Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Basisdata Melalui Antarmuka Port Serial

Transkripsi

1 Rustam Asnawi, Octa Heriana, Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Basisdata Melalui Antarmuka Port Serial Rustam Asnawi dan Octa Heriana Teknik Elektro Fakultas Teknik - UNY Karangmalang, Yogyakarta, 55281, Indonesia Abstrak Dalam suatu kawasan pabrik dimana mempunyai inventaris kendaraan yang banyak, dibutuhkan pengawasan atas kendaraan pabrik beserta pengendaranya yang keluar atau masuk lingkungan pabrik. Sistem ini dibuat untuk diaplikasikan dalam lingkungan industri yang masih menggunakan sistem manual pada sistem keamanan pintu gerbang. Sistem ini terdiri atas dua bagian utama. Bagian pertama adalah bagian yang berada dilokasi pintu gerbang, terdiri atas sensor laser, pemverifikasi password pengendara, antarmuka komunikasi data ke port serial PC dan motor penggerak palang pintu. Bagian ini berbasis mikrokontroller AT89C51. Bagian kedua adalah bagian yang berbasis PC, berada dilokasi ruang kontrol. Bagian ini terdiri atas perangkat lunak aplikasi yang berfungsi menerima data password yang dikirim dari bagian pertama lewat port serial, lalu memprosesnya menjadi informasi sopir, jam dan tanggal kejadian, serta operasi basisdata untuk keperluan pelaporan. Program aplikasi pada personal komputer dibuat dengan Borland Delphi. Diperoleh data unjuk kerja prototipe tersebut adalah: di bagian pertama, tampilan display 4 digit seven segment, keypad yang digunakan untuk memasukkan password adalah keypad matriks 4X3, kemampuan jangkauan sensor laser 5 meter, kombinasi nomor sopir sebanyak 9999 nomor, kecepatan komunikasi data serial asinkron ke komputer : 9600bps. Pada bagian kedua, program aplikasi berjalan pada platform Windows 98 atau Xp. Basis data dibuat dengan format DBase. Kebutuhan minimal perangkat keras: prosesor pentium II, RAM 64MB, HD freespace 2Mbyte, memiliki port serial 2 buah. Kata Kunci: sistem sekuritas, mikrokontroller, port serial. 1. Pendahuluan Sebuah pabrik yang memiliki aktivitas produksi dalam jumlah besar, pasti memiliki sejumlah kendaraan yang cukup banyak untuk melaksanakan proses distribusi. Setiap hari, kendaraan-kendaraan tersebut keluar dan masuk pabrik dengan jumlah, tujuan dan waktu yang berbeda-beda. Untuk mengawasi sejumlah kendaraan tersebut, tentu kurang baik jika hanya ditangani oleh satu atau dua orang penjaga gerbang saja. Beberapa kekurangan yang mungkin dapat terjadi misalnya, penjaga harus memeriksa setiap sopir yang membawa kendaraan masuk atau keluar pabrik. Selain itu juga penjaga harus membuka dan menutup pintu gerbang setiap kali ada kendaraan yang hendak masuk maupun keluar pabrik. Kemudian, kemungkinan kekurangan yang lain yaitu keamanan kurang terjamin. Untuk menanggulangi hal tersebut, pihak perusahaan harus menambah pengeluaran untuk membayar sejumlah petugas penjaga gerbang. Selain itu, faktor keamanan yang kemungkinan dapat terganggu akibat keluar dan masuknya kendaraan kurang tertib, bisa menimbulkan kerugian yang cukup berarti bagi sebuah perusahaan. Dengan demikian, sangat berarti sekali jika proses pengawasan setiap kendaraan yang keluar dan masuk pabrik dibantu dengan penerapan teknologi, agar efisiensi dan proses pengawasannya lebih terstruktur dan lebih baik. Di lain hal, suatu teknik komunikasi data serial asinkron dapat dilakukan antara mikrokontroler AT89C51 dengan komputer melalui RS-232. Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis mencoba untuk membuat suatu prototipe sistem keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 teroptimasi basisdata melalui antarmuka port serial. Alat ini menjadi salah satu solusi untuk lebih meminimalkan dan mengopti- 67

2 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 4, No. 2, September 2004 malkan peran karyawan dalam hal ini petugas pengawas kendaraan di pintu gerbang, dikarenakan sebagian tugas lainnya digantikan oleh sistem terprogram. 2. Design dan Implementasi Secara umum prototipe sistem keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 teroptimasi basisdata melalui antarmuka port serial ini terdiri atas dua bagian utama, dimana masing-masing bagian tersusun atas komponen perangkat keras (hardware) dan komponen perangkat lunak (software). Bagian Pertama Bagian pertama adalah bagian yang dipasang di lokasi (di dekat) pintu gerbang pabrik. Tugas dari bagian ini, adalah menerima masukkan password yang ketikkan oleh sopir, lalu memverifikasi apakah data password itu benar atau salah. Jika password benar, maka palang pintu akan membuka, dan data password akan dikirim ke komputer dengan teknik serial asinkron. Bagian pertama ini dibuat dua buah yakni satu untuk jalur masuk dan satu lagi untuk jalur keluar pabrik. Sehingga berdasarkan hal tersebut, maka komponen-komponen utama yang dibutuhkan untuk membangun bagian pertama ini adalah sebagai berikut. a. Keypad matriks 4X3 untuk memasukkan password sopir. b. Sensor sebagai pemberi sinyal input. c. Rangkaian driver untuk sensor dan penggerak pintu d. Kotak (box) sebagai tempat penyimpanan rangkaian, untuk memberi tampilan yang menarik dan menjaga rangkaian agar tersimpan dengan aman. e. simulasi palang pintu gerbang dengan motor penggeraknya. f. Rangkaian kendali berbasis AT89C51 untuk mengatur semua proses kerja dari bagian pertama ini yakni : driver keypad dan 4 buah seven segmen, driver sensor, motor penggerak palang pintu, pemverifikasi password yang dimasukkan sopir, serta mengirimkan data password secara serial asinkron ke komputer (bagian kedua). Bagian Kedua Bagian kedua adalah bagian yang berbasis PC. Bagian ini berada di lokasi yang relatif jauh dari pintu gerbang (biasanya di ruang kontrol). Tugas dari bagian ini adalah menerima data password sopir yang dikirim secara serial (asinkron) oleh bagian pertama. Data yang telah diterima lalu diproses lebih lanjut untuk menghasilkan informasi lebih, misalnya: data tentang identitas sopir, tanggal dan jam kejadian masuk/keluar, lalu menyimpan semua data tersebut ke dalam suatu basis data guna pembuatan pelaporan perusahaan Perancangan Hardware Rangkaian kendali. Komponen utama yang berfungsi sebagai komponen kendali adalah AT89C51. AT89C51 beserta komponen pendukungnya difungsikan untuk mengambil sinyal input dari keypad, kemudian menampilkan data hasil scanning dari tiap penekanan tombolnya. Selain itu berfungsi juga untuk mengambil sinyal dari sensor sebagai isyarat untuk menutup pintu. Kemudian yang menjadi fungsi utama dari penggunaan AT89C51 ini adalah sebagai sarana pengirim data secara serial menuju perangkat komputer. Gambar 1. Diagram blok rangkaian kendali dengan AT89C51 Penggunaan port-port untuk input dan output pada mikrokontroler AT89C51 adalah sebagai berikut. Port 1, untuk port input dari keypad. Port 2, untuk mengeluarkan data ke display seven segment. P0.0 sampai P0.3, dihubungkan dengan anoda display seven segment. P3.2 dan P3.3, untuk menggerakkan motor berputar ke kanan dan ke kiri. P0.4, untuk mengendalikan sensor transmitter. P0.5, dihubungkan dengan sensor receiver. P3.1, untuk melakukan pengiriman data secara serial ke komputer. Rangkaian kendali ini dibuat pada media PCB (Printed Circuit Board) single layer dengan ukuran 8cm x 12cm. Display seven segment langsung dipasang pada PCB, agar hubungan kaki-kaki display dengan pin-pin mikrokontroler AT89C51 tidak melalui perantara kabel. Berikut ini adalah jalur pemasangan kaki-kaki display seven segment dengan pin-pin mikrokontroler AT89C Perancangan Software Mikrokontroler Hal yang paling awal dilakukan pada setiap pemrograman mikrokontroler adalah inisialisasi port dan inisialisasi operasi yang akan dilakukan. Inisialisasi port pada perancangan program ini terdapat pada inisialisasi keypad. Kemudian selanjutnya adalah inisialisasi operasi kirim data serial. Proses pengiriman data ini diatur pada kecepatan 9600 bps. Berikutnya adalah pengaturan port-port untuk mengatur tampilan pada empat digit sevensegment, driver motor penggerak palang pintu dan sensor. Komputer (menggunakan Borland Delphi) Borland Delphi digunakan untuk menampilkan basis data. Pada program ini juga, data serial yang dikirimkan oleh mikrokontroler akan ditampilkan. Yang pertama kali dirancang adalah tabel-tabel basis data. Tabel-tabel ini dibuat dengan utilitas Database Desktop, software bawaan Borland Delphi. Tabel-tabel ini akan ditunjuk oleh alias pada BDE (Borland Database Engine). Dengan BDE ini, program menampilkan basis data dibuat. 68

3 Rustam Asnawi, Octa Heriana, Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Gambar 2. Komponen CPort dan Setup Dialog Gambar 3. Form penampil data sopir dan kendaraan Berikutnya adalah Form penampil data sopir dan kendaraan. Form ini tersusun oleh beberapa komponen Edit, Button, Label, DBEdit, BitButton, Panel, Timer, Tabel, DBGrid dan CPort. Komponen yang utama pada Form ini adalah komponen CPort. CPort adalah komponen untuk menampilkan dan mengirim data secara serial melalui RS-232. Komponen ini dilengkapi dengan fitur setting komunikasi serial, seperti 69

4 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 4, No. 2, September 2004 penggunaan Port, Baud Rate, Data Bits, Stop Bits, Parity dan Flow Control. Penggunaannya sama seperti penggunaan komponen lain, yaitu dengan mengaktifkan komponen tersebut, kemudian menangani kejadian pada Events-nya. Perancangan kotak rangkaian Box rangkaian terbuat dari akrilik dengan ketebalan 1,5 mm. Rangkaian dan kabel penghubung diluar rangkaian kendali, diletakan pada bagian bawah papan kayu. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kesan rapi. Tabel 3. Tampilan karakter-karakter tombol keypad pada seven segment No Tombol Display (tampilan) dalam angka * Kosong 12 # Kosong Tabel 4. Pengujian jarak jangkauan sensor transmitter No Jarak (meter) Hasil (pada sensor receiver) Gambar 4. Bentuk nyata box rangkaian kendali 3. Pengujian dan Pembahasan 3.1. Data Hasil Pengujian Pengujian motor DC 12 volt dan sensor. Pengujian pada bagian ini dilakukan dengan memberikan bit logika 1 dan logika 0 pada rangkaian driver motor dan sensor. Tabel 1. Pengujian motor DC 12 volt dan sensor No Driver Logika 1 Logika 0 1 Motor DC 12 volt Aktif Tidak aktif 2 Sensor Tidak aktif Aktif Pengujian rangkaian kendali. Rangkaian kendali bertugas untuk mengolah data penekanan tombol keypad dan menampilkannya pada display seven segment. Tabel 2. Pengujian jarak jangkauan sensor transmitter No Jarak Hasil (meter) (pada sensor receiver) 1 1 Aktif 2 3 Aktif 3 5 Aktif No. 1 1 Aktif 2 3 Aktif 3 5 Aktif Tabel 5. Pengujian pengiriman data serial Dari Mikrokontroler (Heksadesimal) Komputer (Tampilan pada Layar) Pembahasan Alat keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232 (port serial asinkron), disuplai oleh catu daya sebesar 5 volt. Alat ini mempunyai rangkaian kendali yang berfungsi sebagai pengendali keseluruhan kerja alat. Dengan proses berdasarkan program, rangkaian kendali ini mengolah setiap penekanan tombol keypad untuk ditampilkan pada display seven segment. Selanjutnya mengatur setiap sinyal keluaran untuk mengendalikan motor dan sensor, melalui pengoperasian bit yang dikirimkan ke driver-drivernya. 70

5 Rustam Asnawi, Octa Heriana, Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Pengiriman data secara serial ke komputer dilakukan melalui com 1 pada pintu keluar dan com 2 pada pintu masuk. Data yang masuk ke komputer ditampilkan sesuai dengan karakter yang dikirimkan oleh mikrokontroler, yaitu dalam karakter angka empat digit. Setiap data yang masuk ke komputer, menjadi input untuk menampilkan data sopir dan kendaraan. Adapun cara kerja alat ini adalah sebagai berikut. Tombol-tombol keypad ditekan, menghasilkan data input ke mikrokontroler. Data input dari keypad, diolah dan ditampilkan pada empat buah display seven segment. Data input dibandingkan dengan data pada mikrokontroler. Jika data input sesuai dengan data pada memori alat, maka pintu akan terbuka. Kemudian sensor transmitter akan aktif. Setelah itu, data dikirimkan secara serial ke komputer. Di sisi komputer, data diterima, diolah, ditampilkan dan disimpan dalam file. Apabila perlu bisa dicetak melalui printer. Setelah kendaraan melewati sensor, sensor receiver akan memberikan sinyal bit (logika 1) ke rangkaian kendali dan pintu akan menutup. Mekanisme kerja seperti ini berlaku pada pintu keluar pabrik dan pintu masuk pabrik. 4. Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian dan evaluasi dari prototipe sistem keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 teroptimasi basis data, maka penulis dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut. 1. Desain alat keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232, terdiri dari perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras meliputi mikrokontroler, keypad, seven segment, motor DC dan komputer. Sedangkan perangkat lunak meliputi pemrograman assembler pada mikrokontroler dan pemrograman Borland Delphi pada komputer. 2. Unjuk kerja dari alat keamanan pintu gerbang pabrik berbasis AT89C51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232, yaitu; tampilan pada display berjumlah empat digit seven segment, keypad yang digunakan adalah keypad matriks 4X3, kemampuan jangkauan sensor sejauh lima meter, kombinasi nomor sopir sebanyak 9999 nomor, kecepatan pengiriman data ke komputer sebesar 9600bps dan catu daya yang dipakai untuk rangkaian kendali sebesar +5V DC. Daftar Pustaka [1] Haline, 2003, User s Manual Programmer, Minimum System, Emulator & Evaluation Board Type: HB2000S. Haline Elektronik. [2] Nalwan, Paulus A, 2003, Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51. Jakarta: PT Gramedia. [3] Pranata, Antony, 2003, Pemrograman Borland Delphi 6 Edisi 4. Yogyakarta: Andi Yogyakarta. [4] Putra, Agfianto E, 2002, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Graha Ilmu, Yogyakarta. [5] 71

6 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 4, No. 2, September 2004 Lampiran 1: Flow Chart Program Assembler Mikrokontroler 72

7 Rustam Asnawi, Octa Heriana, Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51 Teroptimasi Lampiran 2: Flow Chart Form Program Utama 73

8 JURNAL TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER EMITOR Vol. 4, No. 2, September 2004 Lampiran 3: Gambar Rangkaian Kendali dengan AT89C51 74