LAPORAN PROYEK KELISTRIKAN PEMBUATAN “PASSWORD DOOR LOCK”
MENGGUNAKAN ARDUINO UNO
DISUSUN OLEH : KELOMPOK 5
PENDIDIKAN IPA REGULER A 22
AGNESIA UTARI (220111501025) MUTHIA KHAERANI (220111501003) NUR RAHMA SYAM (220111501013) NURSHINTA DWI NANDA (220111500003) AHMAD AMRI AR (220111502017)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MAKASSAR
2024
A. Tujuan
Tujuan dari pembuatan aplikasi arduino uno dalam proyek kelistrikan pada kehidupan sehari-hari. Pada dasarnya melalui proyek ini, mahasiswa diharapkan dapat :
1. Memahami fungsi dan cara kerja komponen dasar dalam sistem kelistrikan.
2. Menguasai dasar-dasar pemrograman Arduino untuk mengontrol perangkat elektronik.
3. Mengembangkan kemampuan analisis dan pemecahan masalah dalam pembuatan rangkaian listrik sederhana.
B. Alat dan Bahan
1. Arduino Uno R3 1 buah
2. Keypad 4x4 Matrix 1 buah
3. LCD 16x2 dengan I2C Module 1 buah
4. Servo Motor SG90 1 buah
5. Kabel USB Type A to B 1 buah
6. Kabel Jumper Male-Male, Female-Male Secukupnya 7. Kunci Pintu Mekanis (ditarik oleh servo motor) 1 buah
C. Langkah Pembuatan Proyek 1. Penyusunan rangkaian
a) Dihubungkan Keypad ke Arduino Uno:
• Disambungkan pin baris keypad (R1-R4) ke pin digital Arduino Uno:
R1 → Pin D2 R2 → Pin D3 R3 → Pin D4 R4 → Pin D5
• Disambungkan pin kolom keypad (C1-C4) ke pin digital Arduino Uno:
C1 → Pin D6 C2 → Pin D7 C3 → Pin D8 C4 → Pin D9
b) Dipasang Modul I2C ke LCD 16x2:
Pastikan modul I2C terpasang di bagian belakang LCD dengan baik.
c) Dihubungkan LCD (dengan Modul I2C) ke Arduino Uno:
• Disambungkan pin GND pada modul I2C ke GND Arduino.
• Disambungkan pin VCC pada modul I2C ke 5V Arduino.
• Disambungkan pin SDA pada modul I2C ke pin A4 Arduino.
• Disambungkan pin SCL pada modul I2C ke pin A5 Arduino.
d) Dihubungkan Servo Motor ke Arduino Uno:
• Disambungkan kabel sinyal (warna kuning) ke pin digital D10 Arduino.
• Disambungkan kabel daya positif (warna merah) ke 5V Arduino.
• Disambungkan kabel GND (warna cokelat) ke GND Arduino.
e) Disambungkan Arduino Uno ke PC:
Digunakan kabel USB untuk menghubungkan Arduino Uno ke komputer, baik untuk suplai daya maupun untuk mengunggah kode.
f) Dipastikan semua sambungan sudah benar dan tidak ada kabel yang longgar atau salah hubung.
2. Pemrograman
a) Pasang Library yang Dibutuhkan:
• Diinstal Keypad.h untuk mengontrol keypad.
• Diinstal LiquidCrystal_I2C.h untuk mengontrol LCD I2C.
b) Dimasukkan Program di Arduino IDE:
Diketik kode program berikut pada Arduino IDE:
c) Diunggah Program ke Arduino:
• Dihubungkan Arduino Uno ke komputer menggunakan kabel USB.
• Dipilih port dan board Arduino Uno di menu Tools pada Arduino IDE.
• Ditekan tombol Upload untuk mengunggah program ke Arduino.
3. Pengujian
a) Disambungkan Arduino Uno ke komputer menggunakan kabel USB dan upload kode melalui Arduino IDE.
b) Setelah selesai, LCD akan menampilkan "Masukkan PIN".
c) Ditekan angka pada keypad untuk memasukkan PIN. LCD akan menampilkan input.
d) Ditekan # untuk memverifikasi PIN:
e) Jika benar, servo akan bergerak ke posisi 90° (membuka kunci).
f) Jika salah, pesan "PIN Salah!" akan ditampilkan.
g) Ditekan * untuk menghapus input PIN.
4. Model Rangkaian
D. Hasil Proyek
1. Deskripsi Fungsi Proyek
Proyek ini berhasil membuat sistem smart door look(kunci pintu otomatis) dengan memasukkan PIN dengan menekan keypad jika sandi kata sandi benar maka kunci pintu akan otomatis terbuka dan untuk menutup kembali dengan menekan tombol # pada keypad dan servo akan otomatis tertarik apabila sandi yang di masukkan benar.
Proyek Password Door Lock ini menggunakan Arduino Uno sebagai pusat pengendali yang mengatur kerja beberapa komponen utama, yaitu keypad 4x4, LCD 16x2, dan servo motor. Keypad berfungsi sebagai alat input untuk memasukkan kombinasi angka sebagai password. Ketika pengguna memasukkan password, Arduino memproses input tersebut dan membandingkannya dengan password yang telah diprogram sebelumnya. LCD digunakan untuk menampilkan instruksi dan status sistem, seperti permintaan untuk memasukkan password, notifikasi jika password benar atau salah, serta informasi bahwa kunci terbuka.
Jika password yang dimasukkan sesuai, Arduino akan mengontrol servo motor untuk bergerak dan membuka kunci pintu, sedangkan jika password salah, servo tetap dalam posisi terkunci dan pesan kesalahan ditampilkan di LCD. Sistem ini juga dapat dikonfigurasi agar kunci menutup kembali secara otomatis setelah beberapa detik. Dengan mekanisme sederhana namun efektif ini, proyek Password Door Lock dapat digunakan sebagai solusi keamanan dasar untuk berbagai keperluan, seperti pintu, laci, atau lemari yang memerlukan akses menggunakan kode sandi.
2. Evaluasi Kinerja Sistem
a. Tombol pada Keypad tidak berfungsi dengan baik pada baris pertama (1,4,7,*).
b. Pada Arduino Uno memproses sinyal dari keypad dengan benar dan mengirimkan perintah ke servo.
c. Pada LCD dapat menampilkan perintah "Masukkan PIN" atau "PIN Salah"
3. Keberhasilan Output
Layar LCD menampilkan “input password” dan diminta untuk memasukkan PIN, menampilkan instruksi penggunaan, menampilkan status kunci (terbuka/terkunci) dengan akurasi tampilan LCD > 95% dan waktu respon LCD <
1 detik dan tidak ada kesalahan pada sistem.
Proyek Password door lock ini menggunakan Arduino, keypad numerik, LCD, dan servo motor sebagai komponen utamanya. Pengguna akan memasukkan kombinasi password melalui keypad, dan sistem akan memverifikasinya. Jika password yang dimasukkan benar, servo motor akan bergerak membuka kunci pintu dengan berpindah dari posisi 0° ke 90°, dan layar LCD akan menampilkan pesan
"Kunci Terbuka" sebagai umpan balik. Sebaliknya, jika password salah, servo tetap pada posisi terkunci, dan LCD akan menampilkan pesan "Password Salah" untuk memberi tahu pengguna. Proses ini diawali dengan tampilan "Masukkan Password"
di LCD, yang kemudian diperbarui secara real-time saat pengguna memasukkan angka. Dengan demikian, sistem ini dapat memberikan mekanisme keamanan sederhana namun efektif, di mana hanya pengguna yang mengetahui password yang benar yang dapat membuka kunci pintu.
4. Inovasi dan Pengembangan
Beberapa inovasi dan pengembangan yang signifikan dalam teknologi kunci pintu ini antara lain:
a. Teknologi Biometrik:
Salah satu perkembangan terbaru adalah penggunaan teknologi biometrik, seperti pemindai sidik jari, pemindai wajah, atau pemindai iris, untuk membuka pintu. Sistem ini memberikan tingkat keamanan lebih tinggi dibandingkan password tradisional karena biometrik sulit dipalsukan.
b. Integrasi dengan Smartphone:
Kunci pintu dengan password dapat dilengkapi dengan kemampuan untuk dioperasikan melalui aplikasi smartphone. Pengguna dapat membuka kunci pintu menggunakan Bluetooth, Wi-Fi, atau NFC (Near Field Communication). Ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol pintu dari jarak jauh, memberikan kenyamanan lebih besar.
c. Fungsi Kode Sementara:
Kunci pintu password modern memungkinkan pembuatan kode sementara yang dapat diatur untuk akses terbatas. Kode ini bisa digunakan untuk tamu atau pekerja, dan dapat kedaluwarsa setelah waktu tertentu atau digunakan hanya sekali, meningkatkan fleksibilitas dan keamanan.
d. Fitur Pengenalan Pola atau PIN dengan Keamanan Ganda:
Beberapa kunci pintu kini menawarkan pengenalan pola atau PIN ganda, di mana pengguna harus memasukkan dua pola atau PIN yang berbeda untuk membuka pintu. Ini meningkatkan tingkat keamanan dengan membuatnya lebih sulit untuk ditebak atau diretas.
e. Notifikasi dan Laporan Aktivitas:
Fitur notifikasi yang memberi tahu pemilik ketika pintu dibuka atau jika ada upaya pembukaan yang gagal semakin populer. Laporan aktivitas juga memungkinkan pemilik untuk memantau siapa yang mengakses pintu dan kapan.
E. Pembahasan
Perkembangan zaman yang semakin berkembang dan banyaknya inovasi peralatan teknologi baru yang diciptakan untuk membantu manusia. Sistem teknologi juga harus mendukung Tingkat keamanan bagi penggunanya sehingga menyebabkan sistem keamanan menjadi kebutuhan utama untuk diterapkan dan melindungi data privasi yang kita miliki. Penerapan sistem keamanan tersebut dapat memberi rasa aman dan nyaman serta menekan angka kriminalitas yang terjadi di masyarakat, khususnya tindak kejahatan pencurian. Salah satu bentuk sistem keamanan yang mudah untuk dilihat dan diaplikasikan yaitu bentuk suatu keamanan di rumah yang dapat ditemukan pada pintu. Bentuk sistem digital tersebut berupa penggunaankode sandi atau yang dikenal dengan password. Dalam Penggunaan password cukup dengan mengingat kode sandi yang sudah dimasukkan tanpa harus selalu membawa kunci pintu (Darminta, 2015).
Sistem keamanan pintu ruangan pada alat ini dilengkapi berbagai komponen diantaranya adalah Arduino Uno R3, Keypad 4x4 Matrix, LCD 16x2 dengan I2C Module, Servo Motor SG90, Kabel USB Type A to B, Kabel Jumper Male-Male, Kabel Jumper Male-Female, Kunci Pintu Mekanis (ditarik oleh servo motor).
Keypad digunakan untuk memasukkan password secara manual. LCD digunakan untuk menampilkan informasi, seperti pesan selamat datang, password benar, password salah dan indikator lainnya. Motor Servo digunakan sebagai aktuator untuk membuka atau menutup "pintu" (motor servo yang bergerak menggerakkan kunci pintu mekanis yang terlah dihubungkan dengan motor servo melalui kabel).
Kabel Jumper untuk menghubungkan semua komponen dalam rangkaian. Kabel USB berfungsi sebagai jembatan antara Arduino Uno dan komputer untuk mengunggah program dan menerima data. Arduino Uno adalah mikrokontroler yang bertindak sebagai otak dari sistem pintu password yang akan memproses semua informasi yang masuk dan memberikan perintah sesuai dengan program yang telah diunggah.
Rangkaian ini memerlukan sumber tegangan untuk beroperasi. Arduino Uno menggunakan tegangan 5V. Tegangan ini akan memasok daya ke semua
komponen dalam rangkaian, termasuk Arduino, keypad, LCD, dan motor servo.
Tegangan berperan sebagai dorongan bagi elektron untuk mengalir dalam suatu rangkaian. Semakin tinggi tegangan, semakin besar gaya dorong yang diberikan pada elektron, sehingga arus listrik yang mengalir juga akan semakin besar. Pada rangkaian password door lock tersebut, resistansi dapat ditemukan di beberapa bagian Modul I2C pada LCD biasanya memiliki pull-up resistor di jalur SDA dan SCL untuk komunikasi I2C. Resistansi ini biasanya berkisar antara 4.7 kΩ hingga 10 ΚΩ. Fungsinya adalah menjaga kestabilan sinyal komunikasi I2C. Servo motor memiliki resistansi internal pada lilitan kumparan motornya. Resistansi ini berperan dalam membatasi arus yang mengalir melalui motor. Keypad bekerja dengan prinsip saklar yang menghubungkan jalur tertentu saat tombol ditekan. Ketika tombol ditekan, resistansi anta tua jalur pada keypad sangat kecil (mendekati 0 ohm), namun saat tidak ditekan, resistansi antar jalur sangat besar (mendekati tak hingga). Arus listrik yang mengalir melalui komponen-komponen dalam rangkaian akan mengaktifkan komponen tersebut. Misalnya, arus listrik yang mengalir melalui motor servo akan menyebabkan motor berputar sehingga menggerakkan kawat yang terhubung pada servo kotor sehingga kunci pintu terbuka.
Sebuah rangkaian sederhana yang menggunakan Arduino sebagai mikrokontroler utamanya. Arduino Uno merupakan salah satu Arduino yang murah, mudah didapat, dan sering digunakan. Arduino Uno versi R3 merupakan tipe terbaru yang dilengkapi mikrokontroler ATMEGA328P agar dapat bekerja secara maksimal. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input dan output digital yang mana 6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset (Lubis, 2024).
Tipe Arduino Uno memiliki kelebihan, antara lain, pengembangan project mikrokontroler akan menjadi lebih mudah dan menyenangkan. Pengguna dapat langsung menghubungkan board Arduino ke komputer atau laptop melalui kabel USB. Arduino IDE didukung menggunakan bahasa pemrograman dengan library yang lengkap. Arduino bersifat open source yang artinya kita dapat membuat dan
merakit projek buatan kita sendiri. Arduino juga dilengkapi dengan tombol reset yang memungkinkan kita untuk membangun ulang program kita kembali..Sumber daya untuk mengaktifkan Arduino Uno akan dipilih secara otomatis berupa koneksi USB. Arduino Uno terdiri dari masing-masing 14 pin digital yang dapat digunakan sebagai input atau output dengan menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Semua pin beroperasi pada tegangan 5 volt. Arduino IDE berfungsi untuk membuat, membuka, dan mengedit program yang akan dimasukkan ke dalam board Arduino. (Hartini, 2022).
Penelitian serupa juga dilakukan oleh (Deden S.F & Yogi A.F, 2020) tentang sistem pengamanan pintu sebagai pengganti pintu manual menjadi otomatis dengan password menggunakan Arduino dan keypad. Mikrokontroler digunakan sebagai alat pengamanan serta pengembangan sistem pengontrolan pintu rumah dan juga digunakan sebagai pengendali proses.
Cara kerja kerja rangkaian ini yaitu melalui Arduino dan bahasa program yang ditulis, data password akan disimpan dalam memori Arduino. Selanjutnya data akan dihubungkan ke rangkaian melalui kabel USB. Keypad akan membaca input dari pengguna saat tombol ditekan. Pada keypad tombol bintang (*) berfungsi sebagai enter dan tombol pagar (#) berfungsi untuk menghapus nilai inputan di LCD sekaligus untuk mereset Pin. Arduino akan membandingkan input dari keypad dengan data password yang tersimpan. Jika password benar, Arduino akan mengirimkan sinyal ke motor servo untuk berputar. Pada saat bersamaan, LCD akan menampilkan tulisan bahwa pin benar. Sebaliknya, apabila password salah, biasanya akan ada tulisan bahwa pin salah pada LCD dan tidak ada reaksi yang terjadi dimana pintu akan tetap tertutup.
Kendala yang dihadapi selama pembuatan proyek yaitu sebagai berikut:
1. Pembuatan bahasa pemprograman Arduino Uno
Kendala : Kesulitan dalam pembuatan bahasa pemprograman yang mengakibatkan program error.
Cara Mengatasi : Mempelajari tutorial Youtube yang mencantumkan program yang digunakan dan melalui teman yang paham pemprograman untuk menanyakan masalah dan solusi program yang kami gunakan.
2. Port I2C yang longgar
Kendala : Port I2C dengan kabel jumper yang longgar yang menyebabkan koneksi tidak stabil sehingga tulisan pada LCD tidak tampil.
Cara mengatasi: Mengganti kabel jumper yang sesuai dan menempatkan pada posisi yang aman.
3. Beberapa tombol keypad tidak berfungsi
Kendala : Beberapa tombol pada Keypad tidak dapat berfungsi sehingga mengubah program berulang-ulang
Cara mengatasi: Mengganti password pada program
F. Daftar Pustaka
Darminta, I. K., I Gede, S. P., dan Putu, A. J. (2015). Simulasi Pengunci Pintu Berbasis Mikrokontroler ATMega328p dengan menggunakan 8 Digit Password. Jurnal Logic, 15(1).
Hartini, Sri, P., Nurhayani., dkk. (2022). Aplikasi Mikrokontroler Arduino Uno dalam Rancang Bangun Kunci Pintu menggunakan E-KTP. Jusikom : Jurnal Sistem Komputer Musirawas. 7(1).
Lubis, R. T. & Susilawati. (2024). Sistem Kunci Pintu Berbasis Pin
Menggunakan Arduino Dan Keypad. JATI (Jurnal Mahasiswa Teknik Informatika), 8(3).
Sarimuddin. (2023). Cara Mudah Kuasai Mikrokontroler Arduino Teori dan Praktek. Purbalingga: Eureka Media Aksara.
Subawani, W. (2019). Sistem Pengunci Pintu Otomatis Berbasis Arduino menggunakan Password. Engineering And Technology International Journal. 1(1).
Wahyuni, R., Yuda, I. Zufi, P. N., dkk (2020). Alat Pengaman Pintu Dengan Password Menggunakan Arduino Uno ATMega 328p dan Solenoid Door Lock. Jurnal Informatika, Manajemen dan Komputer. 12(1).
