Post on 01-Sep-2018
SISTEM AKSES PINTU MASUK RUANGAN MENGGUNAKAN SMART
CARD DAN PASSWORD BERBASIS NUVOTON NUC-120
Pembimbing 1 Ir. Sulaiman M.T. dan Pembimbing 2
Normaliaty Fithri ST.MM
Nama Dedi Sugiyanto Nim 11 1172 020
E-Mail : Sugiyanto.dedi92@yahoo.com
INTISARI
Sistem akses pintu masuk ruangan berbasis nuvoton NUC-120 ini berfungsi untuk memberikan
keamanan pada ruangan yang memiliki Privasi yang tinggi. Alat ini bekerja dengan menggunakan
Smart Card dan Password sebagai pembuka pintu dan motor sebagai penggerak pintu. Sistem akses
pintu masuk ruangan ini menggunakan RFID (Radio Frequensi Identification) yang berfungsi sebagai
kunci ruangan dan Keypad berfungsi sebagai tombol untuk memasukkan password. Password yang
digunakan adalah (1357). Alat ini dilengkapi dengan rangkaian catu daya yang berfungsi untuk
mensupplay daya ke seluruh rangkaian. Tegangan yang digunakan untuk menjalankan alat ini sebesar
12V. Untuk menjaga tegangan agar tetap stabil maka digunakan ic regulator 7812.
Kata kunci : mikrokontroller Nuc-120, RFID(Radio Frequensi Identification).
The entrance room access system based NUC120 Nuvoton serves to provide security to the room that
has a high privacy. It works by using a Smart Card and Password as a door opener and a motor as a
driving door. The entrance room access system using RFID (Radio Frequency Identification), which
serves as a key Keypad room and serves as a key to enter a password. The password used is (1357).
This tool is equipped with a power supply circuit that serves for supplying power to the whole circuit.
The voltage used to run this tool at 12V. To keep the voltage in order to remain stable, then use 7812
regulator ic.
Keywords: microcontroller Nuc120, RFID (Radio Frequency Identification).
1.1 Latar Belakang
Seiring dengan perkembangan
teknologi otomatis kendali dan
mikrokontroler, berbagai alat yang praktis dan
efisien telah banyak diciptakan. Alat-alat
tersebut dibuat bertujuan untuk memenuhi
kebutuhan manusia baik dalam bidang
keilmuan maupun pada kehidupan sehari-hari.
Sejalan dengan perkembangan tekonolgi saat
ini, peranan peralatan kontrol yang bekerja
otomatis sangat diperlukan tidak terkecuali
pada sistempengaman ruangan yang
membutuhkan tingkat keamanan yang tinggi.
Maka penulis mempunyai ide ingin membuat
alat dengan menggunakan smart card sebagai
akses pintu masuk, yang mana pada smart
card ini terdapat sistem RFID (Radio
frequency identification) yang dapat mengirim
dan menerima data yang telah di atur di
dalamnya.
Smartcard yang dimaksud disini
adalah kartu yang telah dibuat dan diatur
sebagai kunci pintu masuk pada suatu ruangan
yang membutuhkan tingkat privasiyang tinggi,
contohnya ruangan perkantoran yang
didalamnya terdapat berkas atau sesuatu yang
dianggap penting. Sehingga pemilik ruangan
akan merasa lebih aman karena adanya
smartcard sebagai akses pintu masuk. Seperti
yang kita ketahui ruang perkantoran adalah
ruangan yang tidak semua orang boleh masuk
didalamnya, contohnya ruangan manajer dan
ruangan penting lainnya, dikarenakan terdapat
benda dan berkas penting yang terdapat
didalam ruangan tersebut sehingga pemilik
ruangan saja yang boleh masuk kedalamnya.
Untuk melengkapi sistem penguncian
ruangan dengan smartcard yang mempunyai
sistem RFID (Radio frequency identification)
dan pasword sebagai pengaman tambahan
diharapkan akan didapatkan tingkat keamanan
yang tinggi pada sebuah pintu masuk ruangan
karena sangat sulitnya dilakukan
penduplikatan atas data yang telah tersimpan
didalam RFID. Selain itu, bentuk akses yang
tidak memerlukan kontak secara fisikuntuk
dapat masuk keruangan dengan lebih cepat.
Hal ini disebabkan karena kita tidak perlu
disibukkan dengan pembukaan pintu.
Berdasarkan latar belakang tersebut
penulis mengambil judul Sistem Akses Pintu
Masuk Ruangan Menggunakan Smart Card
dan Password berbasis Nuvoton NUC-120.
1.2 Tujuan dan Manfaat
1.2.1 Tujuan
Tujuan dari penulisan skripsi yang
berjudul Akses Pintu Masuk Ruangan
Menggunakan Smart Card dan Password
adalah sebagai berikut :
a. Merancang dan membuat alat Sistem Akses
Pintu Masuk Menggunakan Smart Card
dan Password Menggunakan Nuvoton
NUC-120.
b. Untuk mempelajari cara kerja alat Akses
Pintu Masuk Ruangan Menggunakan Smart
Card dan Password Menggunakan Nuvoton
NUC-120.
1.2.2 Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan skripsi
ini adalah : •
a. Memberi tingkat keamanan bagi
ruangan-ruangan khusus.
b. Memberi kemudahan bagi
pengguna untuk membuka pintu
dengan cara yang lebih efisien.
1.3 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang
dibuat oleh penulis maka dapat diambil
rumusan masalah yaitu, bagaimana agar data
yang ada didalam RFID (Radio frequency
identification) dapat berfungsi sebagai akses
pembuka pintu.
1.4 Pembatasan Masalah
Pada skripsi ini penulis membatasi
masalah bagaimana agar data yang ada
didalam RFID (Radio frequency
identification) dapat berfungsi sebagai akses
pembuka pintu.
1.5 Metode Penulisan
Metode yang digunakan dalam
penulisan skripsi antara lain :
1.5.1 Metode Observasi
yaitu Dalam metode ini,penulis
melakukan pengamatan terhada pobjek yang
akan dibuat dengan melakukan percobaan-
percobaan baik secara langsung maupun tidak
langsung.
1.5.2 Metode Referensi
yaitu dalam metode ini, penulis
mencari dan mengumpulkan data-data tentang
objek yang akan dibuat dan berhubungan
dengan permasalahan yang akan dibuat
tersebut melalui buku-buku penunjang seperti
buku ilmiah maupun laporan akhir
sebelumnya.
1.5.3 Metode Konsultasi
yaitu dalam metode ini, penulis melakukan
komunikasi berupa konsultasi dan Tanya
jawab dengan dosen pembimbing dan dengan
orang yang memahami
permasalahan yang akan dibahas.
2.1 Resistor
Resistor atau disebut juga dengan
Hambatan adalah Komponen Elektronika yang
berfungsi untuk menghambat arus listrik
dalam suatu rangkaian Elektronika. Satuan
Nilai Resistor atau Hambatan adalah Ohm (Ω).
Nilai Resistor biasanya diwakili dengan Kode
angka ataupun Gelang Warna yang terdapat di
badan Resistor. Hambatan Resistor sering
disebut juga dengan Resistansi,
2.2 Dioda
Dioda adalah salah satu komponen
elektronika yang berfungsi sebagai penyearah.
Dioda memiliki dua terminal yaitu anoda (+)
dan katoda (-).Dalam rangkaian elektronika
daya dioda dapat difungsikan sebagai saklar.
2.3 Kapasitor
Kapasitor atau disebut juga dengan
Kondensator adalah Komponen Elektronika
yang dapat menyimpan muatan listrik dalam
sementara waktu. Berfungsi untuk menyimpan
muatan listrik/elektron yang disebut dengan
kapasitansi. Satuan nilai untuk Kapasitor
(Kondensator) adalah Farad (F)
2.3.1 Fungsi Kapasitor Dalam Rangkaian
Elektronika
Berikut ini adalah fungsi kapasitor
dalam rangkaian elektronik, yaitu :
a. Sebagai alat penyaring atau filter dalam
rangkaian catu daya.
b. Untuk menghindari loncatan api pada
saat sakelar beban listrik
c. Untuk menghemat daya listrik.
d. Sebagai kopling saat menghubungkan
beberapa rangkaian listrik.
2.4 Transistor
Transistor dapat berfungsi sebagai
saklar dan juga dapat berfungsi sebagai
penguat. Transistor dapat dibuat sebagai saklar
otomatis dengan memanfaatkan keadaan cut
off dan saturasi yang dapat terjadi pada
transistor yang mempunyai daya tinggi atau
biasa disebut transistor daya.
2.4.1 Tansistor NPN
Prinsip kerja dari transistor NPN
adalah arus akan mengalir dari kolektor ke
emitor jika basisnya dihubungkan ke ground
(negatif). Arus yang mengalir dari basis harus
lebih kecil daripada arus yang mengalir dari
kolektor ke emitor, oleh sebab itu maka ada
baiknya jika pada pin basis dipasang sebuah
resistor.
2.4.2 Tansistor PNP
Prinsip kerja dari transistor PNP
adalah arus akan mengalir dari emitor menuju
ke kolektor jika pada pin basis dihubungkan ke
sumber tegangan ( diberi logika 1). Arus yang
mengalir ke basis harus lebih kecil daripada
arus yang mengalir dari emitor ke kolektor,
oleh sebab itu maka ada baiknya jika pada pin
basis dipasang sebuah resistor.
2.4.3 Karakteristik Transistor
Sebuah transistor umumnya ditutup
dalam suatu bungkusan anti cahaya dengan
tiga logam tembaga menonjol keluar sehingga
kita dapat membuat sambungan ke kolektor,
basis, dan emitor. Pada saat ini transistor yang
paling banyak digunakan adalah transistor
silicon jenis npn. Ada dua alasan. Pertama,
karena transistor ini dapat digunakan pada
frekuensi tinggi dibandingkan dengan jenis
pnp. Ini karena pembawa muatan mayoritas
adalah elektron-elektron bebas yang memiliki
mobilitas lebih tinggi daripada lubang-lubang.
Kedua, celah energi pada silicon lebih besar
daripada germanium, dan karena itu
transistor silicon, hanya sedikit dipengaruhi
oleh perubahan suhu.
Daerah yang diarsir kuning adalah
daerah cut-off. Pada saat cut-off kondisi dari
transistor adalah arus basis sama dengan nol
(IB = 0), Arus output pada kolektor sama
dengan nol dan tegangan pada kolektor
maksimum atau sama dengan tegangan supply
(VCE=VCC). Daerah yang diarsir merah
adalah daerah saturasi.Pada saat saturasi
kondisi dari transistor adalah arus basis
maksimal (IB=Max) sehingga menghasilkan
arus kolektor maksimal (IC=Max) dan
tegangan Kolektor Emitor minimum (VCE=0).
2.5 IC Regulator 7812
IC regulator atau yang sering disebut
sebagai regulator tegangan (voltage regulator)
merupakan suatu komponen elektronik yang
melakukan suatu fungsi yang penting dan
berguna dalam perangkat elektronik baik
digital maupun analog. Hal yang dilakukan
oleh IC regulator ini adalah menstabilkan
tegangan yang melewati IC tersebut. Setiap IC
regulator mempunyai rating tegangannya
sendiri – sendiri. Sebagai contoh, IC regulator
dengan nomor 7812 merupakan regulator
tegangan 12 volt. Yang artinya selama
tegangan masuk lebih besar dari tegangan
keluaran maka akan dikeluarkan tegangan
sebesar 12 volt. Jadi tegangan yang dimasukan
ke dalam IC ini bisa berupa tegangan 9 volt,
12 volt yang berasal dari pawer supply
ataupun dari batrai.
Untuk mengenal rating tegangan dari
suatu IC bisa dilihat dari nomor IC regulator
yang dipakai. Misalnya IC regulator dengan
nomor 7812 mempunyai keluaran tegangan 12
volt dan sebagainya.
2.6 Buzzer
Perangkat elektronika yang terbuat dari
elemen piezoceramics pada suatu diafragma
yang mengubah getaran/vibrasi menjadi
gelombang suara. Buzzer menggunakan
resonansi untuk memperkuat intensitas
suara.buzzer memiliki dua tipe yaitu :
a. Resonator sederhana yang disuplay suber
AC.
b. Melibatkan transistor sebagai micro-
oscillatoryang membutuhkan sumber DC.
2.7 keypad
Keypad adalah Keypad berarti Sebuah
keyboard miniatur atau set tombol untuk
operasi portabel perangkat elektronik, telepon,
atau peralatan lainnya. Keypad merupakan
sebuah rangkaian tombol yang tersusun atau
dapat disebut "pad" yang biasanya terdiri dari
huruf alfabet (A—Z) untuk mengetikkan
kalimat, juga terdapat angka serta simbol-
simbol khusus lainnya. Keypad yang tersusun
dari angka-angka biasanya disebut sebagai
numeric keypad. Keypad juga banyak
dijumpai pada alphanumeric keyboard dan alat
lainnya seperti kalkulator, telepon, kunci
kombinasi, serta kunci pintu digital, dimana
diperlukannya nomor untuk dimasukkan.
2.8 Transformator
Transformator adalah alat yang dibuat
dari gulungan kawat yang fungsinya
memindahkan tenaga dari bagian input yaitu
gulungan primer ke bagian outputnya yaitu
gulungan sekunder. Bentuk pemindahan ini
berupa tegangan maupun frekuensi atau
induktansi.
Prinsip kerja transformator yaitu,
transformator terdiri dari 2 buah gulungan
yaitu primer dan sekunder.Gulungan primer
dan sekunder dibuat dalam bentuk susunan
tertutup yang menyelubungi inti besi yang
dibuat dari bahan besi lunak.
Transformator terdiri dari dua buah
solenoida terpisah yang masing-masing dililit
kawat yang berisolasi yang dinamakan lilitan
primer dengan jumlah lilitan inti N1 dan lilitan
skunder dengan jumlah lilitan N2
E1 = 4,44. N1. f1.ф (V)
E2 = 4,44. N2. f2.ф(V)
karena f1 = f2
maka :
=
=
=
E1 N2 = E2 N1
E2 = (N2 / N1) x E1
Dimana :
E1 = gaya gerak listrik (V)
E2 = gaya gerak listrik (V)
N1 = jumlah lilitan primer
N2 = jumlah lilitan sekunder
V1 = tegangan primer (V)
V2 = tegangan sekunder (V)
I1 = Arus Primer (A)
I2 = Arus sekunder (A)
Berdasarkan penggunaanya trafo dapat dibagi
menjadi :
a. Trafo Penaik Tegangan (Step-Up Trafo)
Fungsi Step-Up Trafo adalah untuk
menaikkan tegangan listrik dari 12 volt
ke 220 volt. Pada Step-Up Trafo jumlah
gulungan sekunder akan lebih besar dari
jumlah gulungan primernya.
b. Trafo Penurun Tegangan (Step-Down
Trafo)
Fungsi Step-Down Trafo adalah untuk
menurunkan tegangan listrik dari 220 Volt ke
12 Volt, jumlah gulungan Sekunder akan lebih
sedikit dibandingkan dengan jumlah lilitan
gulungan Primer.
2.9 Rele
Rele adalah saklar elektronik yang
dapat membuka atau menutup rangkaian
dengan menggunakan kontrol dari rangkaian
elektronik lain. Sebuah relay tersusun atas
kumparan, pegas, saklar (terhubung pada
pegas) dan 2 kontak elektronik (normally close
and normally open)
a. Normally close( NC ) : saklar terhubung
dengan kontak ini saat rele tidak aktif
atau dapat dikatakan saklar dalam
kondisi terbuka.
b. Normally open( NO ) : saklar
terhubung dengan kontak ini saat rele
aktif atau dapat dikatakan saklar dalam
kondisi tertutup.
Berdasarkan pada prinsip dasar cara
kerjanya, rele dapat bekerja karena adanya
medan magnet yang digunakan untuk
menggerakkan saklar. Saat kumparan
diberikan tegangan sebesar tegangan kerja rele
maka akan timbul medan magnet pada
kumparan karena adanya arus yang mengalir
pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat
sebagai elektromagnet ini kemudian akan
menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO.
Jika tegangan pada kumparan dimatikan maka
medan magnet pada kumparan akan hilang
sehingga pegas akan menarik saklar ke kontak
NC.
2.10 Mikrokontroler NUC120
NuMicro merupakan keluarga
mikrokontroler 32-bit yang berbasis prosesor
ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Terdapat
beberapa jenis dari keluarga NuMicro antara
lain : Mini51, M051, NUC Series, Nano
Series, dll. Berbagai macam pilihan jenis
mikrokontroler ini memberikan pilihan yang
cocok agar sesuai dengan kebutuhan dari
aplikasi yang ingin dikembangkan.
DT-ARM NUC120 Board merupakan
modul pengembangan mikrokontroler
NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM
Cortex-M0. Modul ini dapat bekerja dengan
kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz.
Modul ini juga telah dilengkapi dengan
bootloader internal, sehingga tidak diperlukan
lagi device program eksternal. Pemrograman
melalui bootloader bisa dilakukan dengan
menggunakan koneksi USB.
a. Berbasis mikrokontroler
NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8
KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU
ARM Cortex-M0).
b. Terintegrasi dengan cystal eksternal
12 MHz.
c. Terintegrasi dengan osilator 32,768
KHz sebagai sumber clock RTC.
d. Memiliki 1x Port USB.
e. Memiliki 1 port RS-485.
f. Memiliki 3 kanal UART dengan level
tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.
g. Tersedia port USB yang berfungsi
untuk menuliskan program
mikrokontroler, sehingga tidak
membutuhkan programmer eksternal.
h. Memiliki port Serial Wire Debug
untuk proses debuging dan
programming.
i. Memiliki 45 jalur GPIO.
j. Terintegrasi dengan sensor suhu
internal.
k. Memiliki port input 8 kanal ADC 12-
bit.
l. Bekerja pada level tengan 3,3VDC /
5VDC dengan arus maksimum
800mA.
m. Input catu daya untuk board : 6,5VDC
- 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.
2.11 LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display atau sering yang
dikenal sebagai LCD, dimana LCD ini paling
sering digunakan pada rangkaian
mikrokontroler untuk memberika pesan atau
menampilkan karekter tulisan. Dimana LCD
ini sangat umum digunakan pada
mikrokontroler 1 line, 2 line dan 4, jalur LCD
yang hanya memiliki 1 kontroller dan
dukungan sebagian besar 80 karakter, tetapi
bedah halnya dengan LCD yang digunakan
lebih dari 80 karakter dengan mengaplikasikan
2 kontroler. Ada dua jenis utama layar LCD
yang dapat menampilkan numerik (digunakan
dalam jam tangan, kalkulator, dll) dan
menampilkan teks alfanumerik (sering
digunakan pada mesin foto kopi dan telpon
genggam). Dalam menampilkan numerik ini
krital yang dibentuk menjadi bar, dan dalam
menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur
kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki
sambungan listrik individu sehingga dapat
dikontrol secara independen. Ketika kristal off
cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar
belakangnya, sehingga kristal tidak dapat
terlihat. Namun ketika arus listrik melewati
kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap
lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal
terlihat lebih gelap dari penglihatan mata
manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat
dilihat dari perbedaan latar belakang. Sangat
penting untk menyadari perbedaan antara layar
LCD dan layar LED. Sebuah LED display
(sering digunakan dalam jam) terdiri dari
sejumlah LED yang benar – benar
mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam
gelap) dan sebuah LCD hanya mencerminkan
cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam
gelap.
2.12 Smart Card
Smart card (kartu pintar) adalah
sebuah kartu yang memiliki chip yang dapat di
gunakan untuk memproses ataupun
menyimpan data, chip tersebut berisikan data
atau ID yang telah di akses di dalam chip
tersebut. Smart card (kartu pintar) disebut
kartu pintar karna dia mempunyai sistem RFID
(radio frequensi identification). RFID (radio
frequensi identification) adalah sebuah
teknologi yang dipasangkan kedalam smart
card yang berfungsi sebagai akses pintu masuk
ruangan.
RFID (radio frequensi identification)
adalah sebuah metode identifikasi dengan
menggunakan sarana yang di sebut lebel RFID
yang digunakan untuk menyimpan dan
mengirim data. lebel RFID adalah sebuah
benda yang bisa di pasang atau di masukkan
kedalam sebuah produk ataupun kartu dengan
tujuan untuk identifikasi menggunakan
gelombang radio. Lebel RFID terdiri atas
mickrochip dan antena. RFID juga mempunyai
RFID reader yang berfungsi sebagai pembaca
data yang ada pada smart card atau lebel RFID
dan kemudian mengirimkan data tersebut
kedalam mikrokontroler.
2.13 Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor
yang menggunakan tegangan searah sebagai
sumber tenaganya. Dengan memberikan beda
tegangan pada kedua terminal tersebut, motor
akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas
dari tegangan tersebut dibalik maka arah
putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari
tegangan yang diberikan pada dua terminal
menentukan arah putaran motor sedangkan
besar dari beda tegangan pada kedua terminal
menentukan kecepatan motor.
Motor DC memiliki 2 bagian dasar :
1. Bagian yang tetap/stasioner yang
disebut stator. Stator ini menghasilkan
medan magnet, baik yang
dibangkitkan dari sebuah koil (elektro
magnet) ataupun magnet permanen.
2. Bagian yang berputar disebut rotor.
Rotor ini berupa sebuah koil dimana
arus listrik mengalir.
Gaya elektromagnet pada motor DC
timbul saat ada arus yang mengalir pada
penghantar yang berada dalam medan magnet.
Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh
megnet permanen. Garis-garis gaya magnet
mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub
utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya
Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar
yang terletak dalam medan magnet akan
menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung
pada arah arus I, dan arah medan magnet B.
Belitan stator merupakan
elektromagnet, dengan penguat magnet
terpisah F1-F2. Belitan jangkar ditopang oleh
poros dengan ujung-ujungnya terhubung ke
komutator dan sikat arang A1-A2. Arus listrik
DC pada penguat magnet mengalir dari F1
menuju F2 menghasilkan medan magnet yang
memotong belitan jangkar. Belitan jangkar
diberikan listrik DC dari A2 menuju ke A1.
Gaya elektromagnet pada motor DC timbul
saat ada arus yang mengalir pada penghantar
yang berada dalam medan magnet. Medan
magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet
permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir
diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke
kutub selatan.
3.1. Tujuan Perancangan
Rancang bangun alat merupakan tahap
yang penting didalam pembuatan skripsi. Pada
proses perancangan alat ini akan dilakukan
beberapa langkah dari komponen yang sesuai
dengan kebutuhan dengan tetap
memperhatikan komponen – komponen yang
ada pada rangkaian agar tidak terjadi
kerusakan pada saat pemasangan dan
pemakaian komponen, dilanjutkan dengan
perancangan elektronika beserta mekanikdan
yang terakhir dilakukan pengujian alat. Dalam
tahap perancangan diperlukan juga buku
penunjang dalam tahap perancangan maupun
data – data komponen yang akan digunakan.
Dengan adanya rangkaian ini penulis
dapat mengetahui petunjuk mengenai
komponen yang kita gunakan, dengan
demikian kita dapat menganalisa alat yang
akan kita buat untuk mendapatkan hasil yang
benar – benar optimal.
3.2 Diagram Blok Rangkaian
Diagram blok rangkaian merupakan
salah satu bagian terpenting dalam
perancangan suatu alat, karena dari diagram
blok rangkaian inilah dapat diketahui cara
kerja rangkaian keseluruhan. Sehingga
keseluruhan diagram blok rangkaian
tersebutakanmenghasilkansuatusistem yang
dapat difungsikan atau dapat bekerja sesuai
dengan perancangan.
3.3 Prinsip kerja rangkaian
Ketika power supplay dihubungkan
dengan arus PLN maka tegangan 220 V dari
PLN akan mengalir menuju trafo stepdown.
Pada trafo ini tegangan 220 V akan diturunkan
menjadi 12 V AC. Karena tegangan masih
memiliki arus AC, maka disearahkan oleh
dioda penyearah yang akan merubah tegangan
AC menjadi DC. Untuk tetap mendapatkan
tegangan dengan nilai 12 V DC, maka
digunakan regulator 7812, regulator 7812
berfungsi sebagai penstabil tegangan sehingga,
keluarannya akan dibatasi menjadi 12 V.
Alat ini bekerja dengan menggunakan
smart card dan keypad sebagai input yang
akan mengirim data ke Mikrokontroler
kemudian mikrokontroler memerintahkan
motor untuk aktif. Akan tetapi untuk
menggunakan alat ini harus dengan urutan yg
telah diatur didalam program,
a. Yang pertama smart card yang digunakan
harus menggunakan card yang telah
diatur sebelumnya atau data (ID) sesuai
dengan RFID reader.
b. Setelah data atau ID yang diterima oleh
RFID reader benar kemudian masukkan
password (1357) untuk membuka pintu
atau mengaktifkan motor.
c. Apabila manusia atau pemilik ruangan
ingin membuka pintu dari dalam ruangan,
harus menekan tombol yang ada didalam
nya.
Untuk menggunakan alat ini, lakukan sesuai
dengan cara kerja alat, alat ini tidak bisa
digunakan jika tidak menggunakan Smart card
atau hanya dengan langsung memasukkan
Password saja.
Pada kondisi awal, alat akan melakukan
inesialisasi, masing-masing blok input yang
terdiri dari card reader dan panel keypad. Card
reader terdiri dari RFID reader yang berfungsi
untuk membaca data id yang tersimpan dalam
semart card. Cara kerja pembacaan kartu ini
adalah dengan memanfaatkan gelombang radio
sehingga, jika kartu di arahkan menuju RFID
reader maka, RFID reader akan mengirimkan
hasil pembacaan menuju mikrokontroler.
Mikrokontroler sebagai unit pengelola data
akan melakukan klasifikasi melalui data
password yang di input dengan panel keypad.
Kombinasi angka tersebut terdiri dari 4 digit
bilangan unik yang telah di seting sebelumnya
melalui program. Jika kartu RFID dikenali dan
kode dimasukan benar, maka sistem akan
mengaktipkan pembukaan pintu yang
digerakkan oleh motor secara otomatis,
sebaliknya jika kode yang di masukkan salah
maka pintu tidak akan terbuka.
3.5 Langkah-langkah Perancangan
Langkah-langkah perancangan ini
terbagi menjadi 2 bagian, yaitu bagian
perancangan elektronik yang meliputi semua
tahapan yang berhubungan dengan rangkaian,
misalnya pemilihan komponen, pembuatan
PCB, pemasangan komponen dan pengujian
rangkaian. Selanjutnya adalah perancangan
mekanik.Pada bagian ini dilakukan pekerjaan
yang berhubungan dengan bidang mekanik
seperti membuat box, mengecat, member
tanda, merakit, pengeboran untuk bagian-
bagian yang sesuai pada rangkaian yang akan
dibuat.
3.5.1 Perancangan Elektronik
Perancangan elektronik pada bagian
ini meliputi semua tahap yang berhubungan
dengan rangkaian antara lain pemilihan
komponen, perancangan PCB serta
pemasangan komponen.
3.5.2 Pemilihan Komponen
Pada blok diagram rangkaian terdapat
subsistem dimana pada tiap subsistem
mempunyai fungsi yang berbeda. Dari setiap
subsistem tersebut akan dapat berfungsi
dengan baik apabila komponen yang
digunakan mempunyai kesesuaian dan
karakteristik yang baik. Untuk itu semua data
komponen sangat dibutuhkan dalam pemilihan
komponen agar mendapatkan komponen yang
cocok.
Langkah-langkah yang harus
diperhatikan pada proses pembuatan dan tat
aletak komponen adalah:
a. Mempelajari gambar rangkaian yang akan
dibuat.
b. Mempelajari semua karakteristik
komponen yang akan digunakan.
c. Menyusun komponen sebaik-baiknya guna
memperoleh jalur pengawatan yang
sependek-pendeknya dan mudah
melakukan perbaikan atau mengganti
komponen.
Bila tata letak komponen sudah dibuat,
langkah selanjutnya yaitu masalah pembuatan
jalur pengawatan.
Hal yang perlu diperhatikan pada saat
pembuatan jalur pengawatan adalah:
a. Membuat jalur pengawatan sependek-
pendeknya.
b. Menghindari jalur-jalur yang membuat
sudut lancip.
c. Usahakan agar jarak antara jalur tidak
terlalu dekat.
d. Memeriksa dengan teliti kebenaran
sambungan pengawatan.
3.5.3 Proses Perancangan PCB
PCB adalah tempat dimana
komponen-komponen dapat ditempatkan
seperti resistor, induktor, kapasitor dan
komponen yang lain. PCB harus diproses
menjadi jalur-jalur yang dapat
menghubungkan komponen-komponen agar
membentuk rangkaian yang
diinginkan.Adapun proses pembuatan PCB ini
menjadi beberapa tahap yaitu:
A. Pembuatan Lay Out PCB
Padabagianiniharusdiperhatikankaidah-
kaidahberikut:
a. Memperhatikan hubungan antar
komponen agar tidak terjadi
kekeliruan.
b. Membuat jalur yang
menghubungkan antar komponen
sependek dan sekecil mungkin.
c. Tata letak komponen sebaiknya
simetris.
d. Usahakan tidak terlalu banyak
jumper.
Pada tahap ini tata letak komponen
harus dirancang terlebih dahulu agar nantinya
komponen dapat dipasang secara teratur dan
arnan. Pengaturan tata letak komponen
disesuaikan dengan bentuk dan besar
komponen serta hubungannya dengan
rangkaian. Perancangan tata letak komponen
dapat dibuat pada kertas millimeter agar
diketahui ukuran-ukurannya serta didapatkan
hasil yang lebih akurat.
B. Proses Pengolahan PCB
Setelah pembuatan lay out selesai maka
dilakukan hal-hal sebagai berikut:
a. Lay out yang telah dibuat di PCB
diusahakan jalur-jalur yang dibuat
tidak ada yang putus dan tergores.
b. Setelah yakin tidak ada kerusakan
pada lay out maka mulailah
masukkan PCB kelarutan
Feritklorit.
Pada tahap-tahap ini jalur PCB dibuat
diatas kertas millimeter sesuai dengan tata
letak komponen dan jalur dibuat sesingkat
mungkin dan hinderkan pemakaian kawat
penghubung terlalu banyak. Kemudian
digambar pada kertas transparan atau kalkir.
PCB dipotong menurut ukuran yang
dibutuhkan untuk meletakkan rangkaian,
kemudian dicuci dengan sabun, setelah itu
diamplas agar bersih dari kotoran dan lemak.
Selanjutnya permukaan PCB digambar sesuai
dengan jalur-jalur pada kertas transparan.
Jalur-jalur yang digambar pada permukaan
PCB sebaiknya menggunakan tinta perakat
atau juga dapat menggunakan tinta permanen
ataupun tinta yang tidak larut dalam air.
Setelah dilukis, PCB tersebut dikeringkan,
kemudian jalur yang sudah digambar
diperikra, apabila terdapat celah-celah pada
jalur maka sebaiknya diperbaiki lagi setelah itu
dikeringkan lalu papan PCB dimasukan
kedalam larutan feriklorit dan air dengan
perbandingan 1:5. Setelah itu tembaga pada
permukaan PCB dibersihkan dengan
menggunakan Tiner atau bensin agar tinta
pada permukaan hilang. Setelah proses tadi
selesai maka PCB siap dibor sesuai dengan
tata letak komponen.
C. Pelapisan dan Pemasangan
Komponen
Untuk palapisan dan pemotongan perlu
diperhatikan hal-hal berikut:
a. Memoles jalur PCB dengan lotfet.
b. Melapisi PCB dengan timah.
c. Membersihkan sisa lotfet dengan tiner.
d. Memeriksa konduktifitas jalur dengan
ohm meter.
e. Menyiapkan komponen yang akan
dipasang.
f. Menyolder komponen yang dipasang.
g. Memotong kaki komponen.
h. Membersihkan PCB.
D. Perakitan Komponen
Setelah proses diatas dilakukan maka
langkah selanjutnya adalah melakukan
pemertinan pada jalur PCB dengan maksud
untuk mempermudah dalam penyolderan
komponen dan untuk menghindari kerusakan
komponen yang mudah rusak akibat panas,
maka sebaiknya pemasangan komponen
haruslah dilakukan dengan cara memasang
komponen yang tahan panas terlebih dahulu
secara berurutan. Misalnya dapat dilakukan
dengan pemasangan terminal-terminal pasif
seperti resistor dan kapasitor, pemasangan
jumper dan yang terakhir pemasangan
komponen aktif, misalnya transistor, diode dan
IC.
3.5.4 Perancangan Mekanik
Pada bagian ini dilakukan pekerjaan
yang berhubungan dengan bidang mekanik,
seperti membuat box, mengecat, member
tanda, marakit bagian-bagian yang sesui pada
rangkaian yang akan dibuat.
4.1. Pengujian Alat
Setelah semua rangkaian selesai maka
langkah selanjutnya adalah pengujian alat.
Pengujian ini dilakukan dengan tujuan dapat
mengetahui apakah alat yang dirancang dapat
bekerja dengan baik, kemudian langkah
selanjutnya yang harus dilakukan menganalisa
hasil dari pengukuran.Titik pengukuran pada
sistem Akses Pintu Masuk Ruangan
Menggunakan Smart Card dan Password
Berbasis Nuvoton NUC-120, terdiri dari
beberapa bagian dimana pada setiap bagian
titik uji memiliki fungsi dan tujuan
pengukuran yang berbeda – beda sesuai
dengan kebutuhan pengukuran. Titik
pengukuran adalah sebagai berikut:
Gambar 4.1 Titik Pengukuran Rangkaian keseluruhan
a. TP 1 (catu daya) berfungsi sebagai sumber
tegangan rangkaian, dimana tegangan pada
catu daya digunakan sebagai sumber
tegangan pada mikrokontroller.
b. TP 2 (RFID reader saat bekerja) berfungsi
sebagai input pada rangkaian.
c. TP 3 (keypad) berfungsi sebagai input
(Password), akan bekerja setelah menerima
perintah dari Mikrokontroler.
d. TP 4 (LCD) berfungsi sebagai pembaca
atau menampilkan data yang telah
diperintahkan oleh Mikrokontroler.
e. TP 5 (motor saat bekerja) berfungsi sebagai
membuka dan menutup pintu.
f. TP 6 (buzzer pada saat aktip) berfungsi
sebagai pemberi tanda ketika Password
yang dimasukkan salah sebanyak 3x.
g. TP 7 (motor sebelum rele) sebagai
pengaktif rele.
h. TP 8 (motor sebelum rele) sebagai
pengaktif rele.
Setelah menentukan titik pengukuran
selanjutnya melakukan pengukuran, Dengan
melakukan pengukuran secara 5 kali disetiap
titik pengukuran, maka akan memperoleh nilai
yang optimal.
4.3. Hasil Pengukuran
Dengan melakukan pengukuran secara
5 kali pada setiap titik ukur, maka akan
memperoleh nilai yang optimal. Setelah
mendapatkan nilai rata – rata dari setiap
pengukuran kemungkinan terdapat persentase
kesalahan, besar persentase kesalahan tersebut
akan diketahui Nilai rata – rata dari
pengukuran dapat di hitung dengan rumus
berikut.
Dimana :
= nilai rata – rata
= jumlah seluruh harga
pengukuran
4.2.1. Titik Pengukuran 1 Pada
Rangkaian Power Supply
Pada titik pengukuran 1 dimana titik
pengukuran adalah di kaki output rangkaian
catu daya, adapun gambarnya 4.2 sebagai
berikut :
Gambar 4.2 Titik Pengujian 1 (TP1)
A. Pengukuran
Tabel 4.2. Hasil Pengukuran TP1 (Power
Supply)
Besar Tegangan
TP 1
TP 1
TP 3
TP 4
TP 5
TP 6
TP 8
TP 7
TP 2
TP1
Power
Supply
1 2 3 4 5
11.5
V
11.5
V
11.6
V
11.5
V
11.5
V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.2. Titik Pengukuran 2
Pada titik pengukuran 2 dimana titik
pengukuran adalah dikaki rangkaian RFID
reader yang berfungsi sebagai input, adapun
gambarnya sebagai berikut:
Gambar 4.4 Titik Pengukuran 2 (TP2)
Gambar 4.5 bentuk gelombang input (RFID
reader)
Time/Div = 5 ms Vr = 0.6 x 5 =
3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Untuk pengukuran di titik pengukuran
2 tidak jauh berbeda seperti pengukuran 1.
Untuk mendapatkan hasil yang optimal harus
dilakukan sebanyak 5 kali pengukuran.
Pengukuran 2, pengukuran dilakukan di kaki
rangkaian RFID (radio frequensi
identification) reader yg digunakan sebagai
input. Untuk mendapatkan hasil pengukuran,
pengukuran dilakukan pada saat RFID reader
bekerja. RFID reader bekerja ketika smartcard
didekatkan dengan RFID reader. Hasil
pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran TP2 (RFID reader
saat bekerja)
Besar Tegangan
TP2 RFID
reader saat
bekerja
1 2 3 4 5
3 V 2.9
V
3 V 3 V 3 V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.3. Titik Pengukuran 3
Pada titik pengukuran ke3,
pengukuran dilakukan pada keypad yang
diukur ketika tombol ditekan. Adapun gambar
rangkaian sebagai berikut:
Gambar 4.6 titik pengukuran 3 (keypad saat
ditekan)
TP 2
TP3
Gambar 4.7 bentuk gelombang pengukuran
keypad
Time/Div = 5 ms Vr = 0.6 x 5 =
3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Seperti yang sebelumnya titik pengukuran
ke3 dilakukan sebanyak 5 kali pengukuran,
titik pengukuran ke3 dilakukan pada keypad,
dimana keypad digunakan sebagai password
pada alat akses pintu masuk ruangan
menggunakan RFID dan password berbasis
nuvoton NUC-120. Pengukuran dilakukan
ketika tombol keypad ditekan. Hasil
pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.4.
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran TP3 (keypad )
Besar Tegangan
TP3
Keypad
1 2 3 4 5
5 V 5 V 5 V 5 V 5 V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.4. Titik Pengukuran 4
Pengukuran yang dilakukan pada titik
pengukuran 4 yaitu pada kaki LCD, gambar
rangkaian titik pengukuran 4 dapat dilihat pada
gambar 4.8
.
Gambar 4.8 Titik Pengukuran 4 (TP4)
Gambar 4.9 bentuk gelombang pengukuran
LCD
Time/Div = 5 ms Vr = 0.6 x 5 =
3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Titik pengukuran 4 dilakukan pada LCD.
Tabel hasil pengukuran yang dilakukan
sebanyak 5 kali pengukuran dapat dilihat
dibawah ini:
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran TP4 (LCD )
Besar Tegangan
TP4 pada
LCD
1 2 3 4 5
5 V 4.9
V
5 V 5 V 4.9
V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.5. Titik Pengukuran 5
Pada titik pengukuran ke5 ini,
pengujian dilakukan pada rangkaian motor
TP4
DC. Pada pengujian titik pengukuran 5 motor
mempunyai 2 kondisi, dimana pada kondisi
awal motor tidak diberi tegangan dan kondisi
ke 2 motor diberi tegangan. Motor akan
bekerja ketika motor diberi tegangan listrik
dan diperintahkan oleh mikrokontroler.
Pengujian titik pengukuran 5 dilakukan pada
saat motor aktif atau motor diberi tegangan,
karna ketika motor tidak diberi tegangan maka
kondisinya akan 0 V. Titik pengukuran 5 dapat
dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Titik Pengukuran 5 (TP5)
Gambar 4.11. Bentuk Gelombang Motor Saat
Bekerja
Time/Div = 5 ms Vr =
0.6 x 5 = 3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Titik pengukuran 5 dilakukan pada motor
DC. Motor DC disini langsung di hubungkan
langsung dengan rele, karna motor disini
diharapkan agar berputar bolak balik atau
berputar kekanan dan kekiri untuk agar bisa
membuka dan menutup kembali pintu yang
bergeser. Titik pengukuran dapat dilihat pada
tabel:
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran TP5 (Motor saat
bekerja )
Besar Tegangan
TP5 motor
DC pada
saat
bekerja
1 2 3 4 5
4.9
V
5 V 5 V 5 V 5 V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.6. Titik Pengukuran 6
Pada pengujian titik pengukuran ke-6,
titik pengukuran dilakukan pada buzer. Untuk
melakukan pengujian pengukuran, lakukan
pengukuran pada kaki buzer yang langsung
menyambung ke mikrokontroler. Pengujian
pengukuran dilakukan pada saat buzer aktip.
Gambar titik pengukuran dapat dilihat pada
gambar 4.12.
Gambar 4.12 Titik Pengukuran 6 (TP6)
TP5
TP6
Gambar 4.13. Bentuk Gelombang buzer saat
aktip
Time/Div = 5 ms Vr =
0.6 x 5 = 3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Pengujian pengukuran titik pengukuran 6
dilakukan pada buzer ketika aktif. Hasil
pengukuran dapat dilihat pada tabel 4.7.
Tabel 4.7 Hasil Pengukuran TP 6 (Buzer saat
aktif)
Besar Tegangan
TP6
buzer
saat aktip
1 2 3 4 5
5
V
5.2
V
5.2
V
5.1
V
5.2
V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.7. Titik Pengukuran 7
Pada pengukuran 7 pengujian titik
pengukuran 7 dilakukan mengukur keluaran
atau output dari mikrokontroler menuju
rangkaian rele, dalam rangkaian ini rele
digunakan sebagai switch pada motor (sebagai
pembuka dan penutup pintu).
Gambar 4.14 itik Pengukuran 7 (TP 7)
Gambar 4.15 Bentuk Gelombang Sebelum
Rangkaian Rele
Time/Div = 5 ms Vr = 0.6 x 5
= 3 V
Volt/Div = 5 V
A. Pengukuran
Pada pengukuran titik pengukuran 7
dilakukan pada rangkaian sebelum
tegangan menuju rele. Untuk
mendapatkan nilai yang optimal
pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali.
Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel
4.8
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran TP7 (Tegangan
sebelum Rele )
Besar Tegangan
TP7
tegangan
1 2 3 4 5
11.9 12 12 11.9 11.9
TP 7
sebelum
Rele
V V V V V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.2.8. Titik Pengukuran 8
Pada pengukuran 8 pengujian titik
pengukuran 8 dilakukan mengukur keluaran
atau output dari mikrokontroler menuju
rangkaian rele, dalam rangkaian ini rele
digunakan sebagai switch pada motor (sebagai
pembuka dan penutup pintu).
Gambar 4.16 Titik Pengukuran 8 (TP 8)
Gambar 4.17 Bentuk Gelombang Sebelum
Rangkaian Rele
Time/Div = 5 ms Vr = 0.6 x 5 =
3 V
Volt/Div = 5 V
A.Pengukuran
Pada pengukuran titik pengukuran 8
dilakukan pada rangkaian sebelum tegangan
menuju rele. Untuk mendapatkan nilai yang
optimal pengukuran dilakukan sebanyak 5
kali. Hasil pengukuran dapat dilihat pada tabel
4.8
Tabel 4.8 Hasil Pengukuran TP8 (Tegangan
sebelum Rele )
Besar Tegangan
TP7
tegangan
sebelum
Rele
1 2 3 4 5
12
V
12
V
12
V
11.9
V
11.9
V
Rata-rata Besar Tegangan (V) =
=
4.3 Analisa
Dari hasil pengujian pengukuran dan
perhitungan dapat di analisa bahwa:
a. Besarnya tegangan yang diberikan
pada rangkaian atau tegangan sekunder trafo
adalah 12 V.
b. Kemudian hasil pengukuran tegangan
yang dihasilkan output TP 1 dengan IC 7812
adalah 11.52 V, dari hasil pengukuran yang
dilakukan sebanyak 5 kali maka hasil yang
didapatkan masih bisa di toleransi.
c. Dari hasil pengukuran TP2 dan TP3,
tegangan yang didapatkan oleh input adalah
2.98 V untuk RFID dan 5 V untuk keypad, jika
tegangan yang didapat kurang dari nlai yg
diharapkan maka data yang dikirimkan ke
mikrokontroler tidak akan bisa memerintahkan
rele untuk aktif.
d. Selanjutnya untuk pengukuran
TP4,TP5 dan TP6 adalah ouput TP4 untuk
LCD TP5 untuk Motor dan TP6 untuk Buzer,
hasil pengukuran yang di dapatkan masih bisa
TP 8
di toleransi. Hasil pengukuran dapat dilihat
pada tabel 4.1.
e. Untuk pengukuran TP7 dan TP8
pengukuran dilakukan sebelum rangkaian rele,
tegangan yang didapatkan oleh rangkaian rele
sebelumnya melewati mikrokontroler dengan
tegangan 12 V. Maka hasil pengukuran yg
didapatkan adalah 11.8 V untuk TP7 dan 11.96
V untuk TP8, tegangan yang didaptkan untuk
mengaktipkan Rele sedangkan Rele.
f. Dari semua hasil pengukuran dari
mulai TP1,TP2,TP3,TP4,TP5,TP6,TP7 dan
TP8 pengujian pengukuran yang dilakukan
sebanyak 5 kali untuk mendapatkan nilai yang
lebih optimal. Dan dari semua hasil
pengukuran hasil yang didapatkan semuanya
masih bisa ditoleransi.
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisa yang didapat dari
hasil perhitungan dan pengukuran pada
rangkaian tersebut. Dapat disimpulkan bahwa
Sistem Akses Pintu Masuk Ruangan
Menggunakan Smart Card Dan Password
Berbasis Nuvoton NUC-120
1. Pada saat Smart Card didekatkan maka
RFID (Radio Frequensi identification)
reader akan mendeteksi Smart Card
tersebut kemudian akan memerintahkan
ke mikrokontroler sebagai unit kendali
rangkaian untuk mengaktipkan keypad
atau memasukan Password kemudian
outputnya melalui LCD dan motor.
2. Dan saat RFID(Radio Frequensi
Identification) Reader telah mendeteksi
kemudian mikrokontroler sebagai unit
kendali akan memerintahkan untuk
memasukkan Password, kemudian
ketika Password yang dimasukkan salah
sebanyak 3 kali maka mikrokontroler
akan memerintahkan untuk
mengaktipkan buzzer.
DAFTAR PUSTAKA
Anggoro, raras, 1997. Komponen dan
Rangkaian Elektronika, Karya Utama.
Jakarta.
Deni, 2011, Kamus Komponen Elektronik,
PT.Kawan Pustaka, Surabaya.
Pratomo P, 1985, Tuntunan Praktis
Perancangan dan Pembuatan PCB,
Gramedia, Jakarta.
Zaki. 2005. Cara Mudah Merangkai
Elektronika Dasar. Yogyakarta:
Absolute Chattopadhyay. D. 1984.
Dasar elektronika. Jakarta: UI Press.
http://www. gambar2/Prasimax Mikron - Dt-
Arm Nuc120.html/. Diakses pada
tanggal28 Maret 2015.