SISTEM KEAMANAN PINTU GERBANG BERBASIS
MIKROKONTROLER AT89S51 MELALUI ANTAR MUKA PORT SERIAL
TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Mamenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya Program Diploma III Ilmu Komputer
Oleh :
AGUS PUTRANTO M3307003
PROGRAM DIPLOMA III ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ii BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini sangat pesat, terutama di bidang teknologi mengakibatkan beberapa efek yang mempengaruhi kehidupan masyarakat untuk melangkah lebih maju (modernisasi), berfikiran praktis dan simple. Hal semacam ini memerlukan sarana pendukung yang sederhana, praktis dan berteknologi tinggi. Salah satunya teknologi komputer yang berperan disegala bidang kehidupan manusia. Sistem keamanan pintu merupakan sebuah sistem yang penting, di mana untuk membuka pintu tersebut hanya orang tertentu yang memiliki akses yang dapat keluar masuk. Sistem keamanan pintu banyak digunakan dalam segala bidang, misalnya pintu gerbang sebuah pabrik.
Sebuah pabrik yang berproduksi dalam jumlah banyak, pasti memiliki sejumlah kendaraan yang banyak untuk menunjang proses distribusi barang. Setiap saat, kendaraan-kendaraan tersebut keluar dan masuk pabrik dengan jumlah, tujuan dan waktu yang berbeda-beda. Untuk mengawasi sejumlah kendaraan, tentu kurang baik jika hanya ditangani oleh penjaga gerbang saja. Hal ini memiliki kekurangan yang mungkin dapat terjadi misalnya, penjaga harus memeriksa setiap sopir yang keluar masuk pabrik membawa kendaraan, penjaga harus membuka dan menutup pintu gerbang setiap kali ada kendaraan yang hendak masuk maupun keluar pabrik. Untuk menanggulangi hal tersebut, pihak perusahaan harus menambah pengeluaran untuk membayar sejumlah petugas penjaga pintu gerbang.
iii
Alat ini menjadi salah satu solusi untuk lebih meminimalkan peran petugas pengawas pintu, dikarenakan sebagian tugas lainnya digantikan oleh sistem terprogram.
Komunikasi serial antara mikrokontroler dengan komputer digunakan dalam sistem sekuritas karena mempunyai beberapa keunggulan yaitu mudah, cepat dan akurat dalam mengolah data dan menyimpannya, serta harga yang terjangkau. Maka dibuatlah sistem keamanan pintu gerbang berbasis mikrokontroler AT89S51 melalui port serial.
B. Rumusan Masalah
Untuk memudahkan pembahasan masalah dan pemahamannya, maka dapat dirumuskan bagaimana membuat rancang bangun sistem keamanan pintu gerbang berbasis Mikrokontroler AT89S51 melalui antar muka port serial dengan visual basic?
C. Batasan Masalah
Pembatasan masalah dalam hal ini adalah merancang dan merealisasikan alat yang dapat melakukan pengontrolan pintu gerbang dengan fasilitas com serial pada komputer. Adapun spesifikasi alat yang dirancang adalah sebagai berikut :
1. Bahasa Pemrograman yang digunakan adalah Bahasa pemrograman bascom dan visual basic.
2. Data yang disimpan berupa id, nama, tanggal, jam dan pass key. 3. Teknik antarmuka dengan menggunakan port serial (Serial Com).
D. Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah tersebut diatas, maka tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah dapat menunjukkan prinsip kerja sistem mikrokontroler untuk membuka pintu gerbang dengan password melalui antar muka port serial.
iv
Manfaat dari tugas akhir pembuatan Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Melalui Antar Muka Port Serial yaitu sebagai berikut :
1. Bagi Penulis
Alat tersebut direalisasikan dalam bentuk fisik sehingga dapat bermanfaat bagi perkembangan dunia teknologi sebagai sistem sekuritas pada pintu gerbang pabrik.
2. Bagi Masyarakat
Diharapkan dapat menjadi solusi sehingga dapat dimanfaatkan untuk sekuritas pintu gerbang pada pabrik ataupun industri.
3. Bagi Mahasiswa dan Pembaca Lainnya
Merupakan tambahan referensi bacaan dan informasi khususnya bagi mahasiswa jurusan Teknik Komputer yang sedang menyusun tugas akhir.
F. Metodelogi Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini adalah metode literatur. Metode literatur merupakan studi pustaka untuk menambah pengetahuan penulis dengan membaca literatur berupa buku, data dari internet yang dapat menunjang pembuatan tugas akhir serta penulisan laporan tugas akhir.
G. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudahkan dalam pemahaman isi dari tugas akhir ini maka diuraikan penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 bab diamana sistematika pembahasannya adalah :
Bab I Pendahuluan
Berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, metodelogi penelitian, sistematika penulisan dari tugas akhir.
v
Berisi tentang dasar teori mengenai peralatan baik software maupun hardware yang mendukung untuk perancangan tugas akhir.
Bab III Perancangan dan Realisasi
Berisi mengenai dasar-dasar dari perancangan alat serta prinsip kerja masing-masing sistem.
Bab IV Hasil dan Pengujian
Berisi mengenai hasil perancangan serta pengujian sistem dan pembahasan.
Bab V Penutup
vi
BAB II
LANDASAN TEORI
A.
Komponen Elektronika
1. Keypad
Keypad sering digunakan sebagai suatu input pada beberapa peralatan yang berbasis mikrokontroler. Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, yang terhubung sebagai baris dan kolom dengan susunan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1. Agar mikrokontroler dapat melakukan scan keypad, maka port mengeluarkan salah satu bit dari 3 bit yang terhubung pada kolom dengan logika low (0) dan selanjutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut. Sebagai konsekuensi selama tidak ada tombol tidak ada yang ditekan, maka mikrokontroler akan melihat sebagai logika high (1) pada setiap pin yang terhubung ke baris. (http://delta-electronic.com/, 2010)
Gambar 2.1 Rangkaian interface keypad 3x4 2. Seven Segmen
Ditinjau dari bahannya, ada dua jenis penampil seven segmen yang berkembang saat ini, yaitu jenis LED (light emiting diode) dan LCD (liquid crystal display). Ditinjau dari segi polaritasnya, kedua jenis tersebut memiliki
Baris 1
Baris 1
Baris 1
Baris 1
vii
konfigurasi common anoda (CA) dan common katoda (CC). Untuk tipe CA memiliki polaritas positif (+) yang menyatu, sedangkan untuk CC polaritas negatif (-) yang menyatu. Keduanya memiliki perbedaan dalam memberi catu daya. Konfigurasi dari led seven segment ditunjukkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Konfigurasi seven segmen
Setiap penampil seven segmen memerlukan logika H dan L untuk menyalakannya sehingga diperlukan setidaknya tujuh bit untuk memberikan tampilan pada ruas angka dan satu bit untuk tanda titik.
(http://en.wikipedia.org/wiki/Seven-segment_display,2010). 3. IC LM7805
LM78xx merupakan seri IC untuk regulator tegangan tetap positif. Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil. IC LM7805 ( Integrated Circuit LM7805) merupakan regulator untuk mendapatkan tegangan 5 volt. Komponen ini memiliki 3 pin (kaki). (http://en.wikipedia.org/wiki/LM7805, 2010)
Gambar 2.3 Bentuk IC LM7805
viii 4. IC NE555
IC NE555 mempunyai 8 pin (kaki), IC ini digunakan sebagai Timer
(Pewaktu).
Gambar 2.4 PIN IC NE555
Tabel 2.1 Fungsi Masing-masing PIN (Kaki) IC NE555
PIN KETERANGAN
1 Ground(0V), adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negatif. 2 Trigger, input negatif dari lower komparator (komparator B) yang
menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor pada 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop.
3 Output, pin keluaran dari IC 555.
4 Reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate (gerbang) transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset.
5 Control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negative (komparator A). Pin ini bisa dibiarkan tergantung (diabaikan), tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10 nF ke pin ground.
6 Threshold, pin ini terhubung ke input positif (komparator A) yang akan me-reset RS flip-flop ketika tegangan pada pin ini mulai melebihi 2/3 Vcc.
7 Discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor internal (Tr) yang emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu. 8 Vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage. Biasanya akan bekerja
optimal jika diberi 5V s/d 15V. Supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10mA s/d 15mA.
ix 5. Relay
Relay merupakan suatu komponen (rangkaian) elektronika yang bersifat elektronis dan sederhana serta tersusun oleh saklar, lilitan, dan poros besi. Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus melalui koil, lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay tersebut, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. (http://en.wikipedia.org/wiki/RELAY, 2010)
Keuntungan menggunakan relay diantaranya adalah dapat switch AC dan DC, switch tegangan tinggi, relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar, relay dapat switch banyak kontak dalam satu waktu. Relay dalam mempunyai keuntungan juga mempunyai kekurangan, kekurangan pemakaian relay diantaranya adalah relai ukurannya lebih besar dari transistor, tidak dapat switch dengan cepat, relay membutuhkan daya lebih besar dibanding transistor, membutuhkan arus input yang besar. Relay mempunyai susunan kontak dalam mendapat aliran listrik.
Susunan kontak pada relay adalah :
Normally open : relay akan menutup bila dialiri arus listrik. Normally close : relay akan membuka bila dialiri arus listrik.
Changeover : relay memiliki kontak tengah yang akan melepaskan diri dan membuat kontak lainnya berhubungan.
(sumber http://p_musa.staff.gunadarma.ac.id/, 2010)
x 6. Catu Daya
Catu daya merupakan sebuah bagian yang dapat mencatu listrik ke bagian yang lain, yang mengubah tegangan AC menjadi DC dan menjaga tegangan output konstan dalam batas-batas tertentu. Secara umum catu daya terdiri dari transformator, penyearah, penyaring (filter) dan peregulasi (regulator). Secara umum blok catu daya terlihat pada gambar 2.6 berikut ini :
Sumber
Tegangan Tegangan
AC DC
Gambar 2.6 Blok diagram catu daya
Tegangan 220 volt yang berasal dari jala-jala PLN masuk ke transformator step down dan diturunkan tegangannya sesuai dengan tegangan yang dibutuhkan. Tegangan bolak balik ini kemudian disearahkan oleh rangkaian penyearah gelombang penuh untuk diubah menjadi tegangan DC. Tegangan output dari penyearah merupakan tegangan searah yang masih berdenyut atau masih berfluktuasi. Fluktuasi tegangan ini dapat diperkecil dengan dilewatkan ke rangkaian penyaring (filter). Regulator diperlukan untuk menjaga tegangan output tetap stabil, tidak terpengaruh oleh perubahan-perubahan yang terjadi. Tegangan output transformator ditentukan oleh banyaknya lilitan primer dan lilitan sekunder dari transformator. (Prihono, 2009)
7. Motor DC
Motor DC adalah alat yang dapat mengubah daya listrik DC menjadi daya mekanik. Apabila pada penghantar yang dialiri listrik dan terletak diantara dua buah kutub magnet (kutub utara dan kutub selatan). Maka pada penghantar tersebut akan terjadi gaya yang menggerakkan penghantar tersebut. Suatu kumparan yang terletak dalam medan magnet yang arah arus dari kedua sisinya berlawanan sehingga arah gerak terhadap putaran berbeda selanjutnya akan menghasilkan gaya gerak putar atau kopel. Semakin besar arusnya maka akan semakin besar kopelnya, juga jika gaya magnetnya makin kuat
xi
kopelnya makin berat. Jika kumparan terletak diantara kutub magnet yang sedang berputar maka pada kumparan tersebut akan timbul suatu tegangan dari luar yang disebut gaya gerak listrik (ggl) lawan. Besar kecilnya ggl lawan tergantung dari tahanan jangkarnya.
Konstruksi motor DC terdiri atas beberapa bagian yang meliputi badan motor, inti kutub magnet, sikat-sikat, komutator, dan jangkar. Gambar motor dc seperti ditunjukkan pada Gambar 2.7.
Gambar 2.7 Bagian Motor Arus Searah
Gambar 2.7 menunjukkan adanya interaksi kedua medan magnet akan menimbulkan medan magnet yang tidak seragam sehingga timbul gaya (F) yangakan menghasilkan torsi (T) dan akan memutar jangkar. Arah dari garis-garis gaya (fluks) medan magnet yang dihasilkan oleh kutub, arah arus yang mengalir pada penghantar dan arah dari gaya, saling tegak lurus.
Gambar 2.8 Interaksi kedua medan menghasilkan gaya (http://innovativeelectronics.com/, 2010)
8. Sensor Inframerah
xii
yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar.
Infra merah cukup efektif digunakan jika alat yang dikontrol terdapat pada lokasi yang sama dan tidak terlalu jauh (kurang lebih tiga sampai lima meter dan tidak ada penghalang). (http://ittelkom.ac.id/library/, 2010)
Gambar 2.9 Led Inframerah dan Fototransistor 9. MAX 232
IC MAX232 adalah komponen untuk mengubah sinyal dari RS232 ke sinyal TTL yang bisa diolah oleh mikrokontroler. IC ini berguna untuk membuat komunikasi data antara komputer (atau alat lain yang menggunakan RS232) dengan mikrokontroler. Konfigurasi sirkuit dari IC MAX232 ditunjukkan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Konfigurasi sirkuit IC MAX232 (http://www.indorobotika.com/, 2010)
B. Mikrokontroler AT89S51
xiii
saat tegangan catu daya dimatikan). Memori ini biasa digunakan untuk menyimpan instruksi (perintah) berstandar MCS-51 sehingga memungkinkan mikrokontroler ini untuk bekerja dalam mode single chip operation (mode operasi keping tunggal) yang tidak memerlukan memori luar untuk menyimpan kode sumber sebagai perintah menjalankan mikrokontroler.
Mikrokontroler telah menyediakan berbagai macam aplikasi mulai dari port parallel, timer, counter serta komunikasi serial. Komunikasi serial pada mikrokontroler banyak digunakan dalam pengiriman dan penerimaan data. Aplikasi dari sistem ini antara lain pada interfacing serial. Mikrokontroler MCS-51 merupakan sebuah chip semikonduktor yang terintregasi dan merupakan jenis mikrokontroler yang di dalamnya dilengkapi dengan :
1. Sebuah CPU (Central Processing Unit) 8 bit. 2. Osilator internal dan rangkaian pewaktu. 3. RAM internal 128 byte (on chip).
4. Empat buah programmable I/O, masing-masing terdiri atas 8 buah jalur I/O. 5. Dua buah timer/counter 16 bit.
6. Enam buah jalur interupsi (dua timer, dua counter/interupt, satu serial, satu reset).
7. Satu buah port serial dengan kontrol serial full duplex UART. 8. 4 kbyte memori program.
9. Kemampuan melakukan operasi perkalian, pembagian dan operasi boolean.
Gambar 2.11 Diagran bus mikrokontroler
xiv
Gambar 2.12 Susunan pin-pin mikrokontroler MCS-51
Gambar 2.12 merupakan merupakan susunan pin-pin mikrokontroler MCS-51 dengan tipe mikrokontroler AT89S51, pejelasan dari masing-masing pin adalah adalah sebagai berikut :
1. Pin 40 sama dengan Vcc, masukan catu daya +5 volt DC. 2. Pin 20 sama dengan Vss (GND) , masukan catu daya 0 volt DC.
3. Pin 32-39 merupakan pin P0.0-P0.7, port input dan output delapan bit dua arah yang juga dapat berfungsi bus data dan bus alamat bila mikrokontroler menggunakan memori eksternal.
4. Pin 1-8 merupakan pin P1.0-P1.7, port input/output dua arah delapan bit dengan internal pull up.
5. Pin 10-17 merupakan P3.0-P3.7, port input/output dua arah delapan bit, selain via port 3 juga memiliki alternatif fungsi sebagai :
a) RXD (pin 10) = port komunikasi input serial. b) TXD (pin 11) = komunikasi output serial.
c) INTO (pin 12) = saluran interupsi eksternal 0 (aktif rendah). d) INT1 (pin 13) = saluran interupsi eksternal 1.
e) T0 (pin 14) = input timer 0. f) T1 (pin 15) = input timer 1.
xv
h) RD (pin 17) = berfungsi sebagai sinyal kendali baca, saat prosesor akan membaca data ke memori I/O luar.
6. Pin 9 merupakan reset, berfungsi untuk mereset AT89S51 ke keadaan awal.
7. Pin 30 merupakan ALE (Address Latch Enable), berfungsi menahan sementara alamat byte rendah pada proses pengalamatan ke memori eksternal.
8. Pin 29 merupakan PSEN (Program Store Enable), sinyal pengontrol yang berfungsi untuk membaca program dari memori eksternal.
9. Pin 31 merupakan EA untuk pilihan program, menggunakan program internal atau eksternal. Bila “0”, maka digunakan program eksternal. 10.Pin 19 XTAL1, masukan ke rangkaian osilator internal. Sumber osilator
atau quarts crystal dapat digunakan.
11.Pin 18 XTAL2, masukan ke rangkaian osilator internal, koneksi quarts crystal atau tidak dikoneksikan apabila digunakan eksternal osilator. SFR (Special Function Register)
SFR atau register fungsi khusus merupakan suatu daerah RAM dalam IC keluarga MCS51 yang digunakan untuk mengatur perilaku MCS51 dalam hal-hal khusus, misalnya tempat untuk berhubungan dengan port
Tabel.2.2 Special Funtion Register
xvi penyimpanan data sementara. Program akumulator dituliskan A.
2. Register B digunakan selam operasi perkalian dan pembagian. Untuk instruksi lain dapat diperlakukan sebagai stratch-pad.
3. Stack Pointer, merupakan register penunjuk alamat dari stack. Pada operasi PUSH, POP, Ret dan CALL maka nilainya akan berubah sesuai dengan alamat stack pada saat itu.
4. Data Pointer, merupakan register 16 bit yang digunakan sebagai penyimpan alamat data.
5. Port 0 – Port 3, merupakan latches yang digunakan untuk menyimpan data yang akan ditulis dari atau ke masing-masing port.
xvii
7. Control Register, register-register IP, IE, TMOD, SCON, TCON dan PCON berisi bit-bit kontrol dan status untuk sistem interupsi, timer, counter dan port serial.
(Tim Lab.Mikroprosessor BLPT Surabaya, 2007)
C. Sistem Komunikasi Serial
Dalam dunia komputer, port adalah satu set instruksi atau perintah sinyal dimana mikroprosesor atau CPU menggunakannya untuk memindahkan data dari atau ke piranti lain. Penggunaan umum port adalah untuk berkomunikasi dengan printer, modem, keyboard dan display. Kebanyakan port komputer adalah berupa kode digital, dimana tiap-tiap sinyal atau bit adalah berupa kode biner 0 atau 1. Port parallel atau lebih dikenal port printer mentransfer berupa bit secara bersamaan, sementara serial port mentransfer satu bit setiap saat.
Port serial (COM) berfungsi sebagai port antarmuka untuk pengendalian terhadap sistem. Karena itu penting sekali untuk menyertakan setting hardware, stop bits, parity bits, data bits dan property control komunikasi lain yang berperan dalam komunikasi serial, hal ini ditunjukkan gambar 2.13.
Gambar 2.13 Paket data pada komunikasi serial
xviii
data lebih dari satu byte data yang datang atau terkirim secara terpisah dan berurutan.
Buffer RS-232 modul antarmuka dengan komputer direalisasikan melalui port serial melalui pluk DB9 femail sebagai antarmuka dikarenakan kemudahan dalam penggunaannya dimana hanya memerlukan satu buah IC voltage transistor MAX232 dan beberapa kapasitor sebagai converter level tegangan komputer kearah TTL dan sebaliknya. Gambar 2.14 menunjukkan permukaan dari DB9 femail, sedangkan fungsi masing-masing pin ditunjukkan pada tabel 2.3.
Gambar 2.14 DB9 femail
Tabel 2.3 Fungsi kaki-kaki DB9 standart RS232 No. Kaki Fungsi Sinyal Keterangan
1 CD Carrier Detect
Level tegangan dari serial port berkisar dari -3V sampai -15V untuk nilai “high” atau logika “1” dan level tegangan berkisar dari +3V sampai +15V untuk nilai “low” atau logika “0”. Tegangan mendekati nol tidak berlaku untuk komunikasi serial port. Untuk menjembatani perbedaan tersebut maka dipergunakan RS232 dengan IC MAX232. Berdasarkan dari penjelasan diatas dapat disimpulkan ada empat hal pokok yang diatur dalam standar komunikasi serial antara lain :
1. Level tegangan yang dipakai.
xix 3. Format dan panjang data.
4. Sinkronisasi (keserempakan). (http://www.ittelkom.ac.id/library/, 2010)
D. Program Antarmuka Menggunakan Visual Basic
Microsoft Visual Basic (sering disingkat sebagai VB) merupakan sebuah bahasa pemrograman yang cukup populer dan mudah untuk dipelajari. Visual Basic menggunakan bahasa BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code) yang merupakan salah satu bahasa pemrograman tingkat tinggi dan menawarkan pengembangan aplikasi komputer akses ke beberapa basis data salah satunya menggunakan ActiveX Data Object (ADO). Keuntungan Visual basic adalah bahasa yang sederhana, Visual basic sangat populer maka sangat banyak sumber-sumber yang digunakan untuk belajar dan mengembangkan kemampuan.
Untuk pengaksesan port serial kita dapat mengaksesnya secara langsung melalui register UART atau menggunakan kontrol MSComm yang telah disediakan visual basic.
a. Pengaksesan secara langsung melalui register UART
Saluran yang digunakan UART untuk komunikasi baik untuk pengiriman maupun penerimaan data adalah salura RxD dan saluran TxD serta saluran untuk kontrol yaitu DCD, DSR, RTS, CST, DTR dan RI. Saluran-saluran ini ada yang input dan ada yang output. Kecuali saluran RxD saluran-saluran ini dapat diakses secara langsung melalui register UART. Berikut adalah tabel alamat dan lokasi bit saluran tersebut pada register UART.
Tabel 2.4 Alamat dan lokasi bit pada register UART
xx
Untuk dapat mengaksesnya dapat menggunakan fungsi port_out dan port_in yang terdapat pada port_io.dll dan untuk menset atau mengclear bit-bit tertentu dapat menggunakan prosedur set_bit atau clear_bit.
b. Pengaksesan dengan menggunakan kontrol MSComm
Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang kita buat dengan port serial untuk mengirim/menerima data melalui port serial. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial. Properti yang sering dipakai dalam MSComm adalah :
CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai. Setting : Digunakan untuk menset nilai baudrate, pariti, jumlah bit data dan
jumlah bit stop.
PortOpen : Digunakan untuk membuka atau menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm.
Input : Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima.
Output : Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim.
MSComm hanya mempunyai satu even yaitu even OnComm. Even OnComm dibangkitkan jika nilai properti dari CommEvent berubah yang mengindikasikan telah terjadi even pada port serial baik even komunikasi maupun error. (Retna Prasetia, 2004)
E. Basis Data MS Access
xxi
Gambar 2.15 Tampilan Microsoft Acces
Database atau basis data adalah kumpulan data yang berhubungan dengan suatu objek, topik atau tujuan tertentu. Database pada access terdiri atas satu atau beberapa tabel, query, form, report, page, macro dan modul.
1. Table, berupa tabel kumpulan data yang merupakan komponen utama dari suatu database.
2. Queries, digunakan untuk mencari dan menampilkan data yang memenuhi syarat tertentu dari satu tabel atau lebih, mengupdate atau menghapus beberapa record data pada saat yang sama, menjalankan perhitungan terhadap sekelompok data.Query itu ada beberapa jenis yaitu :
a. Select Query untuk menampilkan data.
b. Crosstab Query untuk merancang query dengan tampilan spreadsheet.. c. Make-Table Query untuk menyimpan data hasil query kedalam table baru. d. Update Query untuk mengupdate nilai dari suatu record atau field.
e. Append Query untuk memasukan data hasil query kedalam table. f. Delete Query untuk menghapus data pada table.
xxii
Gambar 2.16 Tool Box Common Button 4. Reports, digunkan untuk menampilkan laporan hasil analisa data.
5. Pages, Digunakan untuk membuat halaman web (page) berupa data access page yang dapat ditempatkan diserver.
6. Macros, untuk mengoptimalkan perintah-perintah yang sering digunakan dalam mengolah data.
xxiii BAB III
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
A. Deskripsi Sistem
Sistem ini merancang sebuah sistem sekuritas pintu gerbang menggunakan mikrokontroler AT89S51 dan visual basic. Sistem ini terdiri atas dua bagian utama, dimana masing-masing bagian tersusun atas komponen perangkat keras (hardware) dan komponen perangkat lunak (software).
Bagian pertama adalah bagian yang dipasang dilokasi (di dekat) pintu gerbang pabrik. Tugas dari bagian ini adalah menerima masukkan password yang diketikkan oleh sopir, lalu memverifikasi apakah data password itu benar atau salah. Jika password benar, maka palang pintu akan membuka, dan data password akan dikirim ke komputer dan setelah sensor inframerah terlewati maka pintu akan menutup kembali. Bagian pertama ini dibuat dua buah yakni satu untuk jalur masuk dan satu lagi untuk jalur keluar pabrik.
Bagian kedua adalah bagian yang berbasis PC. Bagian ini berada di lokasi yang relatif jauh dari pintu gerbang (biasanya di ruang kontrol). Tugas dari bagian ini adalah menerima data password sopir yang dikirim secara serial oleh bagian pertama. Data yang telah diterima lalu diproses lebih lanjut untuk menghasilkan informasi lebih, misalnya: data tentang identitas sopir, tanggal dan jam kejadian masuk/keluar, lalu menyimpan semua data tersebut ke dalam suatu basis data guna pembuatan pelaporan.
B. Diagram Blok Perancangan
xxiv
Perancangan perangkat lunak meliputi semua program penunjang yang digunakan untuk mengoperasikan pengendali mikrokontroler AT89S51 dan pengendali komputer. Perangkat lunak ini akan mengatur keseluruhan kerja alat.
Gambar 3.1 Diagram blok sistem keseluruhan
Keypad digunakan sebagai input password yang ditampilkan pada seven segmen. Input mikrokontroler AT89S51 untuk diproses oleh mikrokontoler sehingga menghasilkan output. RS232 digunakan sebagai komunikasi serial dari mikrokontroler ke komputer dan sebaliknya. Komputer digunakan sebagai monitoring data dan juga pengendali sekuritas pintu menggunakan relay sebagai saklar mekanis untuk membuka dan menutup pintu melalui program visual basic menggunakan motor DC. Catu daya berfungsi untuk mensuplay tegangan +5 volt dan +12 volt pada masing-masing bagian. Jadi cara kerja sistem keseluruhan pintu akan membuka jika input password benar.
C. Analisa Kebutuhan
Dalam pembuatan alat sistem keamanan pintu gerbang ini memerlukan beberapa perangkat hardware, software dan alat pendukung antara lain :
1. Hardware a. Blok Sensor
Sensor yang digunakan adalah sensor infra merah yang mempunyai jangkauan kurang lebih tiga sampai lima meter, berfungsi sebagai inputan untuk menutup pintu.
KEYPAD AT89S51 7 SEGMEN
RS-232 KOMPUTER
RELAY MOTOR
xxv b. Blok Mikrokontroler
Rangkaian pengendali dari alat yang berugas mengatur kerja rangkaian dengan cara mengendalikan input output yang diberikan ke rangkaian mikrokontroler.
c. Blok Display
Terdiri dari seven segmen yang berfungsi sebagai tampilan saat keypad mendapat inputan berupa tekanan.
d. Blok Keypad
Digunakan keypad 3x4 yang berfungsi sebagai input tekan password dari sopir yang akan diproses mikrokontroler.
e. Blok Komunikasi Serial
Menggunakan RS232 dan IC MAX232 yang berfungsi untuk komunikasi serial secara asinkron.
f. Blok Catu Daya
Trafo digunakan untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang diperlukan alat/rangkaian dari tegangan AC menjadi tegangan DC.
2. Software a. Visio
Program yang digunakan untuk menggambar flowchart dari alat yang dibuat.
b. Protel
Software yang digunakan untuk menggambar layout PCB dan rangkaian skema.
c. Notepad
Merupakan software untuk menulis program. d. Asm_51
Digunakan untuk mengubah file dengan ekstensi ASM menjadi ekstensi HEX.
e. Aec_isp
xxvi f. Visual Basic
Software untuk menampilkan dalam bentuk visual dalam PC. 3. Alat Pendukung
Alat pendukung yang digunakan dalam pembuatan alat sistem keamanan pintu gerbang ini adalah solder, multimeter, obeng, bor, cutter, tang, minyak damar (gondorukem), lotfett dan plastic still.
D. Alur Tahapan Pembuatan
Dalam perancangan dan pembuatan alat sistem keamanan pintu gerbang tahapan yang dilakukan adalah membuat rancangan alat yang akan dibuat, kemudian mencetaknya ke dalam pcb serta melubanginya. Kemudian memasang setiap komponen dengan benar di pcb dan mensoldernya. Rangkaian minimum sistem dibuat dan diuji juga dengan rangkaian tiap bloknya, pengisian program dan dilakukan uji coba keseluruhan alat, jika kesalahan terjadi maka diperbaiki dan diperiksa ulang. Setelah selesai alat dipasang dalam rangka yang telah dibuat.
Gambar 3.2 Tahapan Pembuatan Sistem Keamanan Pintu Gerbang Membuat rangkaian dan mencetak pcb
Merangkai minimum
Merangkai blok catu daya, display, sensor,keypad, komunikasi serial
Pengujian tiap blok rangkaian
Menyatukan alat dengan rangka Pengujian keseluruhan alat
xxvii E. Perancangan Perangkat Keras
Dalam pembuatan sistem keamanan pintu gerbang ini ada beberapa tahap yang harus dilakukan. Tahap yang dilakukan antara lain merancang rangkaian yang digunakan dan mencetak layout PCB. Dalam perancangan perangkat keras ada beberapa rangkaian meliputi :
1. Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
xxviii
Gambar 3.3 Rangkaian mikrokontroler AT89S51 2. Komunikasi Serial
Komunikasi antara alat dengan komputer dilakukan secara serial, dikarenakan adanya perbedaan level tegangan antara alat dan komputer, maka dibutuhkan sebuah pengubah level tegangan. IC Max 232 digunakan sebagai pengubah level tegangan.
Gambar 3.4 Rangkaian komunikasi serial RS 232
xxix
Gambar 3.5 Flow Chat Komunikasi Serial 3. Rangkaian Keypad
Keypad yang digunakan adalah keypad 3x4 artinya keypad yang terdiri dari 4 baris dan 3 kolom. Jadi keypad ini mempunyai 12 buah tombol dengan keluaran yang berbeda. Untuk membedakan angka satu dengan yang lain maka dilakukan dengan menghubungkan multitester dengan keypad dengan menekan salah satu tombol.
Gambar 3.6 Rangkaian keypad dengan mikrokontroler
Perancangan perangkat lunak untuk keypad harus didasarkan pada hasil pengujian dan pada kaki mikrokontroler AT89S51, untuk mempermudah dalam perancangan programnya maka dibuat inisial, misalnya :
Port 1.0 sama dengan Bar1, Port 1.1 sama dengan Bar2, Port 1.2 sama dengan Bar3, Port 1.3 sama dengan Bar4, Port 1.4 sama dengan Col1, Port 1.5 sama dengan Col2, Port 1.6 sama dengan Col3.
4. Display Seven Segmen
xxx
Gambar 3.7 Rangkaian Display Seven Segmen 5. Catu Daya
Catu daya yang digunakan adalah trafo step down yang berfungsi menurunkan tegangan dari jala-jala PLN sesuai dengan kebutuhan. Arus yang dihasilkan trafo masih berupa AC (bolak- balik) akan diubah menjadi DC(searah) oleh rangkaian penyearah yang berupa dioda dan difilter oleh kapasitor. LM7805 merupakan pengatur tegangan (5V) keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil.
Gambar 3.8 Rangkaian Catu Daya 6. Sensor Inframerah
xxxi
infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima.
Gambar 3.9 Rangkaian Sensor Inframerah 7. Motor DC
Motor yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu adalah motor DC pada cdroom.Mekanik dan motor dc pada cdroom digunakan untuk aplikasi pintu gerbang. Dimana motor dihubungkan dengan relay 12V, resistor dan transistor juga dihubungkan dengan saklar.
xxxii F. Perancangan Perangkat Lunak
1. Visual Basic
Perancangan visual basic ini meliputi form menu, form hapus dan form register. a. Form menu
Merupakan form tampilan utama yang menampilkan menu-menu. Form menu terdiri register, laporan, hapus data dan close. Dimana dalam form menu ini dapat mendaftar, melihat laporan dan menghapus data.
Sedangkan komponen-komponen dan property yang membentuk form menu terdapat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Komponen dan property tampilan form menu
Komponen Properti Nilai
Form Name FrmMenu
Caption Sistem Keamanan Pintu
MSComm Name MSComm1
CommPort 1
Label Name Label1(0)
Caption Sistem Keamanan Pintu Gerbang
Label
Name Label1(1)
xxxiii CommandButton Name Command1(0)
Caption Register CommandButton Name Command1(1)
Caption Laporan CommandButton Name Command1(2)
Caption Hapus Data CommandButton Name Command1(3)
Caption Close
b. Form hapus
Merupakan form untuk menghapus data pada data laporan yang tersimpan. Dalam menghapus data laporan, data dapat dihapus sesuai dengan keinginan yang yang terdapat pada blok kalender.
xxxiv
Tabel 3.2 Komponen dan property tampilan form hapus
Komponen Properti Nilai
Form Name FrmHapus
Caption Hapus Data
Line Name Line1
BorderColor &H80000008&
Label Name Label1(0)
Caption Sistem Keamanan Pintu Gerbang
Label
Name Label1(1)
xxxv
Caption Hapus Data Sesuai Tanggal c. Form register
Merupakan form untuk regristrasi yang dapat untuk menambah data, mengupdate dan menghapus registrasi.
Komponen-komponen dan property yang membentuk form register terdapat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Komponen dan property tampilan form register
Komponen Properti Nilai
Form Name FrmRegister
Caption Register
Label Name Label2(1)
Caption Sistem Keamanan Pintu Gerbang
Label
Name Label2(0)
Caption Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Melalui Antarmuka Port Serial
CommandButton Name Command1(0)
Caption Add
CommandButton Name Command1(1) Caption Update
CommandButton Name Command1(2) Caption Delete
CommandButton Name Command1(3) Caption Refresh
xxxvi
DataSource Adodc1
Gambar 3.11 Flow Chat Sistem Kerja Visual Basic
Perancangan alur program pada visual basic adalah data serial diterima oleh komputer dari mikrokontroler, diproses untuk mencari ID jika ketemu maka akan dicocokan passwordnya. Setelah ID dan password cocok maka data akan disimpan yang berisi nama, jam dan tanggal. Data yang tersimpan dapat dicetak maupun dihapus untuk pelaporan. Kemudian akan dikirimkan perintah untuk membuka pintu dan sensor akan aktif. Setelah kendaraan melewati sensor, sensor receiver akan memberikan sinyal bit (logika 1) ke rangkaian kendali dan pintu akan menutup. Mekanisme kerja seperti ini berlaku pada pintu keluar dan pintu masuk pabrik.
2. Software Assemby
xxxvii
Gambar 3.12 Flow Chat Sistem kerja Mikrokontroler
xxxviii G. Tahap Penyelesaian
Setelah selesai melakukan pembuatan sistem keamanan pintu gerbang, langkah selanjutnya adalah tahap penyelesaian. Tahapan penyelesaiannya adalah : a. Menggabungkan keseluruhan rangkaian menyusunnya dalam tempat yang telah
disiapkan.
b. Memasukkan program yang telah ditulis dinotepad kedalam IC AT89S51. Langkah ini dilakukan setelah alat selesai dirangkai.
xxxix BAB IV
HASIL DAN PENGUJIAN
A. Pengujian Alat dan Analisis
1. Hasil Pengujian Rangkaian Keypad
Rangkaian keypad setelah diuji dengan menggunakan multimeter dengan menekan keypad secara bergantian, didapat data yang ditunjukkan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian keypad Angka P1.0 (Bar1) dan P1.5 (Col2). Rangkaian ini bersifat pull up jadi angka 0 menunjukkan aktif sedangkan angka 1 menunjukkan tidak aktif.
2. Hasil Pengujian Rangkaian Mikrokontroler dan Seven Segmen
Pengujian dari sistem minimum mikrokontroler dapat dilihat dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Pengisian mikrokontroler AT89S51 dengan program assembler.
xl
3. Pembacaan hasil dari program yang telah diisikan pada mikrokontroler terlihat langsung pada seven segment.
Diagram blok rangkaian pengujian mikrokontroler dan seven segment terlihat pada gambar 4.1, yaitu mikrokontroler port 0 dihubungkan dengan seven segment dan port1 dihubungkan dengan keypad.
Gambar 4.1 Blok rangkaian pengujian mikro dan seven segment
Hasil yang keluar pada rangkaian seven segment sama dengan masukan yang telah diubah-ubah. Hasil pembacaan bisa dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Hasil pengujian sevent segment
Masukan Tampilan angka seven segmen
00000011 0
10011111 1
00100101 2
3. Hasil Pengujian Rangkaian Komunikasi Serial
xli
Gambar 4.2 Gambar komunikasi serial
Ketika keypad masukan pada rangkaian mikrokontroler ditekan #, maka mikrokontroler akan mengirimkan data melalui pin Tx ke pin Rx PC. Rangkaian komunikasi serial setelah diuji dengan memasukkan id/password melalui keypad, misalnya 4567, pada PC akan menampilkan angka 4567.
Gambar 4.3 Hasil komunikasi serial 4. Hasil Pengujian Rangkaian Motor DC dan Sensor
Pada pengujian driver motor DC ini akan diketahui apakah motor tersebut mengalami suatu masalah (error) atau tidak. Tabel berikut merupakan arah pergerakan dari motor DC.
Tabel 4.3 Tabel Pengujian Driver Motor DC
A B Gerakan Motor
0 0 Tidak bergerak
0 1 Putar kanan
1 0 Putar kiri
1 1 Tidak bergerak
xlii B. Hasil Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian perangkat lunak (software) dilakukan untuk menguji apakah program aplikasi yang dibuat sudah dapat berjalan sebagaimana mestinya dan dapat menerima dan mengirim dari perangkat keras (hardware) yang dikoneksikan dengan komputer. Hasil pengujian perangkat lunak (software) program aplikasi dengan visual basic meliputi form menu, form register, form laporan dan form hapus.
1. Form Menu
Form menu merupakan tampilan pertama ketika program visual basic dijalankan, seperti pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Tampilan Form Menu
xliii
maka dari form menu akan langsung keluar dari aplikasi. Juga form menu ini untuk mengetahui apakah sudah terkoneksi dengan mikrokontroler dan database melalui penekanan keypad yang akan ditampilkan IDnya jika ID dan password ada dalam database.
2. Form Register
Form register merupakan form untuk menambah, mengupdate dan menghapus data dalam database, seperti pada gambar 4.5
Gambar 4.5 Tampilan Form Register
xliv 3. Form Laporan
Form laporan merupakan form untuk mencetak data yang sudah terjadi, seperti pada gambar 4.6.
Gambar 4.6 Tampilan Form Laporan
Pada bagian ini akan dilakukan pengujian tentang form laporan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui form sudah terkoneksi dengan database atau belum. Pada form ini terdapat data yang akan dicetak yaitu data aktivitas keluar masuk pintu gerbang. Data yang akan dicetak bisa diprint langsung atau di eksport ke ekstensi teks atau html dan juga dapat di zoom.
4. Form Hapus Data
xlv
Gambar 4.7 Tampilan Form Hapus
Pada bagian ini akan dilakukan pengujian tentang form hapus. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui form sudah terkoneksi dengan database atau belum. Jika sudah terkoneksi dengan baik maka data pada database dapat dihapus dan dapat dilihat pada DataGrid.
C. Pengujian Keseluruhan
xlvi
database sudah benar maka hasil dari penghapusan data dapat langsung dilihat pada DataGrid. Kemudian untuk pengujian komunikasi hardware dan software dengan langkah mengetikkan empat digit id terlihat pada display seven segment kemudian menekan *, mengetikkan lagi password empat digit terlihat pada display seven segment dan tekan #. Maka mikro akan memproses inputan tersebut dikirimkan secara serial ke komputer dan visual basic akan mencocokan id dan password tersebut dengan database, jika id dan password ada maka tampilan form menu berubah menampilkan data sopir dan menyimpannya guna pelaporan data dan data baru langsung masuk ke DataGrid pada tampilan. Mikrokontroler menginstruksikan membuka pintu dan sensor inframerah aktif, setelah sensor terlewati maka pintu akan menutup kembali. Jika id dan password tidak ada maka tidak terjadi instruksi.
xlvii BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan evaluasi dari sistem keamanan pintu gerbang berbasis mikrokontroler AT89C51 melalui antarmuka port serial , maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Sistem keamanan pintu gerbang menggunakan mikrokontroler AT89S51 melalui antar muka port serial dan visual basic telah berhasil dibuat dan dapat berfungsi sebagaimana yang diharapkan, dapat membuka pintu jika password benar dan menutup setelah sensor terlewati.
2. Perancangan alat keamanan pintu gerbang berbasis mikrokontroler AT89S51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232, terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras meliputi mikrokontroler, keypad, seven segment, motor DC dan komputer. Sedangkan perangkat lunak meliputi pemrograman assembler pada mikrokontroler dan pemrograman visual basic pada komputer.
3. Untuk kerja dari alat keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89S51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232, yaitu : tampilan pada display berjumlah empat digit seven segment, keypad yang digunakan adalah keypad matriks 4X3, kemampuan jangkauan sensor sejauh tiga sampai lima meter, dan catu daya yang dipakai untuk rangkaian kendali sebesar +5V dan +12V DC.
B. Saran
Dari perancangan sistem yang telah dilaksanakan ini, diharapkan dapat menjadi dasar pengembangan lebih lanjut, maka ada beberapa saran penulis untuk pengembangan :
xlviii
2. Untuk interfacing sebaiknya menggunakan komputer dengan spesifikasi yang tinggi agar software dapat berjalan dengan baik.
xlix
DAFTAR PUSTAKA
Permana B, 2002. Seri P enuntun Praktis Microsoft Access 2002 Microsoft Office XP. Jakarta : Elek Media Komputindo.
Prasetia R, 2004. Teori dan Praktek Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visial Basic 6.0. Yogyakarta : Andi.
Prihono, 2009. Jago Elektronika Secara Otodidak, Jakarta : Kawan Pustaka. Tim Lab Mikroprosesor. 2007. Pemrograman Mikrokontroler AT89S51 dengan
C/C+ + dan Assembler. Yogyakarta : Andi.
Anonim. IC MAX232. http://www.indorobotika.com/ic-max232.html diakses pada 26 Mei 2010.
Anonim. Inframerah. http://ittelkom.ac.id/library/inframerah.html diakses pada 25 Mei 2010.
Anonim. Keypad. http://delta-electronic.com/Keypad.html diakses 24 Mei 2010. Anonim. LM7805. http://en.wikipedia.org/wiki/LM7805.html diakses pada 24
Mei 2010.
Anonim.MotorDC.http://innovativeelectronics.com/innovativeelectronics/motordc .html diakses pada 25 Mei 2010.
Anonim. NE555. http://en.wikipedia.org/wiki/NE555.html diakses 24 Mei 2010. Anonim. Regulator 7805.
http://p_musa.staff.gunadarma.ac.id/regulator-5-volt-menggunakan-ic-7805.html diakses 24 Mei 2010.
Anonim. Relay. http://p_musa.staff.gunadarma.ac.id/relay.html diakses 24 Mei 2010.
Anonim. RS232. http://www.ittelkom.ac.id/library/index.php diakses 24 Juli 2010.
