Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 8535 Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan Oleh: EVI JULIANTI NAPITUPULU NIM : 1005061012 HABIBI HAMONANGAN SOALOON NAPITUPULU NIM: 1005061016 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR Puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat, kasih dan kesempatan yang dianugrahkan-nya yang memberikan kekuatan dan pengetahuan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print Berbasis mikrokontroler ATmega8535. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. Laporan Tugas Akhir ini akan membahas bagaimana cara mengendalikan peralatan listrik jarak jauh melalui koneksi internet. Dalam menyelesaikan laporan ini penulis banyak menghadapi kesulitan, tetapi berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual maupun informasi sehingga laporan tugas akhir ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. M. Syahruddin, S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ir. Rina Anugrahwaty, M.T., selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 4. Arfanda Anugrah S. S.T, M.Si, selaku dosen wali TK-6B. 5. Ir. Regina Sirait, M.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak membantu dan membimbing dalam penyelesaian Tugas Akhir. 6. Wiwinta Sutrisno, S.T, M.T, selaku Kepala Laboratorium Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 7. Seluruh Staf dan Dosen Jurusan Teknik Elektro khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. 8. Teristimewa buat orang tua kami tercinta yang sangat kami sayangi yang telah banyak memberikan dorongan baik secara materil maupun spiritual.
9. Rekan-rekan seperjuangan TK-6A, TK 6-B, TK-6C, dan TK-6D, dan khususnya buat teman-teman kelas TK-6B, dan buat teman-teman yang telah banyak membantu penulis menyelesaikan proyek Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan laporan tugas akhir, penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan.namun, dengan kerja keras akhirnya laporan ini dapat diselesaikan, karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan laporan tugas akhir ini. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat kepada setiap pembaca. Medan, September 2013 Hormat kami, Penulis
A B S T R A K Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, telah berpengaruh dan memiliki arti penting terhadap kehidupan manusia. Oleh sebab itu, penulis tertarik untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan merancang suatu sistem alat dengan judul tugas akhir Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Prinsip kerja sistem pengaman ruangan ini adalah menggerakkan Motor Stepper pada pintu masuk dan pintu keluar ruangan dalam dua arah yakni terbuka dan tertutup dengan menggunakan data sidik jari manusia melalui Finger Print. Finger Print pada pintu masuk ruangan akan membaca sidik jari mahasiswa sebagai data, yang akan diteruskan ke PC untuk disimpan,kemudian oleh PC data tersebut dikirim ke Mikrokontroler ATmega8535 untuk diubah menjadi tegangan yang akan berfungsi untuk membuka MotorStepper pada pintu masuk ruangan kelas. Selanjutnya saat mahasiswa akan keluar dari ruangan, Finger Print pada pintu keluar ruangan mengirimkan kembali data sidik jari pemilik kenderaan ke PC sebagai server dan memproses kesamaan datanya terhadap data yang masuk dari Finger Print pintu masuk ruangan, jika data sidik jarinya sama maka PC akan meneruskan data yang benar ke Mikrokontroler ATmega8535 yang selanjutnya akan diubah menjadi tegangan yang berfungsi untuk membuka Motor Stepper pada pintu keluar ruangan. Jika data yang masuk dari Finger Print pintu keluar dan pintu masuk ruangan tidak sama oleh Personal Computer, maka Motor Stepper pada pintu keluar ruangan tetap dalam keadaan tertutup. Dengan adanya alat pengaman ini, mahasiswa tidak akan keluar masuk ruangan tanpa seijin pengajar.
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN - 1... i LEMBAR PENGESAHAN - 2... ii LEMBAR PERSEMBAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi BAB 1 PENDAHULUAN...1 1.1 Latar Belakang Masalah...1 1.2 Rumusan Masalah...2 1.3 Tujuan Pembahasan...2 1.4 Metode Pembahasan...3 1.5 Sistematika Penulisan...4 BAB 2 DASAR TEORI...5 2.1 Finger Print...5 2.2 Personal Computer (PC)...7 2.2.1 Hardware...8 2.2.2 Software...9 2.3 Mikrokontroler ATmega8535...11 2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8535...14 2.3.2 Fitur Mikrokontroler ATmega8535...16 2.3.3 Bagian-bagian Mikrokontroler ATmega8535...16 2.3.4 I/O Port Mikrokontroler ATmega8535...17
2.4 Motor Stepper...21 2.4.1 IC L293D...26 2.4.1.1 Konfigurasi Pin IC L293D...26 2.4.1.2 Fungsi Pin IC L293D...27 2.4.1.3 Spesifikasi IC L293D...28 BAB 3 PERANCANGAN SISTEM...29 3.1 Diagram Blok Sistem...29 3.2 Perancangan Hardware...33 3.2.1 Perancangan Mikrokontroler ATmega8535...33 3.2.2 Rangkaian Motor Stepper...35 3.3 Perancangan Software...37 3.3.1 Algoritma...37 3.3.2 Perancangan Flowchart...38 3.3.3 Penginstalan Software BASCOM AVR...39 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN...44 4.1 Pengujian Finger Print... 44 4.2 Pengujian Rangkaian Minimum Sistem ATmega8535... 47 4.3 Pengujian Rangkaian Driver Stepper Motor...50 4.4 Analisa Program...51 BAB 5 PENUTUP...64 5.1 Kesimpulan...64 5.2 Saran...65 Lampiran 1 Datasheet Finger Print Plus FM200...66 Lampiran 2 Datasheet Mikrokontroler ATmega8535...71 Lampiran 3 Datasheet IC L293D/L293DD...86
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Finger Print Plus FM200...7 Gambar 2.2 Diagram Blok Mikrokontroler ATmega8535...13 Gambar 2.3 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8535...14 Gambar 2.4 Penampang Melintang Motor Stepper Type Variable Reluctance...22 Gambar 2.5 Illustrasi Sederhana Motor Stepper Type Permanent Magnet...22 Gambar 2.6 Penampang Melintang dari Motor Stepper Type Hibrid...23 Gambar 2.7 Motor Stepper dengan lilitan unipolar...24 Gambar 2.8 Motor Stepper dengan lilitan bipolar...24 Gambar 2.9 Coil pada Motor Stepper dengan lilitan bipolar...25 Gambar 2.10 Konfigurasi Pin IC L293D...26 Gambar 3.1 Diagram Blok...29 Gambar 3.2 Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATmega8535...34 Gambar 3.3 Rangkaian Motor Stepper...36 Gambar 3.4 Flowchart...38 Gambar 3.5 Tampilan Set up Bascom AVR...39 Gambar 3.6 Tampilan License Agreement...40 Gambar 3.7 Tampilan Informasi...40 Gambar 3.8 Tampilan Pemilihan Lokasi Penginstalan BASCOM AVR...41 Gambar 3.9 Tampilan Installing Process...41 Gambar 3.10 Tampilan Setelah Installing Process...42 Gambar 3.11 Tampilan Installing Complete...42 Gambar 3.12 Tampilan jendela software BASCOM AVR...43 Gambar 4.1 Tampilan Pengetikan Nama Baru...45
Gambar 4.2 Tampilan Pengambilan Sidik Jari Pertama...45 Gambar 4.3 Tampilan Pengambilan Sidik Jari Kedua...46 Gambar 4.4 Tampilan Pengambilan Sidik Jari Ketiga...46 Gambar 4.5 Tampilan User telah ditambah...47 Gambar 4.6 Titik Pengukuran Mikrokontroler...48 Gambar 4.7 Titik Pengukuran pada Driver Stepper Motor...50
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port B...18 Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port D...19 Tabel 4.1 Hasil Uji Rangkaian Dasar Mikrokontroler...49 Tabel 4.2 Data Pengukuran Rangkaian Driver Stepper Motor...50
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG MASALAH Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat, telah berpengaruh dan memiliki arti penting terhadap kehidupan manusia. Hal ini terlihat dengan adanya berbagai kemudahan yang ditawarkan dan disediakan. Sehubungan dengan perkembangan dan kecanggihan teknologi itu, maka dibutuhkan sumber daya manusia yang cakap dan siap untuk memanfaatkannya, sehingga manusia tidak ketinggalan, atau dengan kata lain dapat memanfaatkan teknologi yang sudah ada. Salah satu perkembangan teknologi yang pesat terlihat pada bidang teknologi berbasiskan komputer. Meningkatnya teknologi berbasiskan komputer beberapa tahun belakangan ini, juga berpengaruh terhadap kebutuhan akan pengamanan yang canggih, salah satunya menyangkut keselamatan, kekayaan harta benda, keamanan negara atau kerahasiaan lainnya. Untuk meningkatkan keamanan maka dibutuhkan suatu sistem pengamanan yang baik guna mencegah terjadinya mahasiswa akan keluar ruangan tanpa seizin pengajar. Untuk menjamin tingkat kerahasiaan tersebut dapat digunakan dengan berbagai variasi kombinasi kode, sehingga hanya orang-orang tertentu saja yang dapat mengakses kode tersebut. Keseluruhan kode-kode dapat diwujudkan dengan menggunakan kombinasi-kombinasi ciri ciri khusus yang dimiliki oleh sang pemilik terutama pada sidik jari, karena setiap sidik jari manusia unik dan khas. Oleh sebab itu, penulis tertarik untuk 1 mengaplikasikan ilmu pengetahuan dan teknologi dengan merancang suatu sistem alat dengan judul tugas akhir :
Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print berbasis Mikrokontroler ATmega8535. Dengan suatu harapan, kelak dikemudian hari bermanfaat bagi masyarakat luas. 1.2 RUMUSAN MASALAH Dalam pembahasan dan penulisan laporan tugas akhir ini penulis merumuskan permasalahan pada ruang lingkup : 1. Bagaimana Cara Membuat dan Merancang Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print berbasis Mikrokontroler ATmega8535? 2. Bagaimana prinsip kerja rangkaian dan penjelasan dari blok diagram Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print berbasis Mikrokontroler ATmega8535? 3. Apa bahan dan komponen-komponen pendukung yang digunakan untuk merancang Sistem Pengamanan Ruangan Kelas Menggunakan Finger Print berbasis Mikrokontroler ATmega8535? 1.3 TUJUAN PEMBAHASAN Adapun tujuan pembahasan tugas akhir adalah : 1. Merancang dan membuat sistem pengamanan ruangan kelas yang akan dapat di terapkan kedalam kehidupan sehari-hari. 2. Untuk mengaplikasikan ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh mahasiswa. 3. Mengerti dan memahami setiap bagian bahan dan komponen yang menunjang keberhasilan sistem ini
1.4 METODE PEMBAHASAN Dalam peracangan dan pembuatan alat ini, Penulis melakukan metode pembahasan antara lain : 1. Mengadakan studi literature. 2. Mempelajari karakteristik komponen yang digunakan. 3. Mengadakan percobaan dan penilitian melalui sistem uji coba. 4. Menghimpun data yang bersifat teoritis yang fungsinya sebagai dasar teori dalam penulisan tugas akhir dan bahan analisis. Untuk itu penulis berpedoman kepada buku-buku teks pendukung dan bahan-bahan bacaan yang telah diperoleh selama mengikuti perkuliahan. 5. Melakukan konsultasi dengan Dosen Pembimbing untuk mengarahkan dalam penulisan tugas akhir. 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN Adapun sistematika pembahasan dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan, teknik pengumpulan data, sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi tentang teori dasar yang digunakan sebagai bahan acuan dalam pembuatan rancangan alat untuk proyek Tugas Akhir, serta
komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini. BAB III PERANCANGAN SISTEM Merancang dan membuat sistem mulai dari blok diagram hingga merancang dan membuat mekanik dari perangkat keras sistem. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang hasil pengujian dan pembahasan prinsip kerja alat secara keseluruhan. BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang simpulan secara keseluruhan dari sistem yang telah direalisasikan dan saran agar sistem ini dapat dikembangkan menjadi lebih baik.