4
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan mengenai teori-teori yang menunjang perancangan dan perealisasian skripsi ini dengan pengenalan singkat dari komponen-komponen elektronik serta aplikasi / software yang digunakan dalam merealisasikan skripsi ini.
2.1. Sidik Jari
Sidik jari adalah hasil reproduksi tapak jari baik yang sengaja diambil, dicapkan dengan tinta, maupun bekas yang ditinggalkan pada benda karena pernah tersentuh kulit telapak tangan atau kaki. Kulit telapak adalah kulit pada bagian telapak tangan mulai dari pangkal pergelangan sampai ke semua ujung jari, dan kulit bagian dari telapak kaki mulai dari tumit sampai ke ujung jari yang mana pada daerah tersebut terdapat garis halus menonjol yang keluar satu sama lain yang dipisahkan oleh celah atau alur yang membentuk struktur tertentu[7].
Pola Sidik jari yang ada dalam setiap tangan dan bersifat permanen. Dalam artian, dari bayi hingga dewasa pola itu tidak akan berubah sebagaimana garis tangan. Setiap jari pun memiliki pola sidik jari berbeda. Ada empat pola dasar Dermatoglyphic tentang sidik jari yang perlu diketahui, yakni Whorl atau Swirl, Arch, Loop, dan Triradius. Selain itu hanyalah variasi dari kombinasi keempat pola ini.
Setiap orang mungkin saja memiliki Whorl, Arch, atau Loop di setiap ujung jari (sidik jari) yang berbeda, mungkin sebuah Triradius pada gunung dari Luna dan di bawah setiap jari, dan kebanyakan orang ada juga yang mempunyai dua Whorl atau Loop di tangan lainnya. Pola-pola dapat juga ditemukan pada ruas kedua dan ketiga di setiap jari.
Pola sidik jari Whorl bisa berbentuk sebuah Spiral, Bulls-eye, atau Double Loop. Whorl adalah titik-titik menonjol dan kontras, dan bisa dilihat dengan mudah. Cetakan Spiral dan Bulls-eye adalah persis sebangun dalam interpretasinya, namun yang kedua memberikan sedikit lebih banyak fokus. Di mana pun di bagian tangan,
5
Whorl menyoroti dan menekankan kepada daerah tertentu, menjadikannya sebuah wilayah fokus di dalam kehidupan subyek. Pola sidik jari Arch, Pola ini bisa terlihat sebagai sebuah Flat Arch, atau Tented Arch. Perhatikan setiap pola Arch menaik sangat tinggi. Orang dengan Flat Arch mengikuti tradisi dengan sedikit pemikiran mandiri, sedangkan orang dengan pola Tented Arch mengungkapkan suatu kedalaman intelektual.
Pola sidik jari Radial Loop, merupakan Sebuah cetakan menukik yang memasuki dan berangkat dari sisi ibu jari tangan disebut Radial Loop (kadang-kadang disebut Reverse Loop, atau Inventor Loop[8]
Gambar 2.1 Pola Sidik Jari Whorl Gambar 2.2 Pola Sisik Jari Arch
6 2.2 Fingerprint Sensor
Sebuah sistem fingerprint scanner memiliki dua pekerjaan, yakni mengambil gambar sidik jari pengguna, dan memutuskan apakah pola alur sidik jari dari gambar yang diambil sama dengan pola alur sidik jari yang ada di database.
Ada beberapa cara untuk mengambil gambar sidik jari seseorang, namun salah satu metode yang paling banyak digunakan saat ini adalah optical scanning.[8]
Inti dari scanner optical adalah Charge Coupled Device (CCD). Proses scan mulai berlangsung saat seseorang meletakkan jari pada lempengan kaca dan sebuah kamera CCD mengambil gambarnya. Scanner memiliki sumber cahaya sendiri, biasanya berupa larik light emitting diodes (LED), untuk menyinari alur sidik jarinya. Sistem CCD menghasilkan gambar jari yang terbalik, area yang lebih gelap merepresentasikan 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 pixel rata-rata, dan akan menolak hasil scan jika gambar yang dihasilkan terlalu gelap atau terlalu terang. Jika gambar ditolak, scanner 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. Processor 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 di atas bagian pixel yang paling gelap dan paling terang. Jika gambar sidik jari yang dihasilkan benar-benar tajam dan tercahayai dengan baik, barulah processor akan membandingkannya dengan gambar sidik jari yang ada dalam database.
Beberapa metode lain untuk membaca sidik jari seseorang adalah Scaning ultra sonic, scaning capasitans, dan scaning thermal. Scaning ultra sonic, ini hampir sama dengan metode yang digunakan dalam dunia kedokteran. Dalam metode ini, digunakan suara berfrekuensi sangat tinggi untuk menembus lapisan epidermal kulit. Suara frekuensi tinggi tersebut dibuat dengan menggunakan transducer piezoelectric. Setelah
7
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. Demikian juga dengan permukaan scanner yang kotor tidak akan menghambat proses pembacaan.
Gambar 2.4 Metode Optical Scanning
Fingerprint Sensor akan bekerja membuat penambahan deteksi sidik jari dan verifikasi menjadi sangat sederhana. Di dalam modul ini terdapat chip DSP bertenaga tinggi yang dapat melakukan perenderan gambar dan kalkulasi secara cepat. Modul ini juga dapat mendaftarkan sidik jari baru secara langsung hingga 100 sidik jari dapat disimpan dalam memori.[12]
Pada dasarnya ada dua persyaratan untuk menggunakan Fingerprint sensor. Pertama-tama, kita harus mendaftarkan sidik jari dan menetapkan ID #. Setelah kita mendaftarkan semua sidik jari yang dibutuhkan, kita dapat dengan mudah memverifikasi data sidik jari yang telah terdaftar. Keluaran pada sidik jari ini berupa ID #. Pada Fingerprint Sensor ini terdapat 6 pin, yaitu : pin VCC, TX, RX, ground, proximity, dan pin 3,3V menggunakan metode optical scanning.
Berikut ini adalah spesifikasi dari Fingerprint sensor : • Rentang catu daya: 3,6 ~ 5,5 Volt
• Tegangan operasional: 1,9 ~ 3,6V
• Konsumsi arus tipikal < 120 mA, maksimum 140 mA • Frekuensi kerja: 433 Mhz / 868 MHz / 915 MHz
8
• Ukueran berkas data: 256 bytes, ukuran template: 512 bytes • Daya tampung data: 100 berkas
• Waktu pencarian data: maksimum 1 detik
• Tingkat kesalahan pembacaan / False Acceptance Rate / FAR di bawah 0,001% • Rentang suhu operasional: -20°C ~ +50°C
• Ukuran jendela pindai 14 x 18 mm
Gambar 2.5 Fingerprint Sensor
2.3Arduino Nano
Arduino Nano adalah salah satu varian dari produk board mikrokontroller keluaran Arduino. Arduino Nano adalah board Arduino terkecil, menggunakan mikrokontroller Atmega 328 untuk Arduino Nano 3.x dan Atmega168 untuk Arduino Nano 2.x. Arduino Nano memiliki 14 buah digital pin yang dapat digunakan sebagai input atau output. Pin-pin tersebut bekerja pada tegangan 5V.Arduino Nano memiliki 8 buah input analog, yang diberi tanda dengan A0 hingga A7. Masing-masing pin analog tersebut memiliki resolusi 1024 bits (jadi bisa memiliki 1024 nilai)[9].
Spesifikasi Arduino Nano sebagai berikut :
Mikrokontroller : ATmega328 Arshitecture : AVR
9 Operating Voltage : 5V
Flash Memory : 32 KB of whitch 2 KB used by bootloader
SRAM : 2KB
Clock Speed : 16MHz
Analog I/O Pins : 8
EEPROM : 1KB
Input Voltage : 7-12V Digital I/O Pins : 22
PWM OUTPUT : 6
Power Consumption : 19 mA
Gambar 2.6 Arduino Nano
2.4 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 elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
10
Gambar 2.7 Buzzer
2.5 Modul Stepdown
Modul stepdown adalah modul yang memiliki IC LM2596 sebagai komponen utamanya. IC LM2596 adalah sirkuit terpadu / integrated circuit yang berfungsi sebagai Step-Down DC converter dengan current rating 3A. Terdapat beberapa varian dari IC seri ini yang dapat dikelompokkan dalam dua kelompok yaitu versi adjustable yang tegangan keluarannya dapat diatur, dan versi fixed voltage output yang tegangan keluarannya sudah tetap / fixed [11]. Pada perancangan alat penulis menggunakan versi adjustable.
11 2.6 Relay
Relay merupakan komponen elektronika yang memiliki fungsi bekerja sebagai saklar mekanik yang digerakkan oleh energi listrik. Relay menggunakan gaya elektromagnetik untuk memutuskan atau menghubungkan suatu rangkaian elektronika yang satu dengan rangkaian elektronika yang lainnya. Relay terdiri dari coil dan contact. Coil adalah gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sedang contact adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil.Contact ada 2 jenis yaitu normally open (kondisi awal sebelum diaktifkan open), dan normally closed (kondisi awal sebelum diaktifkan closed).
Gambar 2.9 Relay
2.7 Aki
Aki yang disebut juga accumulator adalah komponen penyimpan arus listrik yang biasa digunakan untuk menyalakan sebuah rangkaian kelistrikan ditempat dimana tidak ada sumber listrik. Pada kendaraan, sebenarnya aki hanya dipakai untuk menyalakan motor starter dan menyalakan semua kelistrikan kendaraan disaat mesin dalam keadaan mati.
12
Itu karena mobil dan motor memiliki sumber energi listrik yang dinamakan altenator, altenator ini selain berfungsi sebagai sumber listrik pada kendaraan juga digunakan untuk mengisi ulang arus listrik pada aki.
Jumlah tenaga listrik yang disimpan dalam aki dapat digunakan sebagai sumber tenaga listrik tergantung pada kapasitas aki dalam satuan amper jam (Ah). Jika pada kotak baterai tertulis 12V 60 Ah, berarti baterai baterai tersebut mempunyai tegangan 12V dimana jika baterai tersebut digunakan selama 1 jam dengan arus pemakaian 60A, maka kapasitas baterai tersebut setelah 1 jam akan kosong (habis). Kapasitas baterai tersebut juga dapat menjadi kosong setelah 2 jam jika arus pemakaian hanya 30A. Disini terlihat bahwa lamanya pengosongan aki ditentukan oleh besarnya pemakaian arus listrik dari aki tersebut. Semakin besar arus yang digunakan, maka akan semakin cepat terjadi pengosongan aki, dan sebaliknya, semakin kecil arus yang digunakan, maka akan semakin lama pula aki mengalami pengosongan. Besarnya kapasitas aki sangat ditentukan oleh luas permukaan plat atau banyaknya plat aki.
Aki pada kendaraan roda dua memiliki 6 fungsi yakni : 1. Menyalakan sistem starter untuk menghidupkan mesin
2. Memberi arus ke dashboard sebagai sistem informasi terkait kendaraan. 3. Memberi tegangan referensi ke ECU (khusus motor injeksi)
4. Menyalakan fuel pump ketika mesin akan distart (khusus injeksi)
13 2.8 Kunci kontak
Kunci kontak berfungsi untuk memutuskan dan menghubungkan listrik pada rangkaian atau mematikan dan menghidupkan sistem. Kunci kontak pada kendaraan memiliki 3 atau lebih terminal.
Terminal utama pada kontak adalah terminal B atau AM dihubungkan ke baterai, Terminal IG dihubungkan ke (+) koil pengapian dan beban lain yang membutuhkan, terminal ST dihubungkan ke selenoid starter. Jika kunci kontak tersebut memiliki 4 terminal maka terminal yang ke 4 yaitu terminal ACC yang dihubungkan ke accesoris kendaraan, seperti: radio, tape dan lain-lainnya.
Kunci kontak memiliki 4 posisi yaitu: OFF, ACC, ON dan START. Hubungan kontak untuk masing-masing posisi adalah sebagai berikut:
Tabel 2.1 Data Kunci Kontak
2.9 Electric starter
Electric stater adalah starter yang sumber tenaganya berasal dari arus listrik. Stater jenis ini banyak digunakan pada mobil dan saat ini banyak diaplikasikan pada sepeda motor.
Secara umum sistem electric stater memiliki beberapa komponen sebagai berikut: 1. Saklar stater : berfungsi mengalirkan arus listrik ke relay stater
14
3. Motor stater : berfungsi merubah tenaga listrik menjadi momen putar 4. Batterai : berfungsi sebagai sumber arus listrik
