PERANCANGAN KUNCI KOMBINASI DIGITAL PADA BRANKAS
UNIVERSITAS GUNADARMA
TAHUN 2020
PERANCANGAN KUNCI KOMBINASI DIGITAL PADA BRANKAS
Bambang Harianto
______________________________
ABTRAKSI
Kunci kombinasi digital merupakan sebuah kunci yang bekerja secara elektronik dan hanya orang-orang yang mengetaui kodenya saja yang bisa membukanya dan menutupnya pintu brankas. Dengan melakukan beberapa kombinasi- kombinasi yang terdiri dari 4 digit yaitu dengan menekan angka 0 sampai 9 pada tombol keypad.
Rankaian kunci kombinasi digital pada brankas terdiri dari krndali encoder , decoder , comperator,timer dan shif register, juga terdiri dari motor dc yang berfungsi untuk membuka dan menunup pintu brankas . Hasil dari uji coba yang dilakukan pintu brankas saat menutup dan membukanya dapat diatur dengan menggunakan potensiomter dengan waktu putaran antara 1 sampai 5 detik.
Kata Kunci : Kunci Kombinasi, Penggerak Mekanik, Kendali ( Drever )
PENDAHULUAN
Teknik digital merupakan salah satu bidang elektronik yang sudah dikenal secara luas oleh masyarakat, yang mana kini hampir semua kehidupan manusia telah dipenuhi oleh berbagai barang- barang yang memakai teknik digital, untuk pengoperasiannya .Penggunaan teknik ini mmpunyai suatu unggulan yaitu dapat memberikan banyak kemudahan bagi memakai atau manusia itu sendiri yang menggunakannya .
Dengan teknik ini campur tangan manusia dalam mlaksanakan suatu pekerjaan dapat sedikit terkurangi. Adapun salah satu manfaat dari teknik digital yaitu digunakannya untuk suatu sistem keamanan, sistem ini seringnya terjadinya penyimpan
dan pencurian terhadap barang-barang berharga yang disimpan secara sembarang tempat atau kurang permanen. Sehingga dengan sistem ini dapat menghindarkan barang-barang berharga tersebut dari tangan-tangan yang tidak bertanggung jawab terhadap barang tersebut.Untuk lebih lebih jelasnya berikut ini akan diterangkan mengenai fungsi dari bagian-bagian rangkaian kunci kombinasi digital pada brankas.
Pengembangan teknik digital tersebut diatas menyebabkan timbulnya gagasan untuk meneliti manfaat lain dari salah salah satu sistem keaman yang ada, dalam kesempatan ini penulis mencoba untuk mengembangkan suatu alat pengaman dalam bentuk yang lain mengganti sistem
analog pada brankas dan dengan sistem digital.Rangkaian kunci kombinasi ini nantinya akanmemiliki data-data baik itu biner maupun desimal akan tetapi yang terbaca hanya angka-angka desimal saja, data-data ini dari penekanan pada tombol- tombol keypad.
Kemudian data-data yang ada akan disimpan oleh register secara bersamaan dengan berbeda angka sesuai dengan manipulasi dari penekanan tombol dari 0 sampai 9,setelah itu data-data yng disimpan atau tertampil pada diplay akan di preset oleh saklar di switch untuk masing-masing diplay.Terjadinya pem presetan ini intinya yang akan membuang comperator membandingkan data yang ada, setelah terbanding sama output dari komperator akan mengktifkan timer dan timer ini akan mengendalikan putaran motor baik itu pada keadaan putaran untuk membuka maupun menutup pintu bersamaan dengan bkerjanya relay dan lampu indikator.
Encoder merupakan suatu jaringan kombinasi dari gerbang-gerbang yang mengubah suatu bilangan desimal (non biner) menjadi suatu bilangan biner.Suatu bilangan desimal kebilangan biner pada encoder ini mmpunyai 16 input pada sakar untuk keadaan 4 bit, namun saklar yang difungsikan hanya 10 saklar yaitu ( 0 sampai 9) karena rangkaian ini hanya menampilan data output desimal pada angka 9 untuk data terakhir pada seven segment,suatu encoder mempunyai jumlah masukan, namun hanya satu dalam keadaan high 1 ( aktif) pada saat penekanan tombol dan suatu kode N-bit yang dihasilkan tergantung dari input atau saklar mana yang di rangsang atau di tekan.
Encoder pada rangkaian ini memiliki keluaran 4bit dari 0 sampai nilai 9, 1 kode 4 bit pada rangkaian ini akan menghasilkan suatu
kata-kata data BCD (Binari Code Desimal) untuk kode-kode keluarannya, untuk lebih jelasnya proses input output pada suatu encoder berdasarkan pada tabel ini. Adapun mengenai Encoder Driver ada pada gambar dibawah ini:
Gambar 2.1. Kebenaran Untuk Input Output Pada Encoder Driver ( Keypad )
Prinsip kerja dari rangkaian encoder driver yaitu rangkaian ini akan bekerja jika pada saat Vcc terhubung atau tercatu sehingga dengan menekan salah satu tombol dari (0-9) maka akan menghantarkan arus ke dioda, sehingga dioda yang terhubung akan hubung singkat atau dioda tersebut akan terinduksi dengan tegangan induksi sebesar 0,6 v dan dioda yang lainnya tak terinduksi hal ini disebabkan oleh tidak adanya tegangan yang menginduksinya dan akan menghasil output aktif low “0”, dioda yang terinduksi tersebut akan menghasilkan output aktif high “1”, sehingga akan menghaslkan output pada, D=0, C= 0, B = 0 , A = 1 hal ini sesuai dengan input pada tabel kebenaran, keluaran ini berlaku untuk penekanan pada tombol 1. Hal ini akan berlanjut jika penekanan tombol dilakukan baik itu secara acak atau tidak dari ke sepuluh tombol tersebut.
Gerbang ini disebut juga sebagai gerbang atau gerbang OR akan menghasilkan keluaran rendah apa bila semua masukan adalah rendah. Sebaliknya
apa bila semua atau salah satu masukan tinggi maka gerbang OR akan menghasilkan keluaran yang tinggi. Untuk lebih jelasnya mengenai masukan dan keluaran serta simbol dari gerbang OR akan ditunjukkan oleh tabel kebenaran beserta gambar dibawah ini.
Gambar 2.2 Gerbang OR
Tabel 2.2. Tabel kebenaran OR
Gerbang NOR disebut juga sebagai gabungan antara NOT dan OR, suatu keluaran NOR merupakan kebalikan dengan keluaran OR dengan tambahan tanda lingkaran kecil pada ujungnya seperti diperlihatkan pada gambar tersebut.
Gambar 2.3 Gerbang NOT OR ( NOR )
Tabel 2.3. Tabel kebenaran NOT OR ( NOR )
Gerbang AND adalah disebut juga gerbang DAN yang jika gerbang AND memiliki dua atau lebih sinyal masukan, jika salah satu masukan bernilai rendah maka
keluaraannya akan rendah tetapi jika semua masukan bernilai tinggi maka keluarannya juga akan bernilai tinggi.Untuk mengetahui gambar dari gerbang AND maka akan ditunjukkan oleh gambar berikut ini.
Gambar 2.4 Gerbang AND
Tabel 2.4 Tabel Kebenaran Gerbang AND
Gerbang NAND adalah suatu perpaduan antara NOT dan AND, atau suatu fungsi AND yang semua keluarannya dibalik, gerbang NAND akan menghasilkan keluaran yang rendah jika semua masukan adalah tinggi seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.5 Gerbang NAND
Tabel 2.5 Tabel Kebenaran Gerbang AND
Shif Register
Register merupakan pengingat (memori ) 1 bit dengan n-flip-flop, sehingga data tersebut dapat disimpan kata sebanyak n- bit. Untuk memungkinkan data dalam suatu kata dapat dibaca ke dalam register secara seri, maka keluaran dari I flip-flop dihubungkan kemasukan dari register yang berikutnya Shif register merupakan register khusus yang dapat menerima data satu bit pada setiap unit waktu secara serial input dan akan mngeluarkan data secara pararel atau serempak.
Bit –bit data pada register ini di geser kekanan dan juga dapat di geser ke kiri setelah mendapat clock, data ini akan bergeser secara serentak dari register satu ke register yang berikutnya, adapun banyaknya pengiriman data sebanyak 1 bit demi1 bit setiap adanya clock pulsa yang datang, hal ini berguna untuk menyediakan tempat bit yang berikutnya. Sehingga shif register ini dapat menerima dan mengeluarkan data secara serial dan mengeluarkan secara pararel dengan mempergunakan logic 0 dan logic 1. Adapun rangkaian dari shif register 4 bit adalah sebagai berikut :
Gambar 2.6. Rangkaian Register Geser 4 bit
Rangkaian ini terdiri dari 1 bit serial dan 4 bit data yang tergeser secara pararel,
sehingga pada jalur ini dinamakan SIPO (Serial Input Pararel Output ), Clock yang berfungsi untuk menggeser data pada register yang dirangkap 4 ini bertujuan untuk membuat perpindahan data yang masuk dapat bepindah secara bersamaan.
Adapun tabel pembacaan dari rgister geser pada saat mendapatkan clock dan diagram waktu untuk menyatakan bit – bit data yang tergeser adalah sebagai berikut :
Gambar 2.6. Pembaca Register Geser Setelah Adanya Clock
Gambar 2.7. Diagram Pulsa Kunci Waktu
Q= 1000
Dengan muncul = 0, maka akan menjadikan Q berubah dengan adanya clock positif yang kedua datang dan menjadikan kata tersimpan menjadi Q = 0100
Setelah clock positif yang ke tiga datang dengan Dmas = 0 maka akan menjadikan kata tersimpan di flip flop 3 akan menjadi Q
= 0010
Serta dengan masukan data keempat
= 1 maka akan menjadikan data setelah tibanya clock, positif yang keempat akan menjadian Q = 1001.
Pencacah
Gambar 2.8. ( a) simbol fli flop JK ( b ) Pulsa Isyar
Gambar 2.8. Tabel Kebenaran fli flop J - K
METODOLOGI PENELITIAN
Metode penulisan yang diambil oleh penulis disini adalah yaitu, suatu cara pengumpulan data berdasarkan teori-teori elektronika yang berhubungan dengan alat yang dibuat. Dan berdasarkan data sheet dari komponen - komponen yang digunakan yaitu Intergrated (IC), melakukan pengujian alat untuk dianalisa kinerja dari alat tersebut.
Rangkaian kunci kombinasi pada brankas ini terdiri dari beberapa bagian antara lain : Encoder Driver, Shift Register, Decoder Driver Display, pembanding, Pengaktif Kunci, Timmer dan Kendali Rangkaian Mekanik.
Diagaram Blok Kunci Kombinasi Digital Pada Brankas
.
Secara blok diagram, rangkaian kunci kombinasi terdiri dari beberapa bagian seperti pada gambar dibawah ini. Yang
fungsinya dan cara kerja masing – masing blok akan dijelaskan sebagai berkutt :
Gambar 3.1 Blok Diagram Kunci Kombinasi Mekanik
Input pada YX (N= 0,1....9) yang menggambarkan suatu tombol ke –n, jika YoXo pada n= 1, maka tombol pada n yang akan ditekan. Dalam hal in proses suatu encoder tidak lebih dari suatu tombol yang diaktifkan secara srentak, maka setiap deretan semua masukan akan berada pada keadaan 0 dan tombol yang aktif akan berada pada keadaan keadaan 1.Sehingga dari tabel kebenaran diatas dapat disimpulkan bahwa A = 1, jika YoXo = 1,kemudian YoX3=1,Y1X1=1, Y1X3=1dan Y2X1 = 1, sehingga menurut persamaan notasi Boole adalah sebagai berikut untuk A,B,C dan D:
A= YoXo+ YoX3 + Y1X1+ Y1X3+ Y2X1
B = YoX2+ YoX3 + Y1X2+ Y1X3 C = Y1X0+ Y1X1 + Y1X2+ Y1X3 D = YoX2+ Y2X1
Adapun mengenai Rangkaian Encoder Driver ada pada gambar berikut ini :
Gambar 3.2 Rangkaian Encoder 4 bit
Encoder Driver
Bagian ini dibentuk oleh tombol - tombol Driver ( Key Pad) dan sebuah IC 74MC922, bagian ini akan bekerja jika key pad ( 9 Tombol) ditekan, saat tombol pada keadaan terbuka, maka data berada pada keadaan tinggi ke rendah, setelah tombol ditekan clock berada pada keadaan rendah ke tinggi dan pada saat tombol dilepas clock pada keadaan semula yaitu pada transisi tinggi ke rendah. Dibawah simulasi contoh masukan data pada tombol untuk decoder driver display yang pertama hingga data ini akan bergeser kekanan setelah mendapat clock antara lain adalah seperti dibawah ini : Tombol 1 : Input 1 akan menghasilkan keluaran 0001 untuk D C B A
Tombol 3 : Input 3 akan menghasilkan keluaran 0011 untuk D C B A
Tombol 5 : Input 5 akan menghasilkan keluaran 0101 untuk D C B A
Tombol 4 : Input 4 akan menghasilkan keluaran 0100 unuk D C B A
Dengan menekan tombol T, maka encoder akan menghasikan keluaran data
BCD yaitu pada A = 1, B = 0, C = 0, D = 0.
Data ini merupakan sebagai data masukan pada register yang pertama dan data ini akan berpindah ke output register pertama dan input pada register ke dua ( D = Q ). Begitu juga untuk selanjutnya dan akan diuraikan pada bagian blok shift register, yang mana contoh simulasi dari beberapa kombinasi data – data pada saat terjadinya penekanan pada tombol untuk masukan dan keluaran adalah sebagai berikut :
Gambar Tabel 3.3 Input pada Keypat ( Tombol )
Semisal jika kita menekan dengan urutan 4231, sedangkan pada panel display masih terbaca dengan urutan angka 0087, maka ketika tombol 1 ( Yo,X1 = 0001 ) ditekan panel display akan terbaca 1008, selanjutnya bila tombol 3 (Yo,X3 = 0011 ) ditekan, maka panel display akan dibaca 3100, sedangkan pada tombol 2 (Yo,X2 = 0010 ) ditekan akan menjadikan panel display 2310 dan tombol terakhir ditekan yaitu tombol 4 (Y1,X0 = 0100 ), maka akan menjadikan panel display terbaca 4231.
Decoder merupakan suatu rangkaian kombinasional yang merubah bilangan biner pada inputnya dan menjadi logika 1 dan 0 pada outputnya atau dengan kata lain dari biner ke desimal. Decoder ini memiliki rangkaian gerbang logika dan pada setiap decoder membutuhkan masukan tambahan yang mana masukan tersebut selalu berada pada keadaan tinggi “ 1 “. Masukan ini yang dipergunakan yaitu LT ( Lamp Test ) LT inipun dapat berfungsi untuk menambah pencerahan pada led seven segmen. Jadi
Decoder ini merupakan satu rangkaian yang dapat menyerap infomasi yang datang dan bergunakan bagi isyarat yang dikodekan.
Adapun gambar rangkaian decoder adalah sebagai berikut :
Gambar 3.4. Rangkaian BCD TO Decoder Driver Display
Decoder Drever Display
Bagian ini dibentuk oleh IC 74LS47 dan Led Seven Segmen, bagian ini akan bekerja jika mendapatkan masukan data dari register yang telah tersimpan atau rer- riset, kemudian data BCD ini di konvermasikan ke dalam bentuk angaka desimal oleh decoder driver display.Data di display = 5431 dan data yang tersimpan diregister yaitu 0101 0100 0011 0001.
Berdasarkan akan menghitung dan akan menyalakan led seven segment (a,c,d,f,dan g), sedangkan pada data 4 = 0100 decoder akan menghitung dan akan menyalakan led seven segment ( b,c,f, dan g ), kemudian pada yang selanjutnya yaitu data 3 = 0011 decoder akan menghitung dan menyalakan led seven segment ( a,b, c, d dan g ), data yang terakhir tersimpan pada register yaitu 1
= 0001 decoder akan menghitung dan akan menyalakan led seven segmen ( b dan c ) .Adapun contoh masukan dan keluaran pada decoder driver display adalah sbagai berikut :
Preset
Bagian preset ini terbentuk dari Saklar SPST DIP SWITCH, bagian ini memiliki 4 saklar BCD, adapun contoh masukan pada preset sebagai berikut :
Gambar.Tabel 3.4 contoh Pem-Presetan (pengaktif Kunci Kombinasi )
Pada contoh tabel diatas yang mana saklar 1 berfungsi untuk masukkan data ribuan, kemudian pada saklar 2 untuk masukkan data ratusan. Pada saklar 3 berfungsi untuk memasukkan data puluhan dan saklar 1 untuk memasukkan data satuan berupa data sandi BCD ( Binary Coded Desima ) 8 4 2 1. Switch ini pada posisi tertutup, maka berada pada keadaan low
“0”,sedangkan pada kondisi saklar terbuka berada pada keadaan High “1”. Data BCD di preset ini akan bekerja jika pem – preset-an sama dengan data pada display, yang mana data yang di preset dan di display akan dibandingkan oleh komperator ( A=B).
Tujuan Pengujian
Bertujuan untuk mengetahui dan memahami lebih mendetil alat ini, juga dapat membandingkan hasil nilai-nilai dari yang telah di uji cobakan pada titik ukur masing-masing blok rangkaian. Dan juga mengharapkan nilai- nilai hasil dari pengukuran sesuai dengan nilai yang diharapkan pada melaksanakan pelacakan alat.
Pada bagian rangkaian ini memakai tegangan catu sebesar 5 volt, maka dengan melakukan beberapa titik – titik pengukuran
diperoleh data pada besaran – besaran berikut:
Gambar Tabel 3. 5 Data Pengujian Untuk Nilai Frekuensi dan tegangan.
Adapun bentuk sinyal pulsa yang di hasilkan pada IC 74MC922 pada titik ukur1
( pertama) (pin 5 “ osilator” ) adalah sebagai berikut :
Gambar 4.1 Bentuk Signal Output pin 5 pada IC 74MC922
Kemudian sinyal- sinyal yang dihasilkan antara register yang pertama dengan register yang berikutnya akan selalu sama, yang mana contoh sinyal - sinyal yang di uji cobakan adalah sebagai berikut :
Gambar 4.2.Bentuk Signal Clock pin 8 pada IC 74LS95
Pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan multimeter digital yang dipasang pada pin 11 dan pin 12, adapun beberapa contoh masukan dan keluaran serta karakteristik dari IC 7447 adalah sebagai berikut:
Tabel 4.3. Tabel Input Output pada Decorder Driver Display.
Adapun contoh pengamatan dan pengetesan yang dilakukan pada bagian
adala sebagai berikut:
Tabel 4.4. Contoh Beberapa Kombinasi Data Yang di Tampilkan Oleh Display.
Komperator berada pada keadaamn A= B, dengan begitu timmer pun aktif.
Berikut merupakan beberapa contoh pengetesan dilakukan pada pengaktif kunci (preset ) adalah sebagai berikut :
Tabel 4.6. Contoh Beberapa Kunci Pengaktif (preset ) Kombinasi Data.
Rangkaian Pewaktu ( Timer )
Pengukuran pada rangkaian ini dilakukan pada IC 555 yang merupakan sebagai pewaktu untuk putaran motor (membuka dan menutup ). Adapun bentuk signal gelombang pada pin 2 masukan trigger adalah sebagai berikut :
Gambar 4.6. Bentuk signal input trigger pin 2 pada IC 555
Sedangkan nilai frekuensi yang dihasilkan ole IC 555 pada rangkaian ini adalah sebagai berikut :
Adapun bentuk sinyal yang dihasilkan pada pin 3 IC 555 adalah sebagai berikut :
Gambar 4.7. Bentuk signal ouput trigger pin 3 pada IC 555
Kesimpulan
Adapun hasil kesimpulan yang dapat penulis simpulkan berdasarkan hasil penulisan ini, dengan melakukan beberapa penekanan pada tombol keypad maka akan mengaktifkan bergantinya data atau angka – angka desimal yang tampil pada display (seven segmen). Sehingga dengan melakukan penekanan yang berulang – ulang pada tombol keypad maka display dapat menampilkan beberapa kombinasi
data yang tampil pada display seven segment yaitu antara 0000 sampai 9999 angka kemungkinan yang tampil.
DAFTAR PUSTAKA
1. Malvino, terjemahan oleh Hanapi Gunawan “ Prinsip – Prinsip Elektronika, edisi kedua , Penerbit PT. Gelora Aksara Pratama, Jakarta 1999.
2. Albert Paul Malvino, terjemahan oleh Dali S Naga dan Tjio May On,” Elektronika komputer Digital”, edisi kedua, penerbit Erlangga, Jakarta 1996.
3. Roger L. Tokheim, terjemahan oleh Ir . Sutanto, “ Prinsip – Prinsip Digital”, Edisi ke dua, Penerbit Erlangga, Jakarta 1994.
4. Jacob Millman, terjemahan oleh Ir . Sutanto, “ Prinsip – Prinsip Digital dan Rangkaian Analog Edisi, pertama Penerbit Erlangga, Jakarta 1993
5. Malvino Leach, terjemahan oleh Irwan Wijaya,” “ Prinsip – Prinsip Digital”, Edisi ke tiga, Penerbit Erlangga, Jakarta 1992.
6. Adel S Sedra dan Kenneth C. Smith,”
Mirco Elektronika Circuit”, edisi ke tiga, penerbit Saunders College Publishing, 1999.
7. www.Fairchilld Semi.Com 8. www.Google. Com
