SISTEM AKSES PINTU MASUK RUANGAN...

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 : [email protected]

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

mailto:[email protected]

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

https://id.wikipedia.org/wiki/Huruf

https://id.wikipedia.org/wiki/Angka

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

https://id.wikipedia.org/wiki/Kalkulator

https://id.wikipedia.org/wiki/Telepon

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


=


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


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


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


=


Pengukuran yang dilakukan pada titik

pengukuran 4 yaitu pada kaki LCD, gambar

rangkaian titik pengukuran 4 dapat dilihat pada

gambar 4.8

.


Gambar 4.9 bentuk gelombang pengukuran

LCD


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


=


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 4.11. 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


=


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.


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


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


=


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


=


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


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


=

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.

SISTEM AKSES PINTU MASUK RUANGAN...

Documents

Transcript of SISTEM AKSES PINTU MASUK RUANGAN...