LAPORAN TUGAS AKHIR SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS MENGGUNAKAN SENSOR WARNA DAN PASSWORD BERBASIS MIKROKONTROLER INTAN KURNIA BP

(1)

SISTEM PINTU GARASI OTOMATIS MENGGUNAKAN

SENSOR WARNA DAN PASSWORD BERBASIS

MIKROKONTROLER

INTAN KURNIA

BP. 1301041003

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

(2)

SENSOR WARNA DAN PASSWORD BERBASIS

MIKROKONTROLER

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana muda

Ahli Madya dari Politeknik Negeri Padang.

INTAN KURNIA

BP. 1301041003

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI PADANG

2016

(3)

i

MIKROKONTROLER

Oleh

Intan Kurnia

BP. 1301041003

Telah disetujui oleh:

Pembimbing I Pembimbing II

H. M. Irmansyah Roza Susanti

(4)

ii

Tugas akhir yang berjudul Sistem Pintu Garasi Otomatis Menggunakan Sensor Warna Dan Password Berbasis Mikrokontroler telah disidangkan atau di pertanggung jawabkan di depan tim penguji sebagai berikut, pada hari Selasa, 27 September 2016 di Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.

No Nama Jabatan Tanda Tangan

1 DRS. Albar M.Kom NIP. 19580917 198603 1 02 Ketua 2 Efrizon SST., MT Nip. 19670425 199303 1 003 Sekretaris 3 Tuti Angraini NIP. 19670930 199303 2 003 Anggota 4 H. M. Irmansyah ST., MT NIP. 19760710 200604 1 002 Anggota Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro

Afrizal Yuhanef ST.,M.Kom NIP. 19640429 199003 1 001

Ketua Program Studi Teknik Elektronika

Herizon SST.,MT NIP. 19690927 199903 1 001

(5)

iii

Sistem garasi otomatis ini diciptakan agar mempermudah sistem garasi

yang tidak perlu membutuhkan banyak tenaga manusia untuk pengatur tempat

parkiran, mempermudah anggota keluarga untuk menata kendaraannya

masing-masing secara mudah, dan bisa dimasukkan maupun dikeluarkan dengan

leluasa. Alat ini berbasiskan mikrokontroler Arduino Uno, yang mengolah data

input dari sensor TCS3200 dan keypad kemudian output motor DC. Untuk

mengoperasikan alat ini dibutuhkan cahaya yang konstan untuk mendapatkan

nilai RGB dari input sesnsroe yang konatan pula.

Kata Kunci (Key Word) : Mobil, Warna Mobi, TCS3200, Keypad, mikrokontroler, motor DC, Pintu Garasi.

(6)

iii

Syukur Alhamdulillah penulis ucapkan kehadirat ALLAH SWT yang telah

melimpahkan Rahmat dan Karunia-NYA kepada penulis sehingga penulis dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir dengan judul “Sistem Pintu Garasi Otomatis

Menggunakan Sensor Warna dan Password Berbasis Mikrokontroler”. Shalawat

dan salam teruntuk Nabi Muhammad SAW, keluarga dan para sahabatnya yang

telah memberikan teladan kepada umatnya juga kepada kita generasi

penerusnya yang istiqomah berada dijalan-Nya.

Penyusunan laporan ini bertujuan untuk diajukan sebagai salah satu syarat

dalam menyelesaikan Jenjang Pendidikan Diploma III di Politeknik Negeri

Padang. Selama penyelesaian tugas akhir dan penyusunan laporan ini, penulis

sangat banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, untuk itu

penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Orang Tua dan seluruh keluarga yang telah memberikan dukungan, do’a

dan pengorbanannya kepada Penulis, baik berupa materil maupun

spiritual.

2. Bapak H.M.Irmansyah, ST.MT selaku dosen pembimbing I Tugas Akhir

yang telah banyak memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis

(7)

iv

dalam pembuatan dan penyelesaian laporan ini.

4. Bapak Aidil Zamri, ST.,MT, selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.

5. Bapak Afrizal Yuhanef,ST.M.Kom selaku Ketua Jurusan Elektro

Politeknik Negeri Padang.

6. Bapak Herizon, ST.,SST.,MT selaku Kepala Program Studi Elektronika

Politeknik Negeri Padang.

7. Bapak dan Ibu dosen yang mengajar beserta Teknisi, dan staf Administrasi

di Politeknik Negeri Padang khususnya Jurusan Elektronika, yang sudah

membantu penulis dalam pembuatan Tugas Akhir.

8. Serta Rekan-rekan mahasiswa khususnya kelas 3A EC dan mahasiswa lain

terima kasih atas bantuan, masukan, dan semangat serta kebersamaannya.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan laporan ini masih banyak

terdapat kekurangan-kekurangan yang penulis miliki, untuk itu penulis

mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi kemajuan ilmu pengetahuan.

Semoga laporan ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca umumnya.

Padang, 30 September 2016

(8)

vii

HALAMAN PENGESAHAN... ii

ABSTRAK ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR LAMPIRAN... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

DAFTAR TABEL... xiii

BAB I PENDAHULUAN ...1 1.1 Latar Belakang ...1 1.2 Tujuan...2 1.3 Perumusan Masalah...2 1.4 Batasan Masalah...2 1.5 Manfaat...3

1.6 Metode Pembuatan Tugas Akhir ...3

1.7 Sistematika Penulisan...4

BAB II...5

LANDASAN TEORI...5

2.1 Power Supply ...5

(9)

viii

2.2.1 Spesifikasi & Fitur modul sensor TCS3200 GY-31 ...12

2.3 Keypad...13

2.3.1 Fungsi dan kegunaan...14

2.4 Arduino UNO ...15

2.4.1 Bagian-Bagian Pada Arduino Uno...17

2.5 Driver Motor L298 ...21

2.6 Motor DC ...22

BAB III ...25

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ...25

3.1 Diagram Blok Sistem ...25

3.2 Prinsip Kerja Alat ...26

3.3 Perancangan Pembuatan Software dan Hardware...27

3.3.1 Perancangan Pembuatan Hardware...27

3.3.2 Perancangan Pembuatan Software ...28

3.3.2.1 Sistem Power Supply...28

3.3.2.2 Sistem Pengenal warna mobil ...28

3.3.2.3 Pengaman password menggunakan keypad ...37

3.3.2.4 Driver Motor Pintu Garasi...43

(10)

ix

4.2 Hasil Pengujian dan Analisa Sistem...55

4.2.1 Hasil Pembuatan Hardware Alat...55

4.2.2 Hasil Pengujian Dan Analisa Catu Daya (Power Supply) ...57

4.2.3 Hasil Pengujian dan Analisa Sensor Warna TCS3200 GY-31 ...58

4.2.3 Pengujian Dan Analisa Keypad ...64

4.2.2.1 pengujian rangkaian Keypad...64

4.2.4 Pengujian dan Analisa Rangkaian Driver Motor...65

4.2.4.1 Driver Motor Pintu ...65

BAB V PENUTUP...67

5.1 Kesimpulan ...67

5.2 Saran...67

DAFTAR PUSTAKA ...69

(11)

xi

Gambar 1. Rangkaian Catu daya... 5

Gambar 2. Rangkaian Penyearah sederhana ... 6

Gambar 3. Rangkaian Penyearah gelombang penuh... 6

Gambar 4. Rangkaian Penyearah setengah gelombang dengan filter C ... 7

Gambar 5. Bentuk Gelombang dengan Filter Kapasitor... 7

Gambar 6. Rangkaian Penyearah gelombang penuh dengan filter C... 9

Gambar 7. IC Regulator ... 9

Gambar 8. Regulator dengan IC 78XX / 79XX [6] ... 10

Gambar 9. Sensor warna TCS3200 modul GY-31 ... 11

Gambar 10. Blok diagram TCS3200 GY-31... 11

Gambar 11. Gambar tampilan keypad 4x4 ... 14

Gambar 12. Modul Arduino Uno ... 16

Gambar 15. Rangkaian Modul Driver L298 ... 22

Gambar 16. Prinsip Kerja Motor DC ... 23

Gambar 18. (a) Perancangan Hardware Pintu Garasi tampak depan (skala 1:10) .... (b) Perancangan Hardware Pintu Garasi tampak atas ... 27

Gambar 19. Rangkaian Power Supply ... 28

(12)

xii

Gambar 27. Rangkaian Arduino Dan Driver Motor ... 44

Gambar 28. Blok Diagram Keseluruhan Sistem ... 45

Gambar 29. Gambar Diagram Alir Keseluruhan Sistem ... 46

Gambar 30. Sistem Secara Keseluruhan ... 54

Gambar 31. (a). Garari Tampak Samping kiri ... 56

(b) Garasi Tampak Samping Kanan ... 56

(c) Garasi Tampak Depan ... 56

(d) Garasi Tampak Belakang ... 56

Gambar 32. Hasil Pembuatan Power Supply ... 57

Gambar 33. Skematik Pengujian Power Suppply ... 57

Gambar 34. Hasil Pemasangan Modul Sensor Warna TCS3200 ... 59

Gambar 35. Nilai ADC sensor dengan bidang berwarna putih kertas ... 60

Gambar 36. Hasil Pengukuran Sensor Warna... 61

Gambar 37. ADC sensor dengan bidang berwarna hitam pada mobil Mainan... 62

Gambar 38. Hasil Pangukuran Dengan Mobil Mainan Berwarna Hitam ... 62

Gambar 39. Rangkaian Keypad ... 64

Gambar 40. Tampilan Keypad Pada Alat ... 64

Gambar 41. Gambar Driver Pada Alat ... 65

(13)

1.1. Latar Belakang

Dewasa ini jumlah alat transportasi pada setiap rumah tangga semakin

bertambah. Hal ini membuat setiap rumah tangga akan membutuhkan garasi

rumah yang luas, namun pada saat sekarang ini, sangat sulit untuk mendapatkan

lahan untuk mambuat garasi rumah yang memungkinkan semua kendaraan dapat

ditampung didalamnya. Dan juga, saat kita tidak memiliki ukuran garasi rumah

yang lumayan luas, sering kali kita sulit untuk mengatur susunan setiap kendaraan

yang akan di masukkan maupun dikeluarkan

Untuk mengatasi masalah tersebut, maka diperlukan sebuah rancang

bangun sistem yang dapat digunakan untuk garasi rumah yang dalam

penggunaannya secara efisien.

Sistem garasi otomatis ini diciptakan agar mempermudah sistem garasi

yang tidak perlu membutuhkan banyak tenaga manusia untuk pengatur tempat

parkiran, mempermudah anggota keluarga untuk menata kendaraannya

masing-masing secara mudah, dan bisa dimasukkan maupun dikeluarkan dengan leluasa.

Dari permasalahan diatas maka penulis mengambil judul “Sistem Pintu

Garasi Otomatis Menggunakan Sensor Warna dan Password Berbasis

Mikrokontroler” sebagai judul Tugas Akhir. Adapaun pengerjaan tugas akhir ini menggunakan mikrokontroller Arduino, dan di buat dalam bentuk miniatur.

(14)

penulis capai, antara lain adalah sebagai berikut :

a. Mengaplikasikan sensor warna TCS3200 untuk mendeteksi warna mobil

untuk membuka dan menutup pintu garasi

b. Mengaplikasikan keypad sebagai input password untuk membuka dan

menutup pintu garasi.

c. Mengaplikasikan motor DC untuk membuka dan menutup pintu garasi.

1.3 Perumusan Masalah

a. Bagaimana mengaplikasikan sensor warna TCS3200 untuk mendeteksi warna

mobil untuk membuka dan menutup pintu garasi

b. Bagaimana mengaplikasikan keypad sebagai input password untuk membuka

dan menutup pintu garasi.

c. Bagaimana mengaplikasikan motor DC untuk membuka dan menutup pintu

garasi.

1.4 Batasan Masalah

Dikarenakan luasnya ruang lingkup di bidang elektronika, maka penulis

membuat batasan masalah seperti dibawah ini :

a. Menggunakan sensor warna TCS3200 sebagai sensor utama sedangkan

keypad untuk membuka garasi secara manual.

b. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno.

(15)

secara otomatis,

f. Kapasitas garasi hanya untuk 1 mobil.

g. Warna mobil adalah hitam.

h. Perancangan desain garasi dalam bentuk miniatur.

i. Kendaraan yang dimaksudkan adalah mobil.

1.5 Manfaat

Manfaat dari pembuatan Tugas Akhir ini diharapkan bisa berguna untuk

memudahkan pekerjaan manusia dalam membuka dan menutup pintu garasi

agar efisien dan menghemat waktu dalam melakukan pekerjaan membuka

dan menutup pintu garasi.

1.6 Metode Pembuatan Tugas Akhir

1. Studi Literature

Studi literature dilakukan untuk memperoleh data-data pendukung

dan pemahaman teori dasar yang diperlukan dalam pembuatan Tugas Akhir.

Hal ini dilakukan dengan membaca buku-buku, data sheet, artikel, manual

book, tugas-tugas akhir terdahulu dan membaca situs-situs di internet yang berkaitan dengan Tugas Akhir.

2. Konsultasi dan Diskusi

Mengadakan konsultasi dan diskusi dengan dosen pembimbing untuk

(16)

4. Pembuatan dan pengujian rangkaian sensor warna TCS3200.

5. Pembuatan dan pengujian password pada Keypad

6. Pembuatan dan pengujian rangkaian motor dc.

7. Pembuatan dan pengujian sistem.

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, batasan masalah,

rumusan masalah, metoda, dan sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini membahas tentang teori penunjang yang berhubungan dengan

tugas akhir.

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Bab ini berisi tentang perancangan dan pembuatan mekanik dan

perangkat lunak.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Bab ini berisikan pengujian dari alat yang dibuat, dilanjutkan dengan

analisis sesuai dengan teori yang berhubungan dengan tugas akhir.

BAB V PENUTUP

(17)

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Power Supply

Perangkat elektronika seharusnya dicatu oleh sumber listrik searah DC (direct

current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik sesuai dengan kegunaan dan perancangannya. Baterai atau accu adalah sumber catu daya DC yang paling

baik. Namun apabila digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan catu daya

lebih besar atau bermacam, sumber dari baterai atau accu tidak akan cukup.

Sumber catu daya yang lain adalah sumber listrik bolak-balik AC (alternating

current) dari pembangkit tenaga listrik. Untuk mengubah menjadi tegangan DC yang baik dan stabil diperlukan suatu tahapan proses yang secara umum

diperlihatkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Rangkaian Catu daya.

Transformator diperlukan sebagai komponen yang berfungsi untuk

menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya

menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya. Keluaran

transformator yang masih AC kemudian disearahkan oleh untai dioda yang

(18)

2.1.1 Penyearah (Rectifier)

Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar

6 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan tegangan AC

dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih

kecil pada kumparan sekundernya, dapat dilihat pada gambar 2.

Gambar 2. Rangkaian Penyearah sederhana

Pada rangkaian ini, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari arus AC

menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang disebut

dengan penyearah setengah gelombang (half wave). Untuk mendapatkan

penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan transformator dengan center

tap (CT) seperti pada gambar 3.

Gambar 3. Rangkaian Penyearah gelombang penuh

Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa

yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator

sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan

(19)

misalnya untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu pijar dc, bentuk

tegangan seperti ini sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini

tegangan ripple dari kedua rangkaian di atas masih sangat besar, seperti gambar

4 dibawah ini.

Gambar 4. Rangkaian Penyearah setengah gelombang dengan filter C

Gambar 4 di atas adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan

filter kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini

bentuk gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar 5 di bawah

menunjukkan bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah

gelombang dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan

kemiringan tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh

tegangan kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi

eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor, dapat dilihat pada

gambar 5.

(20)

Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke beban

R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis

horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan

semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan

tegangan ripple yang besarnya adalah :

Vr= VM-VL

dan tegangan dc ke beban adalah

Vdc= VM+ Vr/2

Rangkaian penyearah yang baik adalah rangkaian yang memiliki

tegangan ripple (Vr) paling kecil. VL adalah tegangan discharge atau

pengosongan kapasitor C. VM/R tidak lain adalah beban I, sehingga dengan ini

terlihat hubungan antara beban arus I dan nilai kapasitor C terhadap

tegangan ripple Vr. Perhitungan ini efektif untuk mendapatkan nilai tegangan

ripple yang diinginkan.

Vr= I T/C

Rumus ini mengatakan, jika arus beban I semakin besar, maka

tegangan ripple akan semakin besar. Sebaliknya jika kapasitansi C semakin

besar, tegangan ripple akan semakin kecil. Untuk penyederhanaan biasanya

dianggap T=Tp, yaitu periode satu gelombang sinus dari jala-jala listrik yang

frekuensinya 50Hz atau 60Hz. Jika frekuensi jala-jala listrik 50Hz, maka T = Tp

= 1/f = 1/50 = 0.02 det. Ini berlaku untuk penyearah setengah gelombang. Untuk

penyearah gelombang penuh, tentu saja frekuensi gelombangnya dua kali lipat,

(21)

Penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dibuat dengan

menambahkan kapasitor pada rangkaian. Bisa juga dengan menggunakan

transformator yang tanpa CT, tetapi dengan merangkai 4 dioda seperti pada

gambar 6 dibawah ini.

Gambar 6. Rangkaian Penyearah gelombang penuh dengan filter C

2.1.2 Voltage Regulator

Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple-nya kecil,

namun ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan

outputnya juga akan naik/turun. Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus

semakin besar ternyata tegangan dc keluarnya juga ikut turun. Untuk beberapa

aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan

komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.

Regulator Voltage berfungsi sebagai filter tegangan agar sesuai dengan

keinginan. Oleh karena itu biasanya dalam rangkaian power supply maka IC

Regulator tegangan ini selalu dipakai untuk stabilnya outputan tegangan. Berikut

susunan kaki IC regulator tersebut seperti gambar 7.

(22)

Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan +5 volt, 7812

regulator tegangan +12 volt dan seterusnya. Sedangkan seri 79XX misalnya

adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan -5 dan -12

volt.

Gambar 8. Regulator dengan IC 78XX / 79XX [6]

2.2 Sensor Warna TCS3200

Module Sensor Warna TCS3200 GY-31 menggunakan chip TAOS TCS3200

GY-31 RGB. Modul ini telah terintegrasi dengan 4 LED. Sensor Warna

TCS3200 GY-31 dapat mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak.

Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya : pembacaan warna,

pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing and

calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya.

Chip TCS3200 GY-31 memiliki beberapa photodetector, dengan

masing-masing filter warna yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut

didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang

menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang

(23)

Gambar 9. Sensor warna TCS3200 modul GY-31

Tabel 1. Fungsi pin-pin Sensor Warna TCS3200 GY-31

Pin Pinnama Discription

1 GND Gound

2 OUT Output frekuensi

3 S2 Photodiode type selction inputs.

4 S3 Photodiode type selction inputs.

5 VCC Supply Voltage. 2.7 – 5V

6 VCC Supply Voltage. 2.7 – 5V

TCS3200 GY-31 merupakan IC yang dapat deprogram untuk mengkonversi

warna cahaya ke frekuensi dengan output berbentuk sinyal kotak .

Gambar 10. Blok diagram TCS3200 GY-31.

Chip TCS3200 GY-31 memiliki matriks pendeteksi cahaya (silicon

photodiode array) 8x8 piksel berukuran mikro dengan empat macam penyaring warna (filter merah, hijau, biru, dan clear / tanpa filter) yang disusun

(24)

berselangan. Sebuah osilator terpadu akan membangkitkan gelombang persegi

(square-wave, 50% duty cycle) yang proporsional terhadap intensitas dari warna

terpilih.

2.2.1 Spesifikasi & Fitur modul sensor TCS3200 GY-31

 Rentang tegangan catu daya: 2,7 Volt ~ 5,5 Volt DC

 Konversi intensitas cahaya ke frekuensi beresolusi ringgi (antara 2 Hz hingga 500 kHz pada skala penuh)

 Skala frekuensi keluaran skala dapat diprogram (lihat tabel untuk pin S0 dan S1 di bagian konfigurasi pin)

 Fitur moda siaga (power-down energy saving mode)

 Berakurasi tinggi (marjin kesalahan non-linear tipikal hanya 0,2% pada 50 kHz)

 Stabilitas tinggi (koefisien suhu 200 ppm/°C)

 Dapat berkomunikasi langsung dengan MCU / Arduino

 Dilengkapi dengan 4 LED (warna putih) untuk mengkompensasi cahaya lingkungan (ambience light)

 VCC: Catu daya, 3,3 ~ 5 VDC

 GND: hubungkan dengan ground rail

 S0, S1: Masukan untuk memilih penskalaan frekuensi (output frequency scaling, fO), sbb.:

S0 S1 Deskripsi

(25)

S0 S1 Deskripsi

L H fO= 2%

H L fO= 20%

H H fO= 100%

 S2, S3: Masukan untuk memilih filter warna yang aktif untuk dipindai, sbb.:

S2 S3 Tipe Photodiode

L L Merah (Red)

L H Biru (Blue)

H L Tanpa Filter (Clear)

H H Hijau (Green)

 EO: Enable Output, mengaktifkan pemindai (Active LOW)

 OUT: Pin keluaran berupa frekuensi (squarewave with 50% duty cycle) [7]

2.3 Keypad

Keypad berarti Sebuah keyboard miniatur atau set tombol untuk operasi

portabel perangkat elektronik, telepon, atau peralatan lainnya. Keypad merupakan

sebuah rangkaian tombol yang tersusun atau dapat disebut "pad" yang biasanya

terdiri dari huruf alfabet (A—Z) untuk mengetikkan kalimat, juga terdapat angka

serta simbol-simbol khusus lainnya. Keypad yang tersusun dari angka-angka

biasanya disebut sebagai numeric keypad. Keypad juga banyak dijumpai pada

(26)

kombinasi, serta kunci pintu digital, dimana diperlukannya nomor untuk

dimasukkan.

Gambar 11. Gambar tampilan keypad 4x4

2.3.1 Fungsi dan kegunaan

Di keyboard komputer biasanya terdapat sebuah keypad numerik berukuran

kecil disamping, selain tombol angka lainnya yang terdapat diatas, tetapi dengan

susunan menyerupai kalkulator ini memungkinkan data numerik lebih efisien

untuk di masukkan. Pad angka ini (seringkali disebut "numpad") biasanya

ditempatkan disisi kanan keyboard karena kebanyakan orang tidak kidal.

Banyakkomputer laptopmemiliki tomol fungsi khusus yang dapat mengubah

keyboard alfabet ke keypad numerik dikarenakan tidak terdapatnya cukup ruang untuk menempatkan keypad yang terpisah di dalam chassis laptop.

Umumnya tombol pada kalkulator tersusun sedemikian rupa yaitu 123

dimulai dari baris bawah. Sebaliknya, pada keypad telepon, baik telepon rumah

ataupun ponsel, tombol 123 yang tersusun mulai dari bagian atas. Sebuah ponsel

juga memiliki tombol khusus berlabel * (asterisk | bintang) dan # (octothorpe,

tanda nomor, "pound" atau "hash") di kedua sisi kanan dan kiri dari tombol nol.

Sebagian besar tombol telepon juga memiliki beberapa kegunaan tambahan

(27)

Tombol darikalkulatorberisi angka 0 sampai 9, dari bawah ke atas, bersama

dengan empataritmatikaberoperasi, titik desimal dan fungsi matematika lainnya

yang lebih rumit.

Alasan mengapa tombol keypad dari keyboard dan kalkulator berbeda yaitu

dikarenakan kode untuk kunci keamanan pertama telah ditemukan sebelum

ditemukannya telepon dengan keypad nada sentuh, dan tidak memerlukan

tambahan tombol +-%/ sehingga keypad nada sentuh mengadopsi tombol 1,2,3

dimulai dari atas bukan 1,2,3 dimulai dari bawah, karena hanya memerlukan 12

tombol. [9]

2.4 Arduino UNO

Arduino adalah pengendali mikro single-board yang bersifat open-source,

diturunkan dari Wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan

elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR

dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Proyek ini berawal di

Ivrea, Italia pada tahun 2005. Pendirinya adalah Massimo Banzi dan David

Cuartielles.

Arduino memiliki beberapa type yang salah satunya adalah Arduino UNO.

Arduino UNO didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO

mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai

luaran PWM), 6 masukan analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah

koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset.

Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang

(28)

kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau

menggunakan baterai untuk memulainya.

Gambar 12. Modul Arduino Uno

Berikut adalah spesifikasi dari Arduino Uno yang dapat dilihat pada table 2

berikut ini:

Table 2. Spesifikasi Arduino Uno

Spesifikasi Keterangan

Input Voltage 7 - 12 Volt Operating Voltage 5 Volt

Digital I / O Pin 14 (6 memberikan Ouptput PWM)

Analog Input pins 6

DC Current per I/O Pin 40 Ma

DC Current for 3.3 V

Pin 50 mA Flas Memory 32KB, 0,5 KB digunakan oleh Bootloader

SRAM 2 KB

EEPROM 1KB

(29)

2.4.1 Bagian-Bagian Pada Arduino Uno A. Tegangan Input

Arduino Uno ini dapat beroperasi pada tegangan eksternal dari 6-20 volt.

Jika diberikan tegangan kurang dari 7V, maka arduino ini mungkin akan

menjadi tidak stabil. Jika menggunakan diatas 12V, regulator voltage panas

dan merusak board.

B. Memori

ATmega328 ini memiliki memori sebesar 32KB (0,5 K B digunukan untuk

bootloader) serta memiliki memori 2KB dari SRAM dan I KB dari EEPROM.

C. Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Uno dapat digunakan sebagai input

atau output, dengan menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan

digitalRead ().Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin

dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor

pull-up internal (terputus secara default) dari 20-50 kOhms. Selain itu,

beberapa pin memiliki fungsi khusus.

D. Komponen

Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah microcontroller 8

bit dengan merk ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation.

Berbagai papan Arduino menggunakan tipe ATmega yang berbeda-beda

tergantung dari spesifikasinya, sebagai contoh Arduino Uno menggunakan

ATmega328.

Untuk memberikan gambaran mengenai apa saja yang terdapat di dalam

sebuah microcontroller, pada gambar berikut ini contoh diagram blok

(30)

Gambar 13. Blok diagram ATmega328

Blok-blok pada gambar 13. di atas dijelaskan sebagai berikut:

1. Universal Asynchronous Receiver/Transmitter (UART) adalah antar muka

yang digunakan untuk komunikasi serial seperti pada RS-232, RS-422 dan

RS-485.

2. 2KB RAM pada memory kerja bersifat volatile (hilang saat daya dimatikan),

digunakanoleh variable-variabel di dalam program.

3. 32KB RAM flash memory bersifat non-volatile, digunakan untuk

menyimpan programyang dimuat dari komputer. Selain program, flash

memory juga menyimpan bootloader. Bootloader adalah program inisiasi

yang ukurannya kecil, dijalankan oleh CPU saat daya dihidupkan. Setelah

bootloader selesai dijalankan, berikutnya program di dalam RAM akan

dieksekusi.

4. 1KB EEPROM bersifat non-volatile, digunakan untuk menyimpan data yang

tidak boleh hilang saat daya dimatikan. Tidak digunakan pada papan Arduino.

5. Central Processing Unit (CPU), bagian dari microcontroller untuk

menjalankan setiap instruksi dari program.

6. Port input/output, pin-pin untuk menerima data (input) digital atau analog,

(31)

E. Bagian Papan Arduino

Gambar 14. Papan Arduino

1. 14 pin input/output digital (0-13)

Berfungsi sebagai input atau output, dapat diatur oleh program. Khusus

untuk 6 buah pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11, dapat juga berfungsi sebagai pin analog

output dimana tegangan output-nya dapat diatur. Nilai sebuah pin output

analog dapat diprogram antara 0 – 255, dimana hal itu mewakili nilai

tegangan 0 sampai 5V.

USB Berfungsi untuk:

a. Memuat program dari komputer ke dalam papan

b. Komunikasi serial antara papan dan komputer

c. Memberi daya listrik kepada papan

2. Sambungan SV1

Sambungan atau jumper untuk memilih sumber daya papan, apakah dari

(32)

lagi pada papan Arduino versi terakhir karena pemilihan sumber daya

eksternal atau USB dilakukan secara otomatis.

3. Q1 – Kristal (quartz crystal oscillator)

Jika microcontroller dianggap sebagai sebuah otak, maka kristal adalah

jantung-nya karena komponen ini menghasilkan detak-detak yang dikirim

kepada microcontroller agar melakukan sebuah operasi untuk setiap

detak-nya. Kristal ini dipilih yang berdetak 16 juta kali per detik (16MHz).

4. T0 Tombol Reset

Untuk me-reset papan sehingga program akan mulai lagi dari awal.

Perhatikan bahwa tombol reset ini bukan untuk menghapus program atau

mengosongkan microcontroller.

5. In-Circuit Serial Programming (ICSP)

Port ICSP memungkinkan pengguna untuk memprogram microcontroller

secara langsung, tanpa melalui bootloader. Umumnya pengguna Arduino

tidak melakukan ini sehingga ICSP tidak terlalu dipakai walaupun disediakan.

6. IC-1 Mikrokontroller Atmega

Komponen utama dari papan Arduino, di dalamnya terdapat CPU, ROM

dan RAM.

7. 6 pin Analog (0-5)

Pin ini sangat berguna untuk membaca tegangan yang dihasilkan oleh

sensor analog, seperti sensor suhu. Program dapat membaca nilai sebuah pin

(33)

8. XI-Sumber Daya External Arduino

Jika hendak disuplai dengan sumber daya eksternal, papan Arduino dapat

diberikan tegangan DC antara 9-12V.

Software Arduino

Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan

digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain

yang sangat berguna selama pengembangan Arduino.

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan

menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:

a. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan

mengedit program dalam bahasa Processing.

b. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing)

menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa

memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh microcontroller

adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

c. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari Jomputer ke dalam

memory di dalam papan Arduino. [8]

2.5 Driver Motor L298

L298 adalah jenis IC driver motor yang dapat mengendalikan arah putaran

dan kecepatan motor DC ataupun Motor stepper. Mampu mengeluarkan output

tegangan untuk Motor dc dan motor stepper sebesar 50 volt. IC l298 terdiri dari

(34)

menentukkan arah putaran suatu motor dc dan motor stepper. Dapat mengendalikan

2 untuk motor dc namun pada hanya dapat mengendalikan 1 motor

Gambar 15. Rangkaian Modul Driver L298

2.6 Motor DC

Motor DC atau motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi

mengubah tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik.

Prinsip kerja dari motor DC hampir sama dengan generator AC, dimana

perbedaannya hanya terletak dalam konversi daya. Prinsip dasarnya adalah apabila

suatu kawat berarus diletakkan diantara kutub-kutub magnet (U - S), maka pada

(35)

Gambar 16. Prinsip Kerja Motor DC

Pada gambar 16 menggambarkan operasi motor magnet permanen. Arus

mengalir memalui kumparan jangkar dari sumber tegangan dc, menyebabkan

jangkar beraksi sebagai magnet. Kutub jangkar ditarik oleh kutub medan dari

polaritas yang berbeda. jangkar berputar searah dengan jarum jam. Apabila kutub

jangkar segaris dengan kutub medan, sikat-sikat ada pada celah komutator dan tidak

ada arus yang mengalir pada jangkar. jadi, gaya tarik atau gaya tolak berhenti

seperti yang digambarkan pada gambar di tengah. Gambar seterusnya

menggambarkan kutub-kutub magnet yang sama dari jangkar dan medan kemudian

saling menolak, menyebabkan jangkar berputar terus-menerus.

Arah putaran motor dc magnet permanen ditentukan oleh arah arus yang

mengalir pada jangkar. Pembalikan arah ujung jangkar tidak membalikan arah

putaran motor. Salah satu keistimewaan motor dc adalah kecepatan yang dapat

dikontrol dengan mudah. Kecepatan motor magnet permanen berbanding langsung

dengan harga tegangan yang diberikan pada jangkar. Semakin besar tegangan

(36)

Motor DC dengan magnet permanen memiliki dua buah magnet permanen

sehingga timbul medan magnet di antara kedua magnet tersebut. Di dalam medan

magnet inilah jangkar/ rotor berputar. Jangkar yang terletak di tengah motor

memiliki jumlah kutub yang ganjil dan pada setiap kutubnya terdapat lilitan. Lilitan

ini terhubung ke area kontak yang disebut komutator. Sikat (brushes) yang

terhubung ke kutub positif dan negatif motor memberikan daya ke lilitan

sedemikian rupa sehingga kutub yang satu akan ditolak oleh magnet permanen yang

berada di dekatnya, sedangkan lilitan lain akan ditarik ke magnet permanen yang

lain sehingga menyebabkan jangkar berputar. Ketika jangkar berputar, komutator

mengubah lilitan yang mendapat pengaruh polaritas medan magnet sehingga

jangkar akan terus berputar selama kutub positif dan negatif motor diberi daya.

Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

= _∅ . ………..

VTM: Tegangan Terminal

IA: Arus Jangkar Motor

RA: Hambatan Jangkar Motor

K : Konstanta Motor

Φ : Fluk magnet yang terbentuk pada motor

Pengendalian kecepatan putar motor DC dapat dilakukan dengan mengatur

besar tegangan terminal motor VTM. Metode lain yang biasa digunakan untuk

mengendalikan kecepatan motor DC adalah dengan teknik modulasi lebar pulsa

(37)

(38)

25 3.1 Diagram Blok Sistem

Diagram blok menggambarkan secara umum bagaimana cara kerja rangkaian secara keseluruhan.

Diagaram blok sistem dapat dijelaskan pada gambar dibawah ini.

Gambar 17. Diagram blok sistem keseluruhan

Sensor warna yang digunakan dalam sistem, garasi otomatis adalah sensor warna TCS3200, yang dimana sensor ini berfungsi sebagai input yang akan mendeteksi warna mobil yang akan memasuki garasi. Hasil dari pembacaan warna mobil tadi akan diteruskan ke mikrokontroller Arduino Uno yang berfungsi sebagai pemproses data masukan dari sensor warna TCS3200 tadi untuk di teruskan ke keluaran selanjutnya.

Keypad berfungsi sebagai masukan lain untuk membuka dan menutup pintu garasi dengan menggunakan password. Password ini berguna disaaat pengguna garasi ingin mengambil kembali mobil yang telah diparkir didalam garasi. Password yang

(39)

digunakan terdiri dari 4 digit angka, 1 cek password yang berfungsi sebagai pembanding password yang ditekan benar atau salah. Dan 1 reset yang berfungsi sebagai pengulang masukan password jika salah.

Mikrokontroller yang digunakan adalah jenis ATMega 328 dalam modul Arduino Uno, yang berfungsi sebagai pengontrolan proses input dan output didalam system. Input yang digunakan dalam system ini adalah Sensor warna TCS3200 dan password dari keypad.

Driver motor yang digunakan adalah driver modul L298, yang berfungsi sebagai output dari sistem. Driver motor berguna sebagai penggerak motor DC yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu garasi.

3.2 Prinsip Kerja Alat

Prinsip Kerja system ini adalah sebagai berikut :

1. Kondisi awal garasi kosong.

2. Pada saat alat dihidupkan, maka sensor warna TCS 3200 akan mendeteksi mobil yang akan memasuki garasi berdasarkan warna mobilnya.

3. Motor pintu akan terbuka jika warna yang terdeteksi sesuai dengan ketentuan,yaitu warna hitam, kemudian tunda beberapa waktu, dan akan otomatis tertutup kembali.

4. Jika pengguna garasi ingin kembali mengambil mobil yang telah dimasukkan, maka garasi dapat kembali diambil dengan memasukkan password pada keypad.

(40)

5. Jika sipengguna garasi memasukkan password dengan benar, maka motor pintu garasi akan terbuka kembali untuk beberapa waktu, dan akan otomatis tertutup kembali.

3.3 Perancangan Pembuatan Software dan Hardware 3.3.1 Perancangan Pembuatan Hardware

Pada perancangan mekanik pintu garasi, design yang dibuat nantinya akan diterapkan pada benda kerja sesuai dengan konsep sebelumnya dalam perancanga mekanik.

Dibawah ini (lihat gambar 18) merupakan hasil design dari perancangan mekanik pintu garasi rumah.

(41)

(b)

Gambar 18. (a) Perancangan Hardware Pintu Garasi tampak depan (skala 1:10)

(b) Perancangan Hardware Pintu Garasi tampak atas

3.3.2 Perancangan Pembuatan Software

Dalam pembuatan software terdiri dari Perancangan diagram blok, diagram alur, List Program, dan Rangkaian.

3.3.2.1 Sistem Power Supply A. Rangkaian Power Supply

(42)

Gambar 19. Rangkaian Power Supply

3.3.2.2 Sistem Pengenal warna mobil

Untuk pengenalan warna mobil digunakan sebuah sensor warna dengan tipe TCS3200 GY-31 yang berfungsi untuk membaca warna pada mobil yang akan memasuki garasi.

A. Diagram Blok Sistem Pengenal Warna Mobil Sensor Warna TCS3200 Driver Motor Mikrokontroller Motor DC Buka/ Tutup Pintu Gambar 20. Diagram blok sistem pengenal warna mobil

Sensor warna yang digunakan dalam sistem, garasi otomatis adalah sensor warna TCS3200, yang dimana sensor ini berfungsi sebagai input yang akan mendeteksi warna mobil yang akan memasuki garasi. Hasil dari pembacaan warna mobil tadi akan

(43)

diteruskan ke mikrokontroller Arduino Uno yang berfungsi sebagai pemproses data masukan dari sensor warna TCS3200 tadi untuk di teruskan ke keluaran selanjutnya.

Driver motor yang digunakan adalah driver modul L298, yang berfungsi sebagai output dari sistem. Driver motor berguna sebagai penggerak motor DC yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu garasi.

Tabel 3. Konfigurasi Pin Mikrokontroler Arduino UNO ke TCS3200 GY-31

Port Pin TCS3200 GY-31 Dihubungkan ke Pin Arduino PIN_S0 0 PIN_S1 1 PIN_S2 2 PIN_S3 A3 PIN_LED A2 PIN_OUT A1 PIN_VCC 5V

(44)

PIN_GND GND

B. Diagram Alir Pengenal Warna Mobil

Gambar 21. Diagram Alir Pengenal Warna Mobil

C. List program sistem pengenal warna mobil

int s0 = A5;

int s1 = 2;

(45)

int s3 = 4;

int taosOutPin = A0;

int LED = 13; int mt1 = A1; int mt2 = A2; int a; void setup() { TCS3200setup(); Serial.begin(115200); } void loop() { detectColor(taosOutPin); }

int detectColor(int taosOutPin)

{

(46)

float red = colorRead(taosOutPin,1,1);

float blue = colorRead(taosOutPin,2,1);

float green = colorRead(taosOutPin,3,1);

Serial.print("white "); Serial.println(white); Serial.print("red "); Serial.println(red); Serial.print("blue "); Serial.println(blue); Serial.print("green "); Serial.println(green);

if ( white >= 10 && white <= 13 &&

red >= 29 && red <= 31 &&

blue >= 25 && blue <= 27 &&

(47)

Serial.print("Warna Mobil Terdeteksi");

Serial.print("");

Serial.print("Silahkan Masuk");

garasi_mobil(); }

}

float colorRead(int taosOutPin,int color,boolean LEDstate)

{ taosMode(1); int sensorDelay = 100; if (color==0) { digitalWrite(s3,LOW); digitalWrite(s2,HIGH); } else if (color == 1) { digitalWrite(s3,LOW);

(48)

digitalWrite(s2,LOW); } else if(color == 2) { digitalWrite(s3,HIGH); digitalWrite(s2,LOW); } else if(color == 3) { digitalWrite(s3,HIGH); digitalWrite(s2,HIGH); } float readPulse; if (LEDstate ==0) { digitalWrite(LED,LOW); } if (LEDstate ==1)

(49)

{

digitalWrite(LED,HIGH);

}

delay(sensorDelay);

readPulse = pulseIn(taosOutPin, LOW, 80000);

if (readPulse < .1) { readPulse = 80000; } taosMode(0); return readPulse; }

void taosMode(int mode)

{

if (mode == 0)

{

digitalWrite(LED,LOW);

(50)

digitalWrite(s1,LOW); } else if (mode == 1) { digitalWrite(s0,HIGH); digitalWrite(s1,HIGH); } else if (mode == 2) { digitalWrite(s0,HIGH); digitalWrite(s1,LOW); } else if (mode == 3) { digitalWrite(s0,LOW); digitalWrite(s1,HIGH); }

(51)

return; } void TCS3200setup() { pinMode(LED,OUTPUT); pinMode(s2,OUTPUT); pinMode(s3,OUTPUT); pinMode(taosOutPin,INPUT); pinMode(s0,OUTPUT); pinMode(s1,OUTPUT); return; } void garasi_mobil() { digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,HIGH); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW);

(52)

digitalWrite(mt2,LOW); delay(5000); digitalWrite(mt1,HIGH); digitalWrite(mt2,LOW); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); Serial.println(""); Serial.println("Pintu Tutup"); Serial.println(""); a=1; }

(53)

Gambar 22 . Rancangan rangkaian sensor TCS3200 GY-31

Sistem ini bekerja berdasarkan nilai RGB yang didapat oleh sensor warna GY 31 pada mobil. Hal itu disebabkan karena RGB yang terbaca oleh sensor warna dipengaruhi oleh intensitas cahaya dari luar ke objek warna dan jarak antara sensor dengan warna. Sistem ini dibuat berdasarkan RGB dari warna mobil yang akan dibaca oleh sensor warna, setelah itu ditetapkan sebagai RGB warna mobil.

Nilai RGB yang didapat oleh sensor warna diproses dalam microcontroller,

sebagai perbandingan nilai tiap warna pada mobil dan melakukan eksekusi

terhadap perbandingan RGB tersebut sebagai perbedaan warna mobil dan

mengaktifkan driver motor DC untuk membuka dan menutup pintu garasi.

3.3.2.3 Pengaman password menggunakan keypad

Untuk menggantikan sensor warna untuk membuka dan menutup pintu

(54)

ini di peruntukkan agar pengguna dapat mengambil mobil yang berada didalam

garasi.

A. Blok

Gambar 23. Diagram blok sistem pengaman password

Keypad berfungsi sebagai masukan lain untuk membuka dan menutup pintu garasi dengan menggunakan password. Password ini berguna disaaat pengguna garasi ingin mengambil kembali mobil yang telah diparkir didalam garasi. Password yang digunakan terdiri dari 4 digit angka, 1 cek password yang berfungsi sebagai pembanding password yang ditekan benar atau salah. Dan 1 reset yang berfungsi sebagai pengulang masukan password jika salah.

Driver motor yang digunakan adalah driver modul L298, yang berfungsi sebagai output dari sistem. Driver motor berguna sebagai penggerak motor DC yang digunakan untuk membuka dan menutup pintu garasi.

(55)

Tabel 4. Konfigurasi Pin Keypad ke Mikrokontroller Arduino

Pin Keypad Pin Mikrokontroller Arduino 1 5 2 6 3 7 4 8 5 9 6 10 7 11 8 12

(56)

Gambar 24. Diagram Alur Password Pada Keypad

C. List Program Password Pada Keypad

#include <Keypad.h>

#include <Password.h>

Password password = Password( "7777" );

int LED = 13;

int mt1 = A1;

int mt2 = A2;

int a,b,c;

const byte ROWS = 4; // Four rows

const byte COLS = 4; // columns

// Define the Keymap

char keys[ROWS][COLS] = { {'1','2','3','A'}, {'4','5','6','B'}, {'7','8','9','C'}, {'*','0','#','D'} };

byte rowPins[ROWS] = {9, 8, 7, 6}; //connect to the row pinouts of the keypad

byte colPins[COLS] = {5, 4, 3, 2}; //connect to the column pinouts of the keypad

//initialize an instance of class NewKeypad

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS

);

(57)

Serial.begin(9600);

keypad.addEventListener(keypadEvent); //add an event listener for this keypad

}

void loop(){

keypad.getKey();

}

void keypadEvent(KeypadEvent eKey){

switch (keypad.getState()){

case PRESSED:

Serial.print("Pressed: ");

Serial.println(eKey);

switch (eKey){

case '#': checkPassword(); break;

case '*': password.reset(); break;

default: password.append(eKey); } } } void checkPassword(){ if (password.evaluate()){ Serial.println("Password Benar"); Serial.println("Silahkan Masuk"); Serial.println(""); garasi_mobil();

(58)

}else{

Serial.println("Password Salah");

Serial.println("Silahkan Coba Lagi");

//add code to run if it did not work

digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); a=0; } } void garasi_mobil(){ if (a==0){ digitalWrite(mt1,HIGH); digitalWrite(mt2,LOW); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,HIGH); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); a=1; }

(59)

}

D. Rancangan rangkaian Keypad Dan Mikrokontroller

Gambar 25. Rancangan rangkaian Keypad Dan Mikrokontroller

Sistem ini bekerja berdasarkan Password yang diinputkan kedalam system untuk membuka pintu garasi. Saat password dimasukkan salah, maka pintu tidak akan terbuka. Dan jika password benar, maka motor pintu garasi akan bergerak, dan pintu akan terbuka selama beberapa saat dan otomatis akan tertutup kembali.

3.3.2.4 Driver Motor Pintu Garasi

Rangkaian driver ini digunakan untuk membuka dan menutup pintu. Rangkaian ini akan mengaktifkan motor jika diberikan logika 0 (low) pada pin input (kaki 2) optocoupler dan pada kaki 1 optocoupler telah dihubungkan dengan tegangan 12 V.

(60)

Sebagai output pada garasi otomatis ini digunakan sebuah motor yang akan berfungsi sebagai pintu garasi secara otomatis. Motor akan otomatis terbuka disaat warna yang dideteksi sensor sesuai dengan yang ditentukan. Dan password yang dimasukkan juga sesuai. Motor akan bergerak membuka pintu dan akan berhenti beberapa saat, dan akan otomatis tertutup kembali.

A. Rangkaian Driver

Gambar 26. Modul driver Pintu Garasi Menggunakan Modul L298

(61)

Gambar 27. Rangkaian Arduino Dan Driver Motor

Tabel 5. Konfigurasi pin driver L298 dengan Mikrokontroler Arduino

Pin Input 1 Pin A3 Arduino

Pin Input 2 Pin A4 Arduino

Pin Output 1 Positif Motor

Pin Output 2 Negatif Motor

VCC 12 V DC

GND GND

3.3.2.5 Rangkaian Keseluruhan

A. Blok Diagram

(62)

B. Diagram Alir Keseluruhan Sistem

Gambar 29. Gambar Diagram Alir Keseluruhan Sistem

C. List Program Keseluruhan Sistem

#include <Keypad.h>

(63)

int s0 = A5;

int s1 = 2;

int s2 = 3;

int s3 = 4;

int LED = 13;

const int mt1 = A3;

const int mt2 = A4;

int a,b,c;

byte rowPins[ROWS] = {12, 11, 10, 9}; //connect to the row pinouts of

the keypad

byte colPins[COLS] = {8, 7, 6, 5}; //connect to the column pinouts of the

keypad

(64)

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS ); void setup(){ TCS3200setup(); Serial.begin(9600); pinMode(mt1, OUTPUT); pinMode(mt2, OUTPUT);

keypad.addEventListener(keypadEvent); //add an event listener for this

keypad a=0; b=0; c=0; } void loop(){ keypad.getKey(); detectColor(taosOutPin); }

switch (keypad.getState()){

case PRESSED:

Serial.print("Pressed: ");

switch (eKey){

(65)

case '*': password.reset(); break; default: password.append(eKey); } } } void checkPassword(){ if (password.evaluate()){ Serial.println("Password Benar"); Serial.println("Silahkan Masuk");

//Add code to run if it works

garasi_mobil();

}else{

digitalWrite(mt1,LOW);

a=0;

}

int detectColor(int taosOutPin){

float white = colorRead(taosOutPin,0,1);

(66)

float green = colorRead(taosOutPin,3,1); Serial.print("white "); Serial.println(white); Serial.print("red "); Serial.println(red); Serial.print("blue "); Serial.println(blue); Serial.print("green "); Serial.println(green);

if ( white >= 10 && white <= 13 &&

red >= 28 && red <= 30 &&

blue >= 25 && blue <= 27 &&

green >= 34 && green <= 37 ){

Serial.print(""); Serial.print("Silahkan Masuk"); garasi_mobil(); } else { a=0; } }

float colorRead(int taosOutPin,int color,boolean LEDstate){

(67)

int sensorDelay = 100; if (color==0){ digitalWrite(s3,LOW); digitalWrite(s2,HIGH); } else if (color == 1){ digitalWrite(s3,LOW); digitalWrite(s2,LOW); } else if(color == 2){ digitalWrite(s3,HIGH); digitalWrite(s2,LOW); } else if(color == 3){ digitalWrite(s3,HIGH); digitalWrite(s2,HIGH); } float readPulse; if (LEDstate ==0){ digitalWrite(LED,LOW); } if (LEDstate ==1){ digitalWrite(LED,HIGH); }

(68)

delay(sensorDelay);

readPulse = pulseIn(taosOutPin, LOW, 80000);

if (readPulse < .1){ readPulse = 80000; } taosMode(0); return readPulse; }

void taosMode(int mode){

if (mode == 0){ digitalWrite(LED,LOW); digitalWrite(s0,LOW); digitalWrite(s1,LOW); } else if (mode == 1){ digitalWrite(s0,HIGH); digitalWrite(s1,HIGH); } else if (mode == 2){ digitalWrite(s0,HIGH); digitalWrite(s1,LOW); } else if (mode == 3){

(69)

digitalWrite(s0,LOW); digitalWrite(s1,HIGH); } return; } void TCS3200setup(){ pinMode(LED,OUTPUT); pinMode(s2,OUTPUT); pinMode(s3,OUTPUT); pinMode(taosOutPin,INPUT); pinMode(s0,OUTPUT); pinMode(s1,OUTPUT); return; } void garasi_mobil(){ if (a==0){ digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,HIGH); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); delay(5000); digitalWrite(mt1,HIGH);

(70)

digitalWrite(mt2,LOW); delay(500); digitalWrite(mt1,LOW); digitalWrite(mt2,LOW); Serial.println(""); Serial.println("Pintu Tutup"); Serial.println(""); a=1; } }

D. Rangkaian Sistem Keseluruhan

(71)

(72)

4.1 Tujuan Pengujian

Melakukan pengujian bertujuan untuk melihat hasil dari sistem yang telah dirancang dengan membaca setiap respon yang diberikan oleh masing-masing alat. Respons tersebut memberikan data-data bahwa sistem yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik. Berdasarkan data tersebut diambil analisa terhadap proses kerja yang nantinya dapat digunakan untuk menarik kesimpulan dari apa yang telah dibuat dalam tugas akhir ini.

4.2 Hasil Pengujian dan Analisa Sistem

4.2.1 Hasil Pembuatan Hardware Alat

(73)

(c)

Gambar 31. (a). Garari Tampak Samping kiri

(b) Garasi Tampak Samping Kanan

(c) Garasi Tampak Depan

(74)

semua rangkaian yang digunakan pada alat. Rangkaian catu daya mengeluarkan tegangan output sebesar 12 V DC dan 5 V DC. Tegangan 12 V DC ditujukkan untuk penggerak motor DC dan tegangan 5 V DC ditujukan sebagai tegangan input dari mikrokontroler atau arduino serta sebagai pengaktifan sensor warna TCS3200

Gambar 32. Hasil Pembuatan Power Supply

(75)

No

Titik Pengukuran

Tegangan

Ideal Tegangan Multimeter

1 TP1 12 V DC 12 V DC

2 TP2 17 V DC 15 V DC

3 TP3 12 V DC 11.6 V DC

4 TP4 5 V DC 4.5 V DC

4.2.3 Hasil Pengujian dan Analisa Sensor Warna TCS3200 GY-31

Sensor warna yang dipasang memiliki nilai resistansi yang berubah-ubah bila mendeteksi warna yang berbeda. Output dari sensor warna ini berupa frekuensi yang dipengaruhi oleh warna yang dideteksi, pengaruh cahaya dari luar dan jarak antara sensor dengan warna yang akan dideteksi memberikan pengaruh tingkat presisi data pembacaan sensor, maka dalam penggunaannya sensor berada dalam lingkungan cahaya yang tetap untuk mendapatkan hasil maksimal dalam pembacaan warna. Output sensor ini juga dipengaruhi oleh tegangan input karena tegangan input yang diberikan harus konstan dengan nilai tegangan masukan +5 VDC. Pengujian rangkaian dilakukan dengan menggunakan multimeter, untuk mengetahui tegangan input dan output saat sensor mendeteksi warna dari objek warna mobil yang akan diujikan.

Peralatan yang diperlukan dalam pengujian ini antara lain, sensor warna TCS3200 GY-31, microcontroller arduino, Personal Computer (PC), mobil mainan berwarna hitam1 buah, mobil mainan berwarna putih 1 buah, mobil berwarna kuning 1 buah. Prosedur pengujian dilakukan secara bertahap, yaitu menyusun diagram blok peralatan seperti terlihat dalam gambar dibawah ini, lalu menghubungkan tiap-tiap pin microcontroller yang telah ditentukan sebelumnya dengan pin pada sensor warna. Selanjutnya yaitu memposisikan sensor warna secara bergantian dibagian tengah sisi

(76)

Area pembacaan sensor sendiri memiliki daya pandang 3,5 x 3,5 mm. Sensor bekerja secara berurutan dimulai dari filter photodiode red, lalu filter photodiode

green, dan terakhir filter photodiode blue. Proses pertama dimulai dari photodiode red

menangkap cahaya pantulan led yang mengenai mobil mainan berupa arus dan diubah oleh oscillator menjadi sinyal kotak yang mana besar frekuensinya ditentukan oleh besarnya intensitas cahaya yang ditangkap photodiode red. Proses selanjutnya untuk filter green dan blue sama seperti filter red.

Gambar 34. Hasil Pemasangan Modul Sensor Warna TCS3200

4.2.3.1 Karakterisasi Pembacaan Frekuensi Warna Mobil

Pembacaan frekuensi warna mobil akan ditampilkan pada komputer melalui serial monitor sesuai dengan urutan warna dasar uang tersebut, yaitu red, green, dan

blue secara berurutan. Hasil data yang diperoleh dianalisis dengan cara menyusun range

dan batasan RGB mobil.

(77)

warna tersebut berupa kertas warna putih. Berdasarkan proses pengujian didapatkan hasil pengambilan data warna bidang kertas putih dan mobil yang ditunjukkan dalam tabel dibawah ini.

A. Hasil Pengujian Dengan Bidang Berwarna Putih Kertas

Tabel 7. Nilai RGB pada bidang berwarna putih Kertas Dengan 30 Kali Percobaan No Percobaan Nilai RGB No Percobaan Nilai RGB R G B R G B 1 31 37 27 16 32 37 29 2 30 39 26 17 31 38 29 3 31 38 27 18 30 38 28 4 33 37 28 19 35 37 29 5 31 37 28 20 33 39 28 6 30 36 26 21 34 39 26 7 31 38 27 22 30 39 27 8 31 37 29 23 30 40 27 9 31 36 28 24 31 42 28 10 31 37 29 25 35 37 27 11 30 38 27 26 33 38 26 12 30 37 30 27 34 39 29 13 33 36 28 28 31 41 26 14 34 36 29 29 30 40 28

(78)

Gambar 35. Nilai ADC sensor dengan bidang berwarna putih kertas

Gambar 36. Hasil Pengukuran Sensor Warna

Tabel 8. Hasil Pengujian Keseluruhan Sensor Dengan Bidang Berwarna Putih Kertas

Nilai RGB ADC Frekwensi Tegangan

R G B

30-34 36-39 27-31 188 31.8 Hz 5.2 V

Hasil pengukuran yang diukur pada sensor warna di saat sensor warna mendeteksi warna putih kertas mmaka akan didapatkan nilai RGB yang stabil yaitu dengan nilai 30<R>34, 36<G>39, 27<B>31.

(79)

B. Percobaan Dengan Mobil Mainan Berwarna Hitam

Tabel 9. Nilai RGB dengan Mobil Mainan Berwarna Hitam Dengan 30 kali Percobaan

No Percobaan Nilai RGB _No Percobaan Nilai RGB R G B R G B 1 30 36 26 16 29 36 27 2 30 35 26 17 30 35 27 3 30 36 27 18 31 36 26 4 30 36 26 19 30 35 26 5 31 35 25 20 30 36 26 6 30 36 26 21 29 35 25 7 30 36 27 22 30 36 26 8 29 35 26 23 30 35 25

(80)

11 29 35 26 26 30 35 26

12 29 36 26 27 30 35 25

13 30 35 26 28 31 35 26

14 29 36 26 29 30 36 25

15 30 35 26 30 30 36 26

Gambar 37. ADC sensor dengan bidang berwarna hitam pada mobil Mainan

Gambar 38. Hasil Pangukuran Dengan Mobil Mainan Berwarna Hitam

Tabel 10. Hasil Pengujian Keseluruhan Sensor Dengan Bidang Berwarna Hitam

Nilai RGB ADC Frekwensi Tegangan

R G B

(81)

Pada saat sensor mendeteksi warna hitam pada mobil mainan, maka sensor akan menangkap frekwensi pada warna yang terdeteksi. Sensor warna bekerja berdasarkan nilai frekwensi dari warna yang diterima oleh photo diode yang kemudian di proses oleh IC TCS3200 dan menyimpulkannya menjadi suatu warna tertentu. Dari hasil percobaan sensor warna diatas nilai RGB pada masing-masing warna berbeda-beda. Ini disebabkan oleh berbedanya nilai frekwensi pada masing-masing warna.

Nilai frekwensi yang didapatkan disaat sensor mendeteksi warna putih kertas lebih kecil dari pada nilai frekwensi yang didapat disat sesor mendeteksi warna hitam pada mobil mainan. Sedangkan nilai keluaran sensor yang akan di alirkan menuju mikrokontroller tetap, yakni 5.2 V DC.

Nilai frekwensi ini akan berubah-ubah sesuai dengan warna yang dideteksi oleh sesnsor waran TCS3200. Dari hasil diatas menunjukkan bahwa warn yang lebih gelap, memiliki nilai frekwensi yang lebih besar.

Selain nilai frekwensi yang berbeda, nilai pada masing RGB pada warna putih kertas dan hitam pada mobil mainan juga berbeda, yaitu pada warna putih kertas nilai rata-rata RGB adalah30<R>34, 36<G>39, 27<B>31. Sedangkan pada warna hitam pada mobil mainan nilai rata-rata RGB adalah29<R>31, 35<G>36, 25<B>27. Nilai ADC keluarannya adalah 558. Frekwensi 17 Hz.

4.2.3 Pengujian Dan Analisa Keypad

(82)

Gambar 40. Tampilan Keypad Pada Alat

(83)

1 7777

Silahkan Masuk

2 777 Password Salah

Silahkan Coba Lagi

3 77 Password Salah S

ilahkan Coba Lagi

4 7 Password Salah

Silahkan Coba Lagi

5 1234 Password Salah

Silahkan Coba Lagi

Pembuka dan penutup pintu garasi menggunakan password hanya dapat

dilakukan dengan password yang benar yaitu “7777”. Jika password yang

dimasukkan benar, driver akan otomatis ON dan motor akan bergerak membuka

pintu. Sedangkan jika password yang dimasukkan salah, maka driver tidak akan

menerima tegangan keluaran dari mikrokntroller, dan motor tidak akan terbuka.

4.2.4 Pengujian dan Analisa Rangkaian Driver Motor

(84)

akan mengaktifkan motor jika diberikan logika 0 (low) pada pin input (kaki 2) motor dan pada kaki 1 motor telah dihubungkan dengan tegangan 12 V.

Gambar 42. Titik Pengukuran Rangkaian driver motor pintu garasi

Tabel 11. Hasil pengukuran rangkaian driver motor pintu garasi

Titik Pengukuran Keadaan Relay Terbuka Tertutup Pin A3 Arduinio 4.8 Volt 4.8 Volt

(85)

Pada saat mikrokntroller memberikan keluaran berupa tegangan,

maka driver akan menaikkan tegangan tersebut untuk menggerakkan motor, nilai

tegangang yang dikeluarkan driver menuju motor adalah 10 V DC.

Karna adanya tegangan tersebut, maka motor akan bergerak sesuai

polaritasnya, jika nilai yang keluar berupa negatif, maka motor akan bergerak

menutup sedangkan jika nilai keluar berupa positif, maka motor akan bergerak

(86)

5.1 Kesimpulan

Setelah melakukan perancangan, pengujian dan penganalisaan hasil,

beberapa hal yang dapat penulis simpulkan pada rancangan alat tugas akhir ini

adalah:

1. Alat akan membuka pintu garai jika nilai RGB warna mobil yang dideteksi oleh

sensor warna memiliki range 29<R>31, 35<G>36, 25<B>27

2. Untuk keypad, password yang bisa membuka dan menutup pintu garasi adalah

“7777” dengan “*” sebagai reset, “#” sebagai cek password.

5.2 Saran

1. Sistem ini belum memiliki tampilan yang dapat menunjukkan kerja sistem alat

kepada pengguna, sebaiknya gunakan tampilan LCD untuk memudahkan

pengguna

2. Sistem ini belum menggunakan sensor gerak (PIR HC-SR501), untuk

mengetahui kedatangan pengguna sebaiknya ditambahkan sensor ini.

3. Sensor TCS3200 GY-31 belum presisi dalam pembacaan di cahaya yang tidak

konstan, sebaiknya gunakan media yang dapat mengkonstankan cahaya

(87)

telah ditekan.

5. Sistem hanya menggunakan delay untuk menutup pintu setelah terbuka,

sebaiknya gunakan sensor PIR untuk menunjukkan bahwa masuh ada orang

didalam, sehingga pintu belum bisa menutup

6. Sebaiknya digunakan limit switch atau push button pada pintu agar mobil yang

(88)

70

[1](Online)http://digilib.mercubuana.ac.id/manager/n!@file_skripsi/Isi212982975

6174.pdf diakses 20 Agustus,

[2] Cara Kerja Motor DC Arus Searah. 10/2012. (Online) diakses 17/08/2016,

[3](Online),http://www.academia.edu/13731457/MOTOR_DC_Pengertian_Motor

_DC diakses 29 Agustus 2016,

[4] Herwanto, Puji Setyaningrum, Seno Adi Wicaksono3 “Pengaturan Kecepatan Putar Motor DC dengan Tombol Tekan”Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jln. Prof. Sudarto, SH, Ds. Tembalang Semarang 50275 INDONESIA (Online) diakses 12/08/2016

[5] Key Pad (3x4_4x4) ~ Blog Febri Puri Anta.htm (Online) diakses 12/08/2016

[6] Leony Illena G. (2015). “Mesin Penukar Uang Menggunakan Sensor Warna

Berbasis Mikrokontroler”. Tugas Akhir. Padang : Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Padang,

[7] Okta Setia Pratama, “Pengenal 16 Warna Dasar Untuk Buta Warna Dengan

Output Suara”. Jurnal Teknik Elektronika Politeknik Negeri Surabaya,

[8] Rizki Rahmat Surya R. “MINIATUR PENGONTROLAN PINTU GARASI MENGGUNAKAN BLUETOOTH DAN PENGONTROLAN POSISI MOBIL DALAM GARASI OLEH SENSOR ULTRASONIK”. Tugas Akhir. Padang:Teknik Elektronika Politeknik Negeri Padang.

[9] Zulfahmi. “RANCANG BANGUN PERTAMINI DIGITAL

MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200 GY-31 DENGAN INPUT

UANG RUPIAH KERTAS BERBASIS MIKROKONTROLLER”.Tugas

(89)

List Program Sistem Keseluruhan

#include <Keypad.h>

#include <Password.h>

int s0 = A5;

int s1 = 2;

int s2 = 3;

int s3 = 4;

int LED = 13;

const int mt1 = A3;

const int mt2 = A4;

int a,b,c;

(90)

byte colPins[COLS] = {8, 7, 6, 5}; //connect to the column pinouts of the

keypad

//initialize an instance of class NewKeypad

Keypad keypad = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS,

COLS ); void setup(){ TCS3200setup(); Serial.begin(9600); pinMode(mt1, OUTPUT); pinMode(mt2, OUTPUT);

keypad.addEventListener(keypadEvent); //add an event listener for this

keypad a=0; b=0; c=0; } void loop(){ keypad.getKey(); detectColor(taosOutPin); }

(91)

switch (eKey){

case '#': checkPassword(); break;

case '*': password.reset(); break;

default: password.append(eKey); } } } void checkPassword(){ if (password.evaluate()){ Serial.println("Password Benar"); Serial.println("Silahkan Masuk");

//Add code to run if it works

garasi_mobil();

}else{

a=0;

(92)

float white = colorRead(taosOutPin,0,1);

float blue = colorRead(taosOutPin,2,1);

float green = colorRead(taosOutPin,3,1);

Serial.print("white "); Serial.println(white); Serial.print("red "); Serial.println(red); Serial.print("blue "); Serial.println(blue); Serial.print("green "); Serial.println(green);

if ( white >= 10 && white <= 13 &&

red >= 28 && red <= 30 &&

blue >= 25 && blue <= 27 &&

green >= 34 && green <= 37 ){

Serial.print("");

Serial.print("Silahkan Masuk");

garasi_mobil();

}