PROTOTIPE SISTEM KEAMANAN PINTU GARASI MENGGUNKAN KEYPAD DENGAN SENSOR BERBASIS MIKROKONTROLER 1 Dadan Nurdin Bagenda,S.T.,M.T 2 Wildhan Adityoso 1,2 Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA 3 Jln. Soekarno Hatta No. 456 Bandung 40266, Telp. +62 22 75642823, Fax. +62 22 7564282 1 Email : wildhanadityo@gmail.com Abstrak Dalam kehidupan sehari hari, pintu Garasi merupakan alat yang sangat penting, Sebab pintu garasi adalah lapis pertama untuk melindungi isi ruangan, karena hal tersebut yang harus memiliki sistem keamanan pintu garasi. Pintu garasi memiliki bermacam model dalam jenis kunci seperti kita ketahui pada zaman dahulu kunci bentuknya lobang kunci cukup besar dan juga didukung oleh kuncinya yang cukup besar hal tersebut tidak luput juga dari tindak kriminal seperti pengandaan kunci yang marak terjadi. Oleh karena itu para ahli perancang kunci pintu merancang kunci pintu yang lobangnya kecil dan juga banyak sekali sela- sela lobang pintu banyak batang- batang tembaga atau besi untuk sistem keamanan pintu garasi agar tidak dapat digandakan seperti model yang dahulu. Oleh karena itu dibutuhkan sistem yang dapat mengatasi masalah tersebut adalah dengan membuat sistem keamanan dengan keamanan menggunakan Passsword. Dari hal ini dibuat sebuah sistem keamanan pintu garasi berbasis mikrokontroler ATMega16, dimana keypad, push button, motor dc, solenoid, limit switch dalam pengoprasian pintu garasi Kata kunci:, Mikrokontroler, Sensor, Keypad 1. Pendahuluan Dalam kehidupan sehari hari, pintu Garasi merupakan alat yang sangat penting, Sebab pintu garasi adalah lapis pertama untuk melindungi isi ruangan. Pintu garasi memiliki bermacam model dalam jenis kunci seperti kita ketahui pada zaman dahulu kunci bentuknya lobang kunci cukup besar dan juga didukung oleh kuncinya yang cukup besar hal tersebut tidak luput juga dari tindak kriminal seperti pengandaan kunci yang marak terjadi. Para ahli perancang kunci pintu merancang kunci pintu yang lobangnya kecil dan juga banyak sekali sela- sela lobang pintu banyak batang- batang tembaga atau besi untuk sistem keamanan pintu garasi agar tidak dapat digandakan seperti model yang dahulu. Penghuni rumah yang membawa mobilnya yang akan dimasukan kedalam garasi akan sangat terbantu jika pintu garasi tersebut dapat membuka dan menutup secara otomatis tanpa harus diberikan bantuan tenaga manusia untuk mendorong dalam buka-tutup pintu pagar. Dengan adanya solusi tersebut maka dimungkinkan untuk dibuat suatu perangkat lunak untuk dapat dibuat dengan bahasa pemrograman C. Program tersebut diaplikasikan untuk membuat suatu sistem keamanan yang dapat bekerja secara otomatis, yaitu dapat membuka pintu garasi dengan otomatis dengan menggunkan password. Dalam pengoperasian pintu gerbang otomatis ini, penulis menggunakan keypad dan sensor yang berfungsi sebagai pengatur, dalam artian mebuka pintu garasi dan medeteksi objek manusia yang berada di garis pintu garasi. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, penulis mengidentifikasikan beberapa permasalahan sebagai berikut : 1. Mudahnya para pencuri membuka pintu garasi. 2. Tidak nyamanya saat harus membawa kunci pintu garasi. 3. Lamanya waktu dan jarak yang harus dilakui pada saat membuka dan menutup pintu garasi. Untuk memfokuskan penelitian, maka dibatasi permasalahan hanya mencakup sebagai berikut: 1. Password yang telah di set pada Mikrokontroler.
2. Inputan password yang tidak di batasi inputannya. 3. Pengotrolan pintu garasi berhenti di lakukan dengan sensor Limit Switch. 4. Pengontrolan dilakuka oleh Mikrokontroler beserta komponen pendukungnya. 5. Simulasi yang dilakukan menggunakan miniatur pintu geser yang telah dibuat. 6. Pengaturan pintu garasi tidak dapat di lakukan dalam keadaan tegangan listrik PLN mati. Dari identifikasi permasalahan di atas maka penulis memiliki maksud dan tujuan, sebagai berikut : 1. Di harapkan keypad dapat menggantikan kunci pintu garasi. 2. Di harapkan menjadi nyaman saat tidak membawa kunci pintu garasi. 3. Di harapkan dapat memudahkan dalam membuka dan menutup pintu garasi dengan menggunkan mesin. 2. Dasar Teori 2.1 Teori Dasar Mikrokontroler Menurut Widodo Budiharto (2007) bahwa, Mikrokontroler adalah suatu chip yang dapat digunakan sebagai pengontrol utama sistem elektronika, misalnya pengukur suhu digital (termometer digital), sistem keamanan rumah (Home Remote System), sistem kendali mesin industri, robot penjinak bom, dan lain-lain. Hal ini dikarenakan di dalam chip tersebut sudah ada unit pemproses, memori ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Memory), Input-Output, dan fasilitas pendukung lainnya. Gambar 2-1 Konfigurasi Pin ATMega16 2.2 Perangkat Input Yang Digunakan 2.2.1 Keypad 4x4 Keypad sering digunakan sebagai suatu input pada beberapa peralatan yang berbasis mikrokontroler. Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, terhubung sebagai baris. Agar mikrokontroler dapat melakukan scan keypad, maka port mengeluarkan salah satu bit dari 3 bit yang terhubung pada kolom dengan logika low (0) dan selajutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut. Gambar 2-2 Keypad 4x4 2.2.2 Limit Switch Saklar batas atau limit switch (LS) merupakan saklar yang dapat dioperasikan baik secara otomatis maupun non otomatis. Limit switch bila ditekan akan berpindah ke keadaan lainnya dan bila dilepas akan kembali ke keadaan semula. Limit switch mempunyai dua macam kerja, yaitu NO (Normally Open) dan NC (Normally Close). Gambar 2-3 Limit Switch 2.2.3 Sensor Infrared Sensor infrared adalah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih dari pada cahaya nampak yaitu diantara 700nm dan 1mm, sinar merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan alat spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak dengan panjang gelombang diatas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah akan tampak oleh mata tetapi radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa. Ada tiga bagian pada sensor infra merah yaitu, Near infra merah 0.75-15μm, Mid infra merah 1.50-10μm, dan Far infra merah 10-100μm [3]. Gambar 2-4 Infrared
2.2.4 Push Button Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Gambar 2-5 Push Button 2.3 Perangkat Output Yang Digunakan 2.3.1 LCD mengisikan data dan kontrol pada memori buffer melalui pin dari LCM. LCD yang berkarakter dengan jumlah 2 x 16 memiliki 2 baris yang masing-masing terdiri dari 16 karakter. LCD ini memiliki 8-bit untuk port data (D0 - D7), 3-bit control (RS, R/W, dan E), 3 Pin catu daya (VDD, V0, VSS) dan 2 pin untuk backlight. Berikut ini contoh gambar bentuk dan diagram blok internal LCD. Gambar 2-6 Tampillan Liquid Crystal Display (LCD) 2.3.2 Motor Dc Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen. Gambar 2-7 Motor DC 2.3.3 Solenoid Solenoid adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau linier. Solenoid yang paling umum biasanya menggunakan medan magnet yang dibuat dari arus listrik yang ditrigger sebagai aksi kerja dorong atau tarik pada sebuah objek sebagai strarter, valve, switch dan latches. Gambar 2-8 Solenoid 2.3.3 Buzzer Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara.pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi.frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz.( Albert Paul,Prinsip-prinsip Elektronika, 1989 hal: 134). Gambar 2-9 Buzzer 3. Analisis dan Perancangan Perangkat Lunak 3.1 Aliran Kerja 3.1.1 Use Case Diagram Use case merupakan diagram yang memperlihatkan himpunan use case dan aktor-aktor, teruama sangat penting untuk pengorganisasian dan memodelkan perilaku suatu sistem yang dibutuhkan serta diharapkan pengguna.
Aktor Menekan Tombol Skenario Reaksi Sistem Mesin menutup pintu garasi Kunci pintu garasi terkunci Gambar 3-1 Use Case Diagram 3.1.2 Use Case Scenario Table 3-1 Skenario Use Case Proses Mengelola Password Nama Use Case : Proses Mengelola Password Deskripsi : Mengelola Password Aktor yang terlibat : Pengguna Kondisi awal : Masukan Password Kondisi akhir : Password Benar Skenario Aktor 1. Masukan Password Reaksi Sistem 1. Lcd menampilkan informasi terbuka 2. Kunci Pintu Garasi Terbuka 3. Mesin membuka pintu garasi Table 3-2 Skenario Use Case Proses Membuka Nama Use Case : Proses Membuka Deskripsi : Membuka Aktor yang terlibat : Pengguna Kondisi awal : Pengoprasian pintu dalam keadaan Tertutup Kondisi akhir : Tertutup Skenario Aktor Menekan Keypad Reaksi Sistem Kunci pintu garasi terbuka Mesin membuka pintu garasi Table 3-3 Skenario Use Case Proses Menutup Nama Use Case : Proses Menutup Deskripsi : Menutup Aktor yang terlibat : Pengguna Kondisi awal : Pengoprasian pintu dalam keadaan Terbuka Kondisi akhir : Tertutup 3.2 Struktur Organisasi Objek Dan Pesan 3.2.1 Sequence Diagram Gambar 3-2 Sequence Diagram Membuka Gambar 3-3 Sequence Diagram Menutup 3.1 Pemodelan Perilaku Sistem 3.3.1 State Chart Diagram State Chart Diagram merupakan suatu alat pemodelan yang menggambarkan sifat dan perilaku system berdasarkan waktu maupun respon dari suatu kondisi yang diterima oleh sistem. Gambar 3-4 State Char Diagram 4. Ananlisis Dan Perancangan Perangkat Keras 4.1 Blok Diagram
Gambar dibawah ini merupakan gambar blok diagram dari rancang bangun pintu garasi otomatis secara keseluruhan. Gambar 4-4 Skema Rangkaian Sensor Infrared Gambar 4-1 Blok Diagram Sistem 4.2 Subsistem Perangkat Input 4.2.1 Rangkaian Keypad Keypad sesungguhnya terdiri dari sejumlah saklar, terhubung sebagai baris. Agar mikrokontroler dapat melakukan scan keypad, maka port mengeluarkan salah satu bit dari 3 bit yang terhubung pada kolom dengan logika low (0) dan selajutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut 4.2.4 Rangkaian Push Button Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dan saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Gambar 4-5 Skema Rangkaian Push Button Gambar 4-2 Skema Rangkaian Keypad 4x4 4.2.2Rangkaian Limit Switch Limit switch bila ditekan akan berpindah ke keadaan lainnya dan bila dilepas akan kembali ke keadaan semula. Limit switch mempunyai dua macam kerja, yaitu NO (Normally Open) dan NC (Normally Close). 4.3 Subsitem Perangkat Output 4.3.1 Rangkaian LCD LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. Rangkaian LCD dalam prototipe sistem pengering pakaian menggunakan Arduino Uno ini berfungsi sebagai media informasi dari kinerja sistem. Sistem akan mengeluarkan output berupa data mengenai temperatur ruangan pemanas dan kelembaban dari pakaian yang dikeringkan. Berikut ini adalah skema rangkaian dari LCD. Gambar 4-3 Skema Rangkaian Limit switch 4.2.3 Rangkaian Infrared Sensor infra merah adalah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih dari pada cahaya nampak yaitu diantara 700nm dan 1mm, sinar merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Gambar 4-6 Skema Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 4.3.2 Rangkaian Driver Motor Rangkaian driver motor DC disebut dengan half-bridge dikarenakan konfigurasi/susunan transistornya seperti membentuk huruf H. Transistor-transistor ini digunakan sebagai switching sehingga motor dapat berputar
searah jarum jam (clockwise) dan berlawanan arah jarum jam ( counter clockwise). Gambar 5-2 Pengujian Driver Motor ke Motor Dc Gambar 4-7 Skema Rangkaian Driver Motor IV.4 Skema Keseluruhan IV.4.1 Desain Alat Gambar 4-8 Prototipe 5.2 Pengujian Perangkat 5.2.1Pengujian Keypad Ke Lcd Pengujian dilakukan dengan cara memasangkan pin-pin dari keypad dan Lcd ke port sistem minimum sesuai dengan jalurnya. Jika keypad di tekan lalu muncul karakter di tampilan lcd, maka dapat dikatakan bahwa Lcd tersebut masih dalam keadaan baik. 6. Kesipulan Dan Saran 6.1.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang didapat adalah sebagai berikut : 1. Kunci pintu garasi dari yang awalnya menggunkan kunci fisik, kini menjadi kunci yang menggunkan keypad. 2. Menjadi nyaman saat tidak membawa kunci pintu garasi yang sudah di gantikan menggunkan keypad. 3. Prototipe pintu garasi memberikan kemudahan saat membuka dan menutup pintu garasi menggunkan mesin. Dari hasil beberapa analisis dan implementasi yang dilakukan, adapun saran dari penulis adalah sebagai berikut : 1. Pengembangan selanjutnya password dapat di set di tampilan Lcd. 2. Penambahan UPS untuk menghindari terjadinya tegangan listrik PLN mati. 3. Pengembangan selanjutnya menambahkan sensor keberadaan mobil sudah masuk lalu pintu garasi menutup pitu garasi dengan otomatis. Gambar 5-1 Pengujian Keypad ke LCD 5.2.1Pengujian Driver Motor Ke Motor DC Pengujian dilakukan dengan cara memasangkan pinpin dari Driver Motor dan Motor Dc ke port sistem minimum sesuai dengan jalurnya. Ketika sudah terhubung maka driver motor yang mengendalikan sebuah motor dc, Jika motor dc dapat berjalan maka dapat dikatakan bahwa driver motor dan motor dc tersebut masih dalam keadaan baik. DAFTAR PUSTAKA 1. Afrie, Setiawan. (2011). 20 Aplikasi Mikrokontroler Ary Heryanto M dan Wisnu Adi P, 2008, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMega8535, Cetakan Pertama, Andi Offset, CV., Yogyakarta. 2. Winoto Ardi, 2008, Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya Dengan Bahasa C Pada WinAVR, Cetakan Pertama, Informatika, Bandung. 3. Syahban Rangkuti, Mikrokontroller ATMEL AVR: Simulasi dan Praktek Menggunakan ISIS Proteus dan CodeVisionAVR. INFORMATIKA, Bandung, 2011. 4. ATMEL, http://www.atmel.com. 5. Pengertian Prototipe. Diakses pada tanggal 01 Juli 2014 Pukul 19.45 WIB, dari http://www.scribd.com/doc/58298607/pengertian- Prototype.