
5. External Interrupt (Interupsi Eksternal) merupakan pin yang dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubahannilai.
6. Output PWM 8 Bit merupakan pin yang berfungsi untuk dataanalogWrite(). 7. SPI merupakan pin yang berfungsi sebagai pendukungkomunikasi.
8. LED merupakan pin yang berfungsi sebagai pin yag diset bernilai HIGH, maka LED akan menyala, ketika pin diset bernilai LOW maka LED padam. LED Tersedia secara built-in pada papan ArduinoNano.
9. Input Analog (A0-A7) merupakan pin yang berfungsi sebagi pin yang dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka menggunakan fungsianalogReference()
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Arduino Nano
Nomor Pin Arduino Nano Nama Pin Arduino
1 Digital Pin 0 (TX) 2 Digital Pin 0 (RX) 3 & 28 Reset 4 & 29 GND 5 Digital Pin 2 6 Digital Pin 3 (PWM) 7 Digital Pin 4 8 Digital Pin 5 (PWM) 9 Digital Pin 6 (PWM) 10 Digital Pin 7 11 Digital Pin 8 12 Digital Pin 9 (PWM) 13 Digital Pin 10 (PWM-SS)
14 Digital Pin 11 (PWM-MOSI)
15 Digital Pin 12 (MISO)
16 Digital Pin 13 (SCK) 18 AREF 19 Analog Input 0 20 Analog Input 1 21 Analog Input 2 22 Analog Input 3 23 Analog Input 4 24 Analog Input 5 25 Analog Input 6 26 Analog Input 7 27 VCC 30 Vin
2.2.2 Spesifikasi Arduino Nano
Berikut ini adalah spesifikasi yang dimiliki oleh Arduino Nano:
1. Chip Mikrokontroller menggunakan ATmega328p atauAtmega168. 2. Tegangan operasi sebesar5volt.
3. Tegangan input (yang disarankan) sebesar 7volt – 12volt.
4. Terdapat pin digital I/O 14 buah dan 6 diantaranya sebagai output PWM. 5. 8 Pin InputAnalog. (WICAKSANA, 2017)
2.3 Solenoid Lock
Solenoid Lock difungsikan khusus sebagai untuk pengunci pintu secara elektronik.Solenoid ini mempunyai dua sistem kerja, yaitu Normaly Close (NC) dan
Normaly Open (NO). Perbedaan dari keduanya adalah sebagai berikut ini
solenoid akan memanjang (tertutup). Dan untuk cara kerja dari Solenoid NO adalah kebalikannya dari Solenoid NC. Biasanya kebanyakan solenoid lock membutuhkan input atau tegangan kerja DC tetapi ada juga solenoid lock yang hanya membutuhkan input tegangan 5V DC sehingga dapat langsung bekerja dengan tegangan output dari pin IC digital. Namun jika yang di gunakan Solenoid Lock yang 12V DC. Berarti dibutuhkan power supply 12V dan sebuah relay untuk mengaktifkannnya.
Gambar 2.3 Solenoid 2.4 Buzzer
Buzzer Elektronika adalah sebuah komponen elektronika yang dapat menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan ukuran buzzer elektronika itu sendiri. Pada umumnya, buzzer elektronika ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer elektronika akan menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi.
Pada dasarnya, setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz. Jenis buzzer elektronika yang sering digunakan dan ditemukan dalam rangkaian adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric (Piezoelectric Buzzer). Hal itu karena Piezoelectric Buzzer memiliki berbagai kelebihan diantaranya yaitu lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah penggunaannya ketika diaplikasikan dalam rangkaian elektronika.
Gambar 2.4 Buzzer 2.5 Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioprasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen
electromechanical atau elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga
dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi.
Gambar 2.5 Relay 2.6 Push Button
Push Button adalah saklar tombol tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau
penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Dengan sistem kerja tekan
unlock (tidak mengunci). Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja
sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.
2.7 LCD ( Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang dapat menampilkan tulisan.
Salah satu jenisnya memiliki dua baris dengan seetiap baris terdiri dari 16 karakter. LCD seperti itu bisa disebut LCD 16x2. (Kadir, 2012 :196)
LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang digunakan memiliki warna cerah. Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pada sisi dalam lempeng kaca bagian depan. Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau system menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah dibawah terang sinar matahari.
Gambar 2.7 LCD
Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :
DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
1. CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
2. CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.
Berikut Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah:
1. Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD dapat dibaca pada saat pembacaan data.
2. Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau ke DDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut ke DDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya
Pin kaki atau jalur input dan kontrol dalam suatu LCD diantaranya adalah :
1. Pin data adalah jalur untuk memberikan data karakter yang ingin ditampilkan menggunakan LCD dapat dihubungkan dengan bus data dari rangkaian lain seperti mikrokontroler dengan lebar data 8 bit.
2. Pin RS (Register Select) berfungsi sebagai indikator atau yang menentukan jenis data yang masuk, apakah data atau perintah. Logika low menunjukan yang masuk adalah perintah, sedangkan logika high menunjukan data.
3. Pin R/W (Read Write) berfungsi sebagai instruksi pada modul jika low tulis data sedangkan high baca data.
4. Pin E (Enable) digunakan untuk memegang data baik masuk atau keluar.
5. Pin VLCD berfungsi mengatur kecerahan tampilan (kontras) dimana pin ini dihubungkan dengan trimpot 5 Kohm, jika tidak digunakan dihubungkan ke ground, sedangkan tegangan catu daya ke LCD sebesar 5 v.
LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Kenutungan dari LCD ini adalah:
1. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat program tampilan.
2. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan 8 bit data dan 3 bit control.
3. Ukuran modul yang proporsional.
4. Data yang digunakan relative sangat kecil.
2.8 Sensor
Sensor adalah perangkat yang digunakan untuk mendeteksi perubahan besaran fisik seperti tekanan, gaya, besaran listrik, cahaya, gerakan, kelembaban, suhu, kecepatan dan fenomena-fenomena lingkungan lainnya. Setelah mengamati terjadinya perubahan, Input yang terdeteksi tersebut akan dikonversi mejadi Output yang dapat dimengerti oleh manusia baik melalui perangkat sensor itu sendiri ataupun ditransmisikan secara elektronik melalui jaringan untuk ditampilkan atau diolah menjadi informasi yang bermanfaat bagi penggunanya.
Gambar 2.8 Berbagai macam jenis sensor (https://teknikelektronika.com/)
Sensor pada dasarnya dapat digolong sebagai transduser input karena dapat mengubah energi fisik seperti cahaya, tekanan, gerakan, suhu atau energi fisik lainnya menjadi sinyal listrik ataupun resistansi (yang kemudian dikonversikan lagi ke tegangan atau sinyal listrik).
2.8.1 Klasifikasi Sensor
Sensor-sensor yang digunakan pada perangkat elektronik pada dasarnya dapat diklasifikasikan menjadi dua kategori utama yaitu :
1. Sensor Pasif dan Sensor Aktif
Sensor pasif adalah jenis sensor yang dapat menghasilkan sinyal output tanpa memerlukan pasokan listrik dari eksternal. Contohnya Termokopel (Thermocouple) yang menghasilkan nilai tegangan sesuai dengan panas atau suhu yang diterimanya.
Sedangkan sensor aktif adalah jenis sensor yang membutuhkan sumber daya eskternal untuk dapat beroperasi. Sifat fisik sensor aktif bervariasi sehubungan dengan efek eksternal yang diberikannya. Sensor Aktif ini disebut juga dengan sensor pembangkit otomatis (Self Generating
Sensors).
2. Sensor analog dan sensor digital
Sensor analog adalah sensor yang menghasilkan sinyal output yang kontinu atau berkelanjutan. Sinyal keluaran kontinu yang dihasilkan oleh sensor analog ini sebanding dengan pengukuran. Berbagai parameter analog ini diantaranya adalah suhu, tegangan, tekanan, pergerakan dan lain-lainnya. Contoh sensor analog ini diantaranya adalah akselerometer (accelerometer), sensor kecepatan, sensor tekanan, sensor cahaya dan sensor suhu.
Sedangkan sensor digital adalah sensor yang menghasilkan sinyal keluaran diskrit. Sinyal diskrit akan non-kontinu dengan waktu dan dapat direpresentasikan dalam “bit”. Sebuah sensor digital biasanya terdiri dari sensor, kabel dan pemancar. Sinyal yang diukur akan diwakili dalam format digital. Output digital dapat dalam bentuk logika 1 atau logika 0 (ON atau OFF). Sinyal fisik yang diterimanya akan dikonversi menjadi sinyal digital di dalam sensor itu sendiri tanpa komponen eksternal. Kabel digunakan untuk transmisi jarak jauh.
2.8.2 Jenis-Jenis Sensor
Berdasarkan penggunaannya, sensor memiliki bermacam-macam jenis yaitu sebagai berikut:
1. Akselerometer (accelerometer)
Sensor akselerometer adalah sensor yang mendeteksi perubahan posisi, kecepatan, orientasi, goncangan, getaran, dan kemiringan dengan gerakan indra. Akselerometer analog ini dapat digolongkan lagi menjadi beberapa yang berbeda berdasarkan variasi konfigurasi dan sensitivitas. Berdasarkan pada sinyal keluaran, akselerometer analog menghasilkan tegangan variabel konstan berdasarkan jumlah percepatan yang diterapkan pada akselerometer. Akselerometer analog ini dapat digolongkan lagi menjadi beberapa yang berbeda berdasarkan variasi konfigurasi dan sensitivitas.
2. Sensor cahaya (light sensor)
Sensor cahaya atau light sensor adalah Sensor analog yang digunakan untuk mendeteksi jumlah cahaya yang mengenai Sensor tersebut. Sensor cahaya analog ini dapat diklasifikasikan lagi menjadi beberapa jenis seperti foto-resistor, Cadmium Sulfide (CdS), dan fotosel. Light
dependent resistor (LDR) dapat digunakan sebagai sensor cahaya
analog yang dapat digunakan untuk menghidupkan dan mematikan beban secara otomatis berdasarkan intensitas cahaya yang diterimanya. Resistansi LDR akan meningkat apabila intensitas cahaya menurun. Sebaliknya, Resistansi LDR akan menurun apabil intensitas cahaya yang diterimanya bertambah.
3. Sensor Suara (sound sensor)
Sensor suara adalah sensor analog yang digunakan untuk merasakan tingkat suara. Sensor suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan listrik untuk merasakan tingkat suara. Proses ini memerlukan beberapa sirkuit, dan menggunakan mikrokontroler bersama dengan mikrofon untuk menghasilkan sinyal output analog.
4. Sensor tekanan (pressure sensor)
Sensor tekanan atau pressure sensor adalah sensor yang digunakan untuk mengukur jumlah tekanan yang diterapkan pada sebuah sensor. Sensor tekanan akan menghasilkan sinyal keluaran analog yang sebanding dengan jumlah tekanan yang diberikan. Sensor piezoelektrik adalah salah satu jenis sensor tekanan yang dapat menghasilkan sinyal tegangan keluaran yang sebanding dengan tekanan yang diterapkan padanya.
5. Sensor suhu (temperature sensor)
Sensor suhu atau temperature sensor adalah sensor yang tersedia secara luas baik dalam bentuk sensor digital maupun analog. Ada berbagai jenis sensor suhu yang digunakan untuk aplikasi yang berbeda. Salah satu sensor suhu adalah termistor, yaitu resistor peka termal yang digunakan untuk mendeteksi perubahan suhu. Apabila Suhu meningkat, resistansi listrik dari termistor akan meningkat juga. Sebaliknya, jika suhu menurun, maka resistansi juga akan menurun. 6. Sensor ultrasonik (ultrasonic sensor)
Sensor ultrasonik adalah jenis sensor non-kontak yang dapat digunakan untuk mengukur jarak serta kecepatan suatu benda. Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan sifat-sifat gelombang suara dengan frekuensi lebih besar daripada rentang suara manusia. Dengan menggunakan gelombang suara, Sensor ultrasonik dapat mengukur jarak suatu objek (mirip dengan SONAR). Sifat doppler dari gelombang suara dapat digunakan untuk mengukur kecepatan suatu objek.
7. Sensor giroskop (gyroscope sensor)
Sensor giroskop adalah sensor yang digunakan untuk merasakan dan menentukan orientasi dengan bantuan gravitasi bumi. Perbedaan utama antara aensor Akselerometer dan giroskop adalah bahwa giroskop dapat merasakan rotasi di mana akselerometer tidak bisa.
8. Sensor efek hall (hall effect sensor)
Sensor efek hall atau hall effect sensor adalah sensor yang dapat mengubah informasi magnetik menjadi sinyal listrik untuk pemrosesan rangkaian elektronik selanjutnya. Sensor efek hall ini sering digunakan sebagai sensor untuk mendeteksi kedekatan (proximity), mendeteksi posisi (positioning), mendeteksi kecepatan (speed), mendeteksi pergerakan arah (directional) dan mendeteksi arus (current sensing). 9. Sensor kelembaban (humidity sensor)
Sensor kelembaban atau humidity sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembaban suatu lokasi. Pengukuran tingkat telembaban ini sangat penting untuk pengamatan lingkungan di suatu wilayah, diagnosa medis ataupun di penyimpanan produk-produk yang sensitif. Sensor kelembaban atau humidity sensor merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembaban suatu lokasi.
10. Sel beban (load cell)
Sel beban atau load cell adalah jenis sensor yang digunakan untuk mengukur berat. Input dari load cell ini adalah gaya atau tekanan sedangkan outputnya adalah nilai tegangan listrik. Ada beberapa jenis
load cell, diantaranya adalah beam load ell, single point load cell dan
compression load cell.
11. Sensor sidik jari (fingerprint sensor)
Sensor sidik jari atau fingerprint sensor adalah sebuah alat elektronik yang menerapkan sensor scanning untuk mengetahui sidik jari seseorang guna keperluan verifikasi identitas. Sensor sidik jari seperti ini digunakan pada beberapa peralatan elektronik seperti smartphone, pintu masuk, alat absensi karyawan dan berbagai macam peralatan elektronik yang membutuhkan tingkat keamanan yang tinggi, dan hanya bisa di akses oleh orang-orang tertentu saja.
2.9 Bluetooth Module HC-05
Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel
via bluetooth yang dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas. Mode 1 berperan sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai master atau dapat bertindak sebagai transceiver. Keterangan kaki pin pada Modul :
1. Rx hc05 ke Tx arduino 2. Tx hco5 ke Rx rduino 3. Gnd ke Gnd
4. Vcc ke Vcc
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
Perancangan yang dilakukan dalam penelitian ini meliputi perancangan perangkat keras dan perencangana perangkat lunak. Perancangan perangkat keras dimulai dengan merancang diagram blok dan prinsip kerja sistem, kemudian dilanjutkan merancang rangkaian sistem dengan menggabungkan keseluruhan perangkat menjadi sebuah sistem terkendali.
3.1 Diagram Blok Sistem
Untuk mempermudah perancangan sistem diperlukan sebuah diagram blok sistem yang mana tiap blok mempunyai fungsi dan cara kerja tertentu. Adapun diagram blok dari sistem yang dirancang pada gambar 3.1 berikut :
Gambar 3.1 Diagram blok system Arduino
Nano
Relay
Push Button 4 Sensor Sidik jari
LCD PLN Push Button 3 Push Button 2 Push Button 1 Power Adaptor Bluetooth HC-05 Smartphone Solenoid
Adapun penjelasan dari blok fungsional sistem diatas adalah :
1. Sensor sidik jari (fingerprint scanner), digunakan untuk memindai sidik jari pengguna dengan database yang ada di memori dan pendaftaran sidik jari baru. 2. Arduino Nano, merupakan mikrokontroler yang berfungsi sebagai pengontrol perangkat elektronik dan dapat menyimpan program didalamnya.
3. Solenoid digunakan sebagai sistem keamanan untuk menjaga pintu tetap terkunci atau terbuka.
4. Relay digunakan sebagai saklar antara arduino dan solenoid yang nantinya intruksi dari arduino akan dilanjutkan ke relay untuk memfungsikan selenoid.
5. Buzzer digunakan sebagai pemberi peringatan (alarm)
6. Power Adaptor digunakan untuk memberi tegangan agar perangkat elektronik dapat berfungsi.
7. Push Button digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan aliran listrik dengan sistem kerja unlock
8. Liquid Crystal Display (LCD) adalah komponen yang dapat menampilkan tulisan.
9. Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel via bluetooth yang
dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas.
Penggunaan Sensor sidik jari akan dijadikan sebagai akses pemindaian pola sidik jari yang telah kita tempelkan pada permukaan sensor sidik jari, setelah pemindaian selesai hasil tersebut akan di simpan dalam format digital pada saat enrollment atau pendaftaran sidik jari. Apabila data yang telah disimpan cocok, maka arduino Nano yang telah diprogram sebelumnya akan bekerja apabila telah mendapat perintah dari data sidik jari yang telah disimpan maka pintu lemari akan terbuka. Tetapi apabila terjadi ketidakcocokan data pola sidik jari maka buzzer akan menyala menandakan bahwa data tersebut tidak terdaftar.
3.2 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Nano
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa pemrogaman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih IDE adalah sebuah software yang berperan untuk
menulis program, meng-compile menjadi kode biner dan meng- upload ke dalam memori mikrokontroler. Hal ini diberikan pada gambar 3.2
Gambar 3.2 Perancangan Arduino Nano
3.3 Perancangan Sensor Fingerprint
Sidik jari atau fingerprint merupakan perangkat elektronik yang sudah banyak digunakan dalam mendeteksi jari setiap manusia dan sudah banyak unakan di berbagai tempat yang bertujuan sebagai alat pengotrol maupun sebagi pendeteksi dan pendataan manusia, karena pada prinsipnya setiap manusia tidak terdapat sidik jari yang sama sekalipun lahir dengan kembar. Pendeteksian sidik jari dilakukan dengan menggunakan perangkat elektronik dan kemudian dari hasil scanning sebelumnya disimpan dalam bentuk format digital yang kemudian diteruskan kedalam pemrosesan data dalam bentuk pola fitur jari yang kemudian disimpan dalam memori penyimpanan database.Sensor sidik jari terdiri dari 4 pin kaki diantaranya Vcc, Gnd, Tx dan Rx. Pin Tx terhubung ke pin D2 Arduino Nano, pin Rx terhubung ke pin D3 Arduino Nano, Vcc terhubung ke Vcc dan Gnd terhubung ke Gnd. Hal ini dilihat pada gambar 3.3
3.4 Perancangan Relay
Relay adalah komponen elektronika yang berupa saklar atau switch elektrik yang dioprasikan menggunakan listrik. Relay juga biasa disebut sebagai komponen
electromechanical atau elektromagnetik sebagai penggerak kontak saklar, sehingga
dengan menggunakan arus listrik yang kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang memiliki tegangan lebih tinggi. Gnd pada Relay terhubung ke Gnd Arduino Nano, Vcc terhubung ke Vcc Arduino Nano dan pin IN Relay terhubung ke pin D11 Arduino Nano. Hal ini dilihat pada gambar 3.4
Gambar 3.4 Perancangan Relay 3.5 Perancangan Push Button
Push Button adalah saklar tombol tekan yang berfungsi sebagai pemutus atau
penyambung arus listrik dari sumber arus ke beban listrik. Dengan sistem kerja tekan
unlock (tidak mengunci).
Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal. Push button 1 terhubung ke pin A3 Arduino Nano, Push button 2 terhubung ke pin A2 Arduino Nano, Push button 3 terhubung ke pin A1 Arduino Nano, dan Push button 4 terhubung ke pin A0 ArduinoNano. Hal ini dilihat pada gambar 3.5
Gambar 3.5 Perancangan Push Button 3.6 Perancangan LCD
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan. Konfigurasi dan pin pada LCD diberikan pada tabel 3.1 dan 3.2, sedangkan perancangan LCD diberikan pada tabel 3.3
Tabel 3.1 Konfigurasi LCD Pin Bilangan biner Keterangan
RS 0 Inisialisasi
1 Data
RW 0 Tulis LCD/W (write)
1 Baca LCD/R (read)
E 0 Pintu data terbuka
1 Pintu data tertutup
Tabel 3.2 Pin Pada LCD No. Pin Nama Pin I/O Fungsi
1 VSS Power Catu daya, ground (0V)
3 VEE Power Pengatur kontras. Menurut datasheet, pin ini
perlu dihubungkan dengan pin VSS melalui resistor 5kΩ. Namun, dalam praktik, resistor yang digunakan sekitar 2,2kΩ.
4 RS Input Register Select
RS=HIGH: untuk mengirim data RS=LOW: untuk mengirim instruksi 5 R/W Input Read/Write control bus
R/W=HIGH: mode untuk membaca data di LCD
R/W=LOW: mode penulisan ke LCD Dihubungkan dengan LOW untuk mengirim data ke layar.
6 E Input Data enable signal, untuk mengontrol ke LCD.
Ketika bernilai LOW, LCD tidak dapat diakses. 7-14 DB0-DB7 I/O Data bus line
15 BLA Power Catu daya layar, positif (+5V)
16 BLK Power Catu daya layar, negative (0V)
Tabel 3.3 Perancangan LCD
No Pin Arduino Pin LCD
1 GND GND
2 A5 SCL
3 A4 SDA
Gambar 3.6 Perancangan LCD
3.7 Bluetooth Module HC-05
Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel via bluetooth yang dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas. Mode 1 berperan sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai master atau dapat bertindak sebagai transceiver. Pin penerima data Rx Arduino terhubung ke pin Tx Bluetooth HC-05, pin Tx Arduino terhubung ke pin Rx
Bluetooth HC-05. Hal ini dilihat pada gambar 3.7
3.8 Flowchart Sistem
Gambar 3.8 Flowchart Sistem Start
Inisiasi pin LCD finger
Silahkan daftar sidik jari anda
End
T Y
Y Baca sidik jari
Apakah sidik jari dikenali?
Door lock on Lemari terbuka
Tampilkan pengguna ke dalam alat pada LCD
BAB 4 PENGUJIAN 4.1 Pengujian LED
LED digunakan sebagai indicator dialiri dengan tegangan bias yang mengalir dari anoda ke katoda untuk dapat menyalakannya. Hasilnya diberikan pada tabel :
No Tegangan Kondisi LED
1 5V ON
2 0V OFF
4.2 Pengujian LCD
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD di hubungkan langsung ke port dari mikrokontroller yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk di tampilkan pada LCD. Pengujian pada LCD dilakukan dengan memberi program kepada arduino dan pada LCD ditampilkan hasilnya yaitu Test LCD 16X02. Hal ini dilihat pada gambar 4.1
Gambar 4.1 Pengujian LCD 4.3 Pengujian Keypad/tombol
Terdapat 4 tombol, jika tombol 1 ditekan maka remove finger, berarti membuat sidik jari yang akan didaftarkan dengan cara menempelkan sidik jari pada permukaan sensor finger print.
Jika tombol 1(Daftar) di tekan maka diperlihatkan gambar 4.2 dibawah ini :
Gambar 4.2 Tombol Daftar
Jika tombol 2 (Delete) di tekan maka diperlihatkan gambar 4.3 dibawah ini :
Gambar 4.3 Tombol Delete
Fingerprint delete sucessfully berarti sidik jari yang telah didaftarkan sebelumnya telah berhasil dihapus, tergantung dimana letak sidik jari dan letak save register yang kita daftarkan sebelumnya
Jika tombol 3 di tekan menambah jumlah enter finger maka diperlihatkan gambar 4.4 dibawah ini :
Gambar 4.4 Tombol Up
Tombol 3(Up) di tekan untuk menambah jumlah enter save register pada sistem yg gunanya untuk mengetahui letak sidik jari yang telah kita daftarkan sebelumnya
Tombol 4 ( Down) di tekan mengurangi jumlah enter finger maka diperlihatkan gambar 4.5 dibawah ini :
Gambar 4.5 Tombol Down
4.4 Pengujian Sensor
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah sensor sidik jari sudah terhubung dan untuk mengetahui apakah sensor sidik jari bekerja sesuai fungsinya. Sensor sidik jari ini memakai tegangan dari PLN sebesar 12 volt, dan power bank sebesar 5V. Adapun program pengujian untuk senor sidik jari sebagai berikut:
Dilakukandengan program SoftwareSerialmySerial(2, 3); #else
// On Leonardo/M0/etc, others with hardware serial, use hardware serial! // #0 is green wire, #1 is white
#define mySerial Serial1 #endif
// Using sensor without password
Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial); // Using sensor with password
//Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&mySerial, 1337); void setup()
{
while (!Serial); // For Yun/Leo/Micro/Zero/... Serial.begin(9600);
Serial.println("Adafruit fingerprint sensor, change password example"); // set the data rate for the sensor serial port
if (finger.verifyPassword()) {
Serial.println("Found fingerprint sensor!"); } else {
Serial.println("Did not find fingerprint sensor :("); while (1);
}
Serial.print("Set password... "); uint8_t p = finger.setPassword(1337); if (p == FINGERPRINT_OK) { Serial.println("OK"); // Password is set } else {
Serial.println("ERROR"); // Failed to set password }
}
denganHAsil
Gambar 4.6 Pengujian Sensor
Setelah dilakukan penyimpanan sidik jari pertama dan program diisikan, maka selanjutnya dilakukan pengujian pada sensor sidik jari tersebut. Hasilnya menunjukkan bahwa sensor dapat mengidentifikasi ID sidik jari pertama dengan baik. Setelah pengujian ID sidik jari pertama berhasil dilakukan, maka selanjutnya di masukan program untuk menyimpan ID sidik jari lainnya pada sensor sidik jari tersebut agar sampel data tersebut kemudian dapat digunakan untuk penganalisaan data pada pengujian sistem. Dengan demikian hanya sidik jari yang sudah terdaftar sajalah yang dapat membuka lemari tersebut. Untuk penyimpanan memori, sensor sidik jari dapat menyimpan 10 data.
Gambar 4.7 Module found
Module found Pada gambar 4.7 berarti sensor fingerprint terdeteksi dengan baik oleh mikrokontroler Arduino Nano dalam sistem pengambilan gambar dengan menggunakan sensor fingerprint telah berhasil.
Gambar 4.8 No finger found
No finger found pada gambar 4.8 berarti sideik jari yang digunakan belum terdaftar dalam sistem dan ketika sidik jari belum didaftarkan sistem tidak akan bekerja untuk membuka lemari.
Gambar 4.9 Fingerprint atendence system
Jika kalimat pada gambar 4.9 di temui pada sistem berarti microcontroler yang adalah kepala sistem dapat mmberi perintah kepada sensor daik dalam membaca dan menyimpan mupun mnghapus sistem finger di dalam sensor, hal ini brarti sensor dapat di baca dan di kendalikan oleh sensor dengan sistem terkoneksi.
Tabel 4.2 Pengujian Relay
No Relay Kondisi Tegangan
1 NC High 12,56 V
2 NO Low 0V
Relay yang digunakan memiliki tegangan kerja sebesar 5V dengan luaran yang digunakan 12,56V sehingga dapat berfungsi mengendalikan solenoid. Pada saat normaly close (NC) kondisi relay dalam keadaan High dan memiliki tegangan sebesar 12,56V, pada saat normaly open (NO) kondisi relay dalam keadaan Low dan tegangannya sebesar 0v dan COM pada relay terhubung ke adaptor dengan tegangan sebesar 12,56V. Hasil pengujian diberikan pada tabel 4.2
Tabel 4.3 Pengujian Solenoid
No Solenoid Sidik Jari Tegangan
1 NO Tidak Terdeteksi 0V
2 NC Terdeteksi 12,3V
Solenoid digunakan untuk mengunci lemari secara otomatis, solenoid inilah yang digunakan sebagai pengganti kunci ketika lemari ingin dibuka atau ditutup. Untuk mengendalikan solenid dibutuhkan relay. Pada saat normaly open (NO) keadaan sidik jari tidak terdeteksi pada saat tegangan 0V, sedangkan pada saat normaly close (NC) keadaan sidik jari terdeteksi pada tegangan 12,3V. Hasil pengujian diberikan pada tabel 4.3
4.7 Pengujian Keseluruhan Sistem
Gambar 4.7 Pengujian Keseluruhan Sistem
Pembuatan kunci lemari dibuat menggunakan papan tripleks dan sistem dipasang di atasnya. Pada alat ini data sidik jari yang dapat didaftarkan adalah maksimal 10 ID. Terdapat 4 tombol push button yang masing masing memiliki fungsi yang berbeda yaitu:
1. Tombol Daftar : Berfungsi untuk mendaftarkan sidik jari baru yang nantinya digunakan untuk mengakses pintu lemari
2. Tombol Delete: Berfungsi untuk menghapus sidik jari sebelumnya yang telah didaftarkan
3. Tombol Up : Berfungsi untuk menambah jumlah enter finger 4. Tombol Down : Berfungsi untuk mengurangi jumlah enter finger
Setelah sistem berhasil dirangkai dan masing-masing komponen sudah diprogram dan diuji dengan baik serta berjalan sesuai dengan yang diharapkan, maka selanjutnya dilakukan pengujian sistem secara keseluruhan . Pengujian ini dilakukan dengan cara menguji reaksi sistem ketika dimasukkan sidik jari yang sudah terdaftar dan sidik jari yang tidak terdaftar pada sistem. Jika sistem mendeteksi sidik jari yang valid, maka motor buzzer akan berbunyi dan Solenoid membuka akses pintu lemari sehingga pintu lemari tersebut dapat dibuka. Jika sistem mendetekasi sidik jari yang tidak valid, maka buzzer tidak akan bereaksi dan tetap mengunci akses pintu lemari.
Tabel 4.4 Pengujian Keseluruhan Sistem
Pengujian Sidik Jari Solenoid Bluetooth HC-05
1 Terdeteksi ON ON
2 Terdeteksi ON ON
3 Terdeteksi ON ON
4 Tidak Terdeteksi OFF OFF
5 Terdeteksi ON ON
Dari 5 kali pengujian dengan sidik jari yang sudah terdaftar, presentasi keberhasilan sistem adalah :
× 100 %
× 100 %
= 80 %
Jadi, presentasi keberhasilan sistem adalah 80 %
4.8 Hasil Pengujian Modul Bluetooth HC-05
Dalam program ini menggunakan interface serial monitor. Jadi HC-05 menggunakan koneksi data TX dan RX dalam proses penampilan data ke smartphone. Tahap-tahap menghubungkan bluetooth dengan smartphone :
1. Download aplikasi Serial monitor pada Smartphone
2. Hubungkan Bluetooth pada smartphone pada aplikasi yang telah didownload Kemudian pilih Pair With HC-05 maka diperlihatkan gambar 4.10 dibawah ini :
Gambar 4.10 Pair ke HC-05
3. Masukkan kode password „1234‟ untuk menghubungkan bluetooth maka diperlihatkan gambar 4.11 dibawah ini :
Gambar 4.11 Masukkan password
4. Setelah kode password dimasukkan maka akan ada pilihan device mana yang akan dipilih, maka kita pilih HC-05. Maka diperlihatkan gambar 4.12
Gambar 4.12 Hubungkan ke HC-05
5. Setelah itu akan muncul pada serial monitor ada yang mencoba mengakses lemari dengan sengaja maka diperlihatkan gambar 4.13 dibawah ini :
BAB 5 PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan system yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisis maka dapat diambil kesimpulan: 1. Rancang Bangun Sistem Keamanan Kunci Lemari Otomatis Menggunakan Sensor Sidik Jari telah berhasil dirancang dengan menggunakan komponen Arduino Nano, Sensor Finger Print, Relay, Solenoid, Push Button, Buzzer, LCD dan Module Bluetooth HC-05. Namun, karena penggunaan Bluetooth maka jarak pengiriman data ke Smartphone hanya dalam jarak dekat.
2. Berdasarkan hasil pengujian sebanyak 5 kali, sensor akurat karena solenoid dapat berfungsi ketika sensor sidik jari terdeteksi dan Bluetooth HC-05 mengirimkan sunyal ke smartphone sehingga demikian sensor akurat membaca data dari sidik jari.
3. Berdasarkan pengujian sebanyak 5 kali, ketika sensor sidik jari telah terdeteksi bahwa pemilik lemari memasukkan sidik jarinya, maka solenoid tanpa delay membukakan pintu atau ON, artinya aktuator bekerja dengan baik. 5.2 Saran
Dari hasil tugas akhir ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan untuk pengembangan lebih lanjut. Oleh karena itu penulis merasa perlu untuk memberi saran sebagai berikut :
1. Sebaiknya tombol keypad lebih sensitif dalam menangkap perintah dari admin 2. Sebaiknya untuk pengembangan alat selanjutnya dapat menggunakan Modul Wifi ESP8266 agar dapat dimanfaatkan dalam skala jarak jauh
LAMPIRAN
1. Skematik Rangkaian Keseluruhan :
3. Program Keseluruhan :
#include "Adafruit_Fingerprint.h"
#include<EEPROM.h> //command for storing data #include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);; #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial fingerPrint(5, 4); #include <Wire.h> uint8_t id;
Adafruit_Fingerprint finger = Adafruit_Fingerprint(&fingerPrint); #define register_back 14 #define delete_ok 15 #define forward 16 #define reverse 17 #define match 5 #define buzzer 2 #define records 9 #define relay 11 int user1,user2,user3,user4,user5,user6,user7,user8,user9,user10; int a = 0; int b = 0; int c = 0; int d = 0; int e = 0; int f = 0; int g = 0; int h = 0; int j = 0; int k = 0; void setup() { delay(1000); lcd.begin(); Serial.begin(9600); pinMode(register_back, INPUT_PULLUP); pinMode(forward, INPUT_PULLUP);
pinMode(reverse, INPUT_PULLUP); pinMode(delete_ok, INPUT_PULLUP); pinMode(match, INPUT_PULLUP); pinMode(buzzer, OUTPUT); pinMode(relay, OUTPUT); digitalWrite(buzzer, LOW); if(digitalRead(register_back) == 0) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(500); digitalWrite(buzzer, LOW); lcd.clear(); lcd.print("Please wait !"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Downloding Data"); Serial.println("Please wait"); Serial.println("Downloding Data.."); Serial.println(); Serial.print("S.No. "); for(int i=0;i<records;i++) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(500); digitalWrite(buzzer, LOW); Serial.print(" User ID"); Serial.print(i+1); Serial.print(" "); } Serial.println(); int eepIndex=0; for(int i=0;i<30;i++) { if(i+1<10) Serial.print('0'); Serial.print(i+1); Serial.print(" "); eepIndex=(i*7); download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+210; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+420; download(eepIndex);
eepIndex=(i*7)+630; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+840; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+1050; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+1260; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+1470; download(eepIndex); eepIndex=(i*7)+1680; download(eepIndex); Serial.println(); } } if(digitalRead(delete_ok) == 0) { lcd.clear(); lcd.print("Please Wait"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Reseting..."); Serial.println("restart "); for(int i=1000;i<1005;i++) EEPROM.write(i,0); for(int i=0;i<841;i++) EEPROM.write(i, 0xff); lcd.clear(); lcd.print("System Reset"); delay(1000); } lcd.clear(); lcd.print(" Fingerprint "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Atendance System"); Serial.println("berfungsi sistem"); delay(2000); lcd.clear(); digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(500); digitalWrite(buzzer, LOW); for(int i=1000;i<1000+records;i++) {
if(EEPROM.read(i) == 0xff) EEPROM.write(i,0); } finger.begin(57600); Serial.begin(9600); lcd.clear(); lcd.print("Finding Module.."); lcd.setCursor(0,1); Serial.println("finding moodule"); delay(2000); if (finger.verifyPassword()) {
Serial.println("Found fingerprint sensor!"); lcd.clear();
lcd.print(" Module Found"); delay(2000);
} else {
Serial.println("Did not find fingerprint sensor :("); lcd.clear();
lcd.print("Module Not Found"); lcd.setCursor(0,1);
lcd.print("Check Connections"); while (1);
}
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print(" Press Match to "); lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(" Start System"); delay(3000); user1=EEPROM.read(1000); user2=EEPROM.read(1001); user3=EEPROM.read(1002); user4=EEPROM.read(1003); user5=EEPROM.read(1004); user6=EEPROM.read(1005); user7=EEPROM.read(1006); user8=EEPROM.read(1007); user9=EEPROM.read(1008); user10=EEPROM.read(1009); lcd.clear();
} void loop() { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("-amankan diri-"); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("berangkas anda"); delay(500); int result=getFingerprintIDez(); if(result == 1) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear(); lcd.print("ID:"); lcd.print(result); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Please Wait...."); delay(1000); attendance(result); lcd.clear(); lcd.print("Attendance "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Registered"); delay(1000); lcd.clear(); a++; lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("MASUK YANG KE:"); lcd.setCursor(8,1); lcd.print(a); Serial.print("masuk ke ="); Serial.print(a); delay(2000); } else if(result == 2) { digitalWrite(buzzer, HIGH);
delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear(); lcd.print("ID:"); lcd.print(result); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Please Wait...."); delay(1000); attendance(result); lcd.clear(); lcd.print("Attendance "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Registered"); delay(1000); lcd.clear(); b++; lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("MASUK YANG KE:"); lcd.setCursor(8,1); lcd.print(b); Serial.println("masuk ke ="); Serial.print(b); delay(1000); } else if(result == 3) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear(); lcd.print("ID:"); lcd.print(result); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Please Wait...."); delay(1000); attendance(result);
lcd.clear(); lcd.print("Attendance "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Registered"); delay(1000); lcd.clear(); c++; lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("MASUK YANG KE:"); lcd.setCursor(8,1); lcd.print(c); Serial.println("masuk ke ="); Serial.print(c); delay(1000); } else if(result == 4) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear(); lcd.print("ID:"); lcd.print(result); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Please Wait...."); delay(1000); attendance(result); lcd.clear(); lcd.print("Attendance "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Registered"); delay(1000); lcd.clear(); d++; lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("MASUK YANG KE:"); lcd.setCursor(8,1);
lcd.print(d);
Serial.print(d); delay(1000); } else if(result == 5) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear(); lcd.print("ID:"); lcd.print(result); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Please Wait...."); delay(1000); attendance(result); lcd.clear(); lcd.print("Attendance "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Registered"); delay(1000); lcd.clear(); e++; lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("MASUK YANG KE:"); lcd.setCursor(8,1); lcd.print(e); Serial.println("masuk ke ="); Serial.print(e); delay(1000); } else if(result == 6) { digitalWrite(buzzer, HIGH); delay(100); digitalWrite(buzzer, LOW); digitalWrite(relay, HIGH); delay(3000); digitalWrite(relay, LOW); lcd.clear();
