BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN 3.1. Diagram Blok Rangkaian Power Suplay infrared Photodioda LCD Mikrokontroller Keypad Solenoid Door lock Gambar 3.1. Diagram Blok Rangkaian 3.1.1 Fungsi Tiap Blok Blok mikrokontroller : Mengkonversi dari data dari sensor dan sebagai pengontrol 2. Blok infrared : sebagai pengirim cahaya pada photodiode 30
Blok photodiode : sebagai sensor pendeteksi terbuka atau tidak berangkas 4. Blok LCD : Sebagai display 5. Blok power supply : Sebagai penyedia tegangan ke system dan Sensor 6. Block sonenoid door lock : sebagai kunci elektrik yang akan mengunci brangkas 3.2. Rangkaian Mikrokontroller ATMega32 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar 3.2 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA32 Dari gambar 3.2, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler Atmega32.Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. 31
Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8.000000 MHz dan dua buah kapasitor 30 pf. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler Atmega32 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini. Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke Jack 10 Pin header sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel. Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon. 3.3. Rangkaian Regulator (Penstabil tegangan) Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian Regulator ini yaitu 5 volt, keluaran 5 volt. Gambar 3.3 Rangkaian regulator Adaptor yang di gunakan yaitu adaptopr 12 Volt, adaptor berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt DC.Regulator tegangan 5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.led hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. 32
3.4. Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler. Gambar 3.4. Rangkaian LCD Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega8535. 3.5. Rangkaian infrared dan photodiode Gambar 3.5 Rangkaian Photodioda dan infrared 33
Rangkaian sensor photodioda merupakan salah satu rangkaian sensor yang terdapat di dalam perangkat elektronik.dan biasanya sering digunakan untuk perangkat yang membutuhkan gerakan dan juga beberapa kinerja untuk menggerakkan perangkat tersebut.rangkaian sensor tersebut bisa berupa rangkaian sensor suhu, cahaya, gerak dan juga infra merah. Rangkaian sensor sederhana infrared yang biasa digunakan untuk membuat rangkaian robot line follower. Pastinya dalam membuat rangkaian sensor Infrared atau biasa disebut rangkaian sensor proximity ini, dibutuhkan beberapa komponen seperti infrared itu sendiri yang akan berfungsi sebagai sumber cahaya atau biasa disebut light Source dan juga sebuah photodioda yang akan bertindak sebagai sensor cahaya Photodetector. Cara kerja sensor halangan ini adalah komponen Photodioda akan digunakan sebagai sensor cahaya dimana komponen sensor infrared tersebut yang akan bertindak sebagai sumber cahaya. Ketika komponen Infrared akan ditembakkan pada photodiode, maka cahaya akan langsung menuju ke sensor photodioda yang menerima cahaya tersebut. komponen sensor Photodioda yang menerima cahaya tersebut, akan memiliki nilai resistansi yang cukup rendah sehingga menghasilkan tegangan yang besar. 3.6. Rangkaian solenoid door lock Gambar 3.6. Rangkaian solenoid door lock Rangkaian solenoid door lock atau kunci elektrik, ini menggunakan transistor BC547 sebagai saklar pada solenoid, Ketika basis diberikan supply 34
maka colektor dan emitter dalam keadaan satu rasi. Sehingga solenoid hidup dan menarik tuas.diode berfungsi sebagai menghidari arus balik. 3.7. Rangkaian keypad Gambar 3.7 rangkaian keypad 4x4 Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, Keypad Matriks 4 4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol.proses pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara maktriks adalah dengan teknik scanning, yaitu proses pengecekkan yang dilakukan dengan cara memberikan umpan-data pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan-baliknya) pada bagian yang lain. Dalam hal ini, pemberian umpan-data dilakukan pada bagian baris dan pengecekkan umpan-balik pada bagian kolom. Pada saat pemberian umpan-data pada satu baris, maka baris yang lain harus dalam kondisi inversi-nya. 35
3.8. Diagram Alir Mulai Insialising Input pasword Masukan pasword tidak Input pasword == data? ya Buka solenoid door lock Tampil LCD Selesai Gambar 3.8 DIAGRAM ALIR 36
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega32 Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega32. Gambar 4.1. Informasi Signature Mikrokontroler Atmega32 menggunakan kristal dengan frekuensi 8.000000 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya. 4.2. Pengujian Regulator (penstabil tegangan) Pengujian rangkaian regulator ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari output regulator 7805 menggunakan multimeter digital.setelah dilakukan 37
pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt.dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. 4.3. Interfacing LCD 2x16 Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low 0 dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high 1, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ) Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut: #include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include <delay.h> #include <alcd.h> void main(void) { PORTA=0xff; DDRA=0x0F; PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F; 38
PORTD.7 = 1; DDRD.7 = 0; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("tes lcd"); } Program di atas akan menampilkan kata tes lcd di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan pemberitahuan. 4.4. Pengujian infrared dan photodiode Pengujian rangkaian sensor potodioda dan infrared dengan cara menggukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat pancaran led infrared dihalangi dengan tidak dihalangi. Pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk di gunakan, berikut adalah data sensor ketika di halangi dan tidak di halangi Tabel 4.1 Hasil Pembacaan Sensor Photodoida Instruksi Tegangan (V) Saat brangkas di buka 0.0 Saat brangkas di tutup 4.9 4.5. Pengujian rangkaian solenoid door lock Untuk pengujian solenoid door lock yaitu diberikan tegangan pada kaki basis di transistor, maka transistor BC547 akan aktif (satu rasi). Hal ini menyebabkan kumparan pada solenoid door lock dialiri arus listrik. Dengan demikian, knop solenoid door lock akan tertarik dan brangkas dapat dibuka. Dioda berfungsi sebagai komponen pengaman transistor arus balik yang mungkin timbul akibat dari aktifnya kumparan relay. maka transistor dalam keadaan tidak aktif, untuk pengujian solenoid door lock dengan program di bwah ini. pinmode(9, OUTPUT); 39
} void loop(void) { digitalwrite(a1,high);l1=1; delay(1000); digitalwrite(a1,low);l1=0; delay(1000); } Setelah program di download ke mikrokontroler, solenoid door lock akan mengalami kondisi tertarik dan tidak selama 1 detik. 4.6. Pengujian rangkain keypad Gambar 4.2 skematik keypad Untuk pengujian keypad ada beberapa tahap. Tentukan terlebih dahulu kolom sebagai output dari mikrokontroler sedangkan baris sebagai input kemikrokontroler. Langkah pertama (Scanning kolom 1 PC0) keluarkan output ke kolom 1(PC0) kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4) kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5) 40
kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6) kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7) Langkah kedua (Scanning kolom 2 PC1) keluarkan output ke kolom 2 (PC1) kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4) kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5) kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6) kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7) Langkah ketiga (Scanning kolom 3 PC2) keluarkan output ke kolom 3 (PC2) kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4) kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5) kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6) kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7) Langkah kempat (Scanning kolom 4 PC3) keluarkan output ke kolom 4 (PC3) kemudian deteksi penekanan baris1 (PC4) kemudian deteksi penekanan baris2 (PC5) kemudian deteksi penekanan baris3 (PC6) kemudian deteksi penekanan baris4 (PC7) Maka dapat dijalankan dengan program sebagai berikut. #include <mega32a.h> #include <stdlib.h> #include <delay.h> #include <lcd.h> void tekan_keypad_tampil_lcd() {PORTB = 0b11111110; delay_ms(30); if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf( 1 ); delay_ms(300);} 41
if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf( 4 ); delay_ms(300);} if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf( 7 ); delay_ms(300);} if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf( F ); delay_ms(300);} PORTB = 0b11111101; delay_ms(30); if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf( 2 ); delay_ms(300);} if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf( 5 ); delay_ms(300);} if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf( 8 ); delay_ms(300);} if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf( 0 ); delay_ms(300);} PORTB = 0b11111011; delay_ms(30); if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf( 3 ); delay_ms(300);} if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf( 6 ); delay_ms(300);} if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf( 9 ); delay_ms(300);} if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf( E ); delay_ms(300);} PORTB = 0b11110111; delay_ms(30); if (PINB.4 == 0) {lcd_putsf( A ); delay_ms(300);} if (PINB.5 == 0) {lcd_putsf( B ); delay_ms(300);} if (PINB.6 == 0) {lcd_putsf( C ); delay_ms(300);} if (PINB.7 == 0) {lcd_putsf( D ); delay_ms(300);} } void tampil_variabel() { char temp[6]; int a=500; float b=123.45; itoa(a,temp); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(temp); ftoa(b,2,temp); lcd_gotoxy(0,1); 42
lcd_puts(temp); } void main(void) { PORTC = 0xff; DDRC = 0x0f; while(1) { tampil_string(); }; } 43
BAB 5 PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari evaluasi kerja alat dapat diambil beberapa kesimpulan dari proyek ini. Kesimpulan yang diambil oleh penulis ialah: 1. Piranti elektronik yang dibutuhkan dalam rangkaian pembuka brankas ini adalah Mikrokontroler Atmega32, Selenoid Door Lock, Buzzer, LCD, dan Keypad 4 X 4. Alat ini dibuat dengan piranti piranti elektronik yang menjadi suatu sistem yang dapat membuka brankas dengan menggunakan password dan setelah itu brankas akan terbuka secara otomatis. 2. Pengujian rangkaian sensor potodioda dan infrared dengan cara menggukur tegangan yang dikirimkan ke mikrokontroler pada saat pancaran led infrared dihalangi dengan tidak dihalangi.pengujian ini bertujuan, baik atau tidaknya sensor untuk digunakan. 3. Solenoid Door Lock adalah salah satu selenoid pengunci otomatis yang difungsikan khusus sebagai selenoid untuk pengunci pintu brankas.sistem kerja dari Selenoid Door Lock ini adalah NC (Normally Close).Untuk pengujian solenoid door lock yaitu diberikan tegangan pada kaki basis di transistor, maka transistor BC547 akan aktif (satu rasi). Hal ini menyebabkan kumparan pada solenoid door lock dialiri arus listrik. Dengan demikian, knop solenoid door lock akan tertarik dan brangkas dapat dibuka. 5.2 Saran 1. Untuk pembuatan alat selanjutnya dapat menambahkan camera pada sistem pendeteksi keamanan ruangan tersebut. 44
2. Untuk pembuatan alat selanjutnya dikembangkan lagi dengan menambahkan keluaran tidak hanya melalui buzzer saja tetapi juga dapat ditambahkan output tampilan gambarnya. 3. Diharapkan pembaca dapat memberikan saran dan kritik dalam perancangan alat ini, dan sangat diharapkan alat ini dikembangkan baik aplikasi maupun rancangannya agar menjadi lebih baik lagi. 45