BAB III PROSES PERANCANGAN 3.1. Perancangan Alat Perancangan merupakan suatu tahap yang sangat penting dalam pembuatan suatu alat, sebab dengan menganalisa komponen yang digunakan maka alat yang akan dibuat dapat bekerja seperti yang diharapkan. Petunjuk yang memuat spesifikasi komponen atau data sheet merupakan petunjuk yang sangat penting dalam melakukan perancangan alat, maka kegiatan selanjutnya adalah membuat ke dalam bentuk yang lebih kompleks. Untuk mendapatkan hasil yang optimal, harus terlebih dahulu dibuat suatu rancangan yang baik.dengan memperhatikan sifat dan karakteristik dari tiap-tiap komponen yang digunakan serta persediaan suku cadang di pasaran sehingga dapat mempermudah dalam pengerjaannya dan kerusakan pada komponen yang digunakan dapat dihindari.sebelumnya kita harus mengerti dulu tentang tujuan dari perencanaan tersebut, dan juga tentang langkah-langkah dari perencanaannya. 3.2. Blok Diagram Rangkaian Diagram blok rangkaian merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan peralatan elektronik, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja secara keseluruhan dari rangkaian elektronik yang dibuat. Sehingga keseluruhan blok dari alat yang dibuat dapat membentuk suatu sistem yang dapat difungsikan atau sistem yang bekerja sesuai dengan perancangan. Keseluruhan dari diagram blok dari alat yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.1 dibawah ini: 26
INPUT CONTROL OUTPUT ADAPTOR 12 VOLT BUKA DRIVER LIMIT SWIT FINGER SENSOR TUTUP LIMIT SWIT TOMBOL RESET BUZZER ARDUINO MOTOR KUNCI MAGNETIK BUZZER Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Dari gambar 3.1 yaitu diagram blok rangkaian sistem control, Limit swit, Finger sensor tombol reset buzzer di ketahui berfungsi sebagai input,sedangkan d arduino sebagai control dan drive motor h-bridge,motor dc,kunci magnetic dan buzzer sebagai out put. Fungsi dari diagram blok rangkaian diatas adalah sebagai berikut : 1. Adaptor Adaptor berfungsi sebagai sumber tegangan ke rangkaian Arduino Uno mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. 27
2. Limit swit Limit swit berfungsi sebagai saklar untuk motor dc.yaitu untuk memberhentikan motor dc yang di letakkan pada lengan pintu brankas sesuai dengan posisi yang diinginkan. 3. Finger Sensor Finger sensor berfungsi sebagai input utama untuk menggerakan sistem rangkaian. Tanpa adanya sinyal atau data sidik jari yang dimasukan kedalam finger sensor maka sistem tidak akan berjalan sebagai mana mestinya. 4. Tombol Reset Buzzer Tombol reset buzzer berfungsi untuk mematikan buzzer apabila buzzer aktif. 5. Arduino Uno Arduino Uno Berfungsi sebagai sistem kontrol dari semua rangkaian sistem pengaman brankas ini. 6. Motor drive H-Bridge Transistor Motor drive H-Bridge Transistor Berfungsi sebagai pengatur kecepatan motor dc dan sebagai pengatur arah putaran motor dc. 7. Motor DC Motor DC berfungsi untuk menggerakkan lengan pintu berankas agar pintu brankas membuka dan menutup secara otomatis. 8. Kunci Magnetik Kunci Magnetik berfungsi sebagai pengunci otomatis brankas untuk pengaman tambahan pada brankas. 28
9. Buzzer Buzzer berfungsi sebagai indikator/sinyal apabila data sidik jari yg dimasukkan kedalam finger sensor tidak sesuai. 3.3. Tahap Persiapan dan Diagram Alur 3.3.1. Diagram Alur Sistem Pengaman Brankas Sistem yang akan dibuat adalah Sistem Pengaman Brankas Menggunakan finger Print Berbasis Arduino UNO. Berdasarkan hasil analisis yang dilakukukan, alur dari sistem secara umum adalah pertama ketika alat di hidupkan maka akan terjadi peroses inisialisasi yaitu kunci magnetic akan berubah posisi dari posisi mengunci kemudian ke posisi membuka dan kembali lagi pada posisi mengunci. Kemudian Finger sensor akan aktif,apabila ada sidik jari yang terdeteksi maka kunci magnetic akan berubah ke posisi membuka dan motor dc akan berputar searah jarum jam dan lengan pintu terdorong ke posisi membuka hingga lengan pintu menyentuh Limit swit 1 sehingga limit swit 1 menjadi posisi on dan kunci magnetic posisi mengunci serta motor DC berhenti.pada posisi ini pintu brankas dalam keadaan terbuka,apabila sidik jari yang sama terdeteksi pada posisi pintu terbuka maka kunci magnetik akan kembali terbuka dan motor dc akan bekerja putaran motor dc berlawanan arah jarum jam lengan pintu tertarik menutup limit swit 1 posisi off,motor dc akan terus menggerakan lengan pintu hingga lengan pintu menyentuh limit swit 2 sehingga limit swit 2 menjadi on sehingga motor dc berhenti dan kunci magnetik dalam posisi mengunci.pada posisi ini Pintu brankas dalam keadaan tertutup.apabila finger sensor tidak membaca sidik jari yg sesuai dengan data sidik jari yang disimpan maka buzzer akan menyala hal ini berlaku 29
baik pada saat posisi brankas tertutup ataupun terbuka. Untuk mematikan buzzer yang berbunyi yaitu dengan menekan tombol push botton yg berfungsi sebagai tombol reset buzzer.maka seketika buzzer akan berhenti. Sistem pengaman brankas ini dirancang dengan memanfaatkan sensor Finger print yang bekerja secara memproses berdasarkan perintah yang disimpan dalam chip mikrokontroler ATMega328. Sistem yang digambarkan merupakan sistem berbasis mikrokontroler, dengan demikian diagram yang digunakan untuk menggambarkan analisis fungsional adalah control flow diagram. Berdasarkan hasil analisis diatas control flow diagram yang dapat digambarkan adalah sebagai berikut : Start Inisialisasi Sensor sidik jari terdeteksi atau tidak Sidik jari terdeteksi Motor DC mengarahkan Tangan pintu yang dapat digambarkan pada control flow diagram dibawah adalah sebagai berikut : Sw1 on motor bekerja forward untuk membuka pintu brankas, kunci magnetik membuka,sw1 off motor berhenti kunci magnetic mengunci pintu tertutup. Sw2 on motor bekerja reverse untuk menutup, kunci magnetic membuka,sw2 off motor berhenti kunci magnetic mengunci. Sensor finger tidak membaca sidik jari yang cocok,buzzer menyala tekan tombol reset buzzer berhenti. 30
FLOW CHART DIAGRAM START INISIALISASI PROGRAM ADA SIDIK JARI? TIDAK TOMBOL DIPENCET TIDAK BUZZER ON YA YA BUZZER OFF SW1=ON SW2=OFF SW1=OFF SW2=ON MOTOR REVERSE YA YA MOTOR FOWARD MOTOR REVERSE TIDAK TIDAK SW1=OFF SW2=ON SW1=ON SW2=OFF YA YA MOTOR OFF MOTOR OFF END Gambar 3.2 Diagram alur(flow Chart) 31
3.3.2. Konfigurasi Papan Arduino Uno Konfigurasi papan arduino uno adalah menghubungkan papan arduino uno dengan komputer sebagai penghubungnya adalah kabel usb. Seperti pada gambar berikut : Gambar 3.3 Konfigurasi papan Arduino Uno ke komputer Setelah itu, instal driver sebagai koneksi antara mikrokontroler ATmega 328 dengan komputer. ATmega 328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmwave Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada windows, file.inf diperlukan. Perangkat lunak arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board arduino. RX dan TX LED diboard akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi 12C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan interface pada sistem. 32
Gambar 3.4 Device Arduino Uno pada komputer Selanjutnya setting software Arduino versi 1.5.1r2. Pada program arduino pilih board yang sesuai dengan board arduino yang digunakan untuk mengirim data ke mikrokontroler ATmega 328. Dalam Proyek ini pilih Arduino Uno dari Tool dengan cara Tools Board Arduino Uno seperti pada gambar berikut : Gambar 3.5 Memilih Board Arduino Uno 33
Pilih Serial Port yang sesuai device yang telah terinstal dalam hal ini bisa mengacu pada gambar 3.4. Pada program arduino cara settingnya adalah klik Tools Serial Port pilih port yang sesuai yaitu COM33 seperti gambar berikut : Gambar 3.6 Serial Port yang menghubungkan komputer dengan rangkaian Arduino Pastikan bahwa board yang dipilih adalah Arduino Uno dan Serial Port sudah sesuai. Program arduinopun siap untuk digunakan. 3.4. Tahap Pembuatan Tahap Pembuatan adalah bagian dari suatu rancangan untuk merealisasikan rangkaian setiap blok diagram.pada bagian yang telah dijelaskan cara kerja sistem umum yaitu, bagaimana sistem merespon permintaan pengguna dan mengerjakan langkah-langkah sesuai urutan prioritas. Pada bagian kali ini akan dibahas cara kerja rangkaian dengan lebih rinci pada tiap-tiap bagian pada rangkaian. 34
3.4.1 Rangkaian Power Supply Rangkaian Power Supply ini berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC. Rangkaian ini adalah alternative pengganti dari sumber tegangan DC Bagian Penurun Tegangan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya 3 volt, 4,5 volt, 6 volt, 7,5 volt, 9 volt, atau 12 volt. Gambar 3.7RangkaianDasarCatuDayaSistem Switching 3.4.2 Rangkaian Tombol dan Limit switch Rancangan Sistem Pengaman Brankas Menggunakan Finger Print Berbasis Arduino UNO ini. Menggunakan 1 buah tombol push botton dan 2 buah limit switch. Untuk tombol push button berfungsi sebagai tombol reset buzzer, dan 2 buah limit switch yang berfungsi sebagai saklar untuk mematikan motor dc sesuai posisi yang diinginkan 2 buah limit swit ini terhubung ke controller melalui pin digital yang telah tersedia pada arduino. Berikut adalah skema rangkaian Tombol reset buzzer dan 2 buah limit swit. Berikut skema rangkaian tombol push botton dan 2 buah limit swit: 35
Gambar 3.8 Skema Rangkaian Tombol Push Botton Dan Limit Swit 3.4.3 Rangkaian finger print Rangkaian Finger Print pada sistem pengaman berankas ini berfungsi sebagai input utama untuk menjalankan setiap komponen pada alat ini.untuk membuat finger print bekerja harus melalui beberapa tahapan yaitu: 1..Menghubungkan finger print ke board arduino dan mengubahnya menjadi satu rangkaian seperti skema rangkaian finger print dibawah ini. Gambar 3.9 Skema Rangkaian Sensor Finger Print 36
2. Memasukkan data sidik jari ke dalam Sensor Finger Print Dengan menggunakan modul SFG Demo 2,0. Setelah rangkaian sensor dihubungkan ke dalam board arduino seperti gambar diatas,lalu buka modul SFG Demo lalu masukkan port computer yang akan digunakan seperti gambar di bawah ini. Gambar 3.10 Serial port yang menghubungkan modul SFG demo dengan finger print Setelah memilih port dan open device berhasil maka selanjutnya memasukkan id untuk sidik jari seperti gambar dibawah ini. Gambar 3.11 Serial ID untuk memasukkan sidik jari 37
Setelah ID dimasukkan maka akan ada perintah untuk menempelkan sidik jari ke sensor sidik jari agar sensor bisa menyimpan data sidik jari seperti gambar dibawah ini. Gambar 3.12.sketch saat sensor finger dimasukan data sidik jari Setelah Sensor sidik jari berhasil di masukkan maka akan timbul indikator bahwa enroll sidik jari success.seperti gambar dibawah ini. Gambar 3.13 Indikator bahwa peruses pengisian data sidik jari berhasil 3. Memasukkan Program Sensor finger print ke dalam board arduino agar sensor finger print bisa menjalankan tugasnya sebagai input utama didalam rangkaian ini,tampilan program yang menghubungkan sensor finger print ke dalam arduino adalah seperti gambar di bawah ini. 38
Gambar 3.14 Program untuk mengaktifkan sensor finger print 3.4.4 Rangkaian Drive motor H-Bridge Transistor dengan Motor DC Rangkaian Driver motor H-bridge Transistor dalam sistem pengaman berankas berbasis arduino uno,berfungsi Untuk mengatur kecepatan putaran motor dan untuk mengubah arah putaran motor dc,yang pada alat ini untuk menggerakkan tangan agar membuka dan menutup. Untuk mengendalikan perputaran motor dc dibutuhkan sebuah driver. Driver ini berfungsi untuk memutar motor dc searah/berlawanan arah dengan arah jarum jam. Mikrokontroler tidak dapat langsung mengendalikan putaran motor dc, karena itu dibutuhkan driver sebagai perantara antara mikrokontroler dan motor dc, sehingga perputaran dari motor dc dapat dikendalikan oleh mikrokontroler Pada tugas akhir ini rangkaian driver motor dc menggunakan modul Drive motor H-bridge transistor. Diagram rangkaian driver motor H-bridge transistor dengan Arduino uno ditunjukkan pada gambar 3.15 berikut ini : 39
Gambar 3.15 Skema rangkaian drive motor H-bridge transistor Dengan Motor DC Pada rangkaian diatas, driver motor h-bridge transistor mendapat input dari pin 9 dan pin 10 arduino. Pin pin tersebut yang akan mengatur perubahan arah putaran motor dc sesuai dengan perintah yang diberikan. Driver motor h-bridge transistor mendapat tegangan kerja sebesar 5 volt dc. Sedangkan untuk menggerakkan motor dc dibutuhkan power input sebesar 12 volt dc. 3.4.5 Rangkaian Kunci Magnetik Rangkaian Kunci Magnetik dalam sistem pengaman brankas menggunakan finger print berbasis arduino uno ini berfungsi sebagai penghubung komponen kunci magnetic ke dalam board arduino,rangkaian ini juga berfungsi untuk mengaktifkan kunci magnetik kedalam satu rangkaian sistem alat ini dan agar kunci magnetic bisa bekerja sesuai fungsinya pada alat ini.seperti penjelasan sebelumnya kunci magnetic adalah pembaca inisialisasi dan pengaman tambahaan maka kali ini penuis ingin memperlihatkan skema rangkaian kunci magnetic yang terhubung ke board arduino.berikut adalah gambar skema rangkaian kunci magnetic. 40
Gambar 3.16 Skema rangkaian kunci magnetik 3.4.6 Rangkaian Buzzer Rangkaian Buzzer pada sistem pengaman berankas menggunakan finger print berbasis arduino uno ini adalah sebagai penghubung antara Buzzer dengan board arduino uno,agar buzzer bisa terkoneksi dengan komponen lain didalam alat ini sehingga menjadi satu rangkaian keseluruhan yang utuh.sebelumnya sudah di jelaskan tentang ke gunaan buzzer pada alat ini yaitu sebagai indikator pengaman apa bila sidik jari tidak sesuai dengan data sidik jari yang sudah ada maka buzzer akan menyala.untuk mengetahui lebih lanjut bagaimana skema rangkaian buzzer yang terhubung dengan board arduino di jelaskan dengan gambar skema rangkaian buzzer di bawah ini. 41
Gambar 3.17 Skema rangkaian Buzzer 3.4.7 Rangkaian Keseluruhan Setelah membuat rangkaian untuk masing-masing komponen alat agar semua terhubung ke dalam board arduino maka tahap akhir pembuatan adalah menyatukan seluruh rangkaian komponen-komponen kedalam satu rangkaian utuh agar komponen-komponen alat bisa bekerja sesuai fungsi pada alat ini.berikut adalah gambar skema rangkaian secara keseluruhan. Gambar 3.18 Skema rangkaian keseluruhan 42
43