Kunci Elektrik Menggunakan RFID, Papan Tombol, dan Aplikasi Suara

Kunci Elektrik Menggunakan RFID,

Papan Tombol, dan Aplikasi Suara

Alizakya Dien Muzayana¹, Ria Rahmad Fatoni², Soffa Marwa Nur Hidayah³,

Samuel BETA⁴

Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : ¹ alizakyadien@gmail.com , ² rrfmuslim@gmail.com, ³soffamarwa.21@yahoo.com, ⁴sambetak2@gmail.com

Intisari - Sistem pengunci pintu pada umumnya menggunakan rumah kunci dan anak kunci yang menjadi pasangannya. Untuk mempermudah orang dalam membuka pengunci pintu ini, maka dibuatlah alat pengganti rumah kunci dan anak kuncinya berupa sensor RFID, kombinasi kode keypad, dan terjemahan suara. Dengan adanya alat ini, maka orang dipermudah dalam membuka penguncian pintu hanya dengan menggunakan kartu identitas, atau dengan cara menekan kombinasi tombol tertentu pada keypad, dan dengan cara mengucapkan perintah tertentu pada ponsel pintar miliknya yang telah terhubung ke perangkat melalui bluetooth. Maka orang-orang tidak akan merasa khawatir jika anak kuncinya hilang atau rusak, karena alat ini tidak menggunakan anak kunci melainkan alat elektronik yang bisa digunakan untuk mengontrol sistem pengunci pintu.

Kata Kunci : Solenoid Door-Lock, Sensor RFID, Keypad, Bluetooth HC-05, Aplikasi Suara Android.

Abstract – Doorlock system, in general condition, is using shank that is paired with the lock tool itself.

To make it easier for people when unlock the door, we make the inovation in RFID sensor,

keypad combination, and voice translator aplication. People will be easier to unlock the door only either

use their ID card, or push the keyword, or spell a specific phrase on their smartphone which

is paired by the bluetooth. People won’t be afraid if their shank is lost or broke, because

there’s no shank but electronic tools to control the doorlock system.

Keywords: Solenoid Door-Lock, Sensor RFID, Keypad, Bluetooth HC-05, Android Voice Aplication.

I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Pengunci pintu merupakan hal yang dipakai oleh hampir semua pintu. Pada umumnya, pengunci pintu menggunakan sistem konvensional yang memerlukan anak kunci yang cocok supaya dapat terbuka atau menguncinya kembali. Namun, di era modern saat ini mulai banyak berkembang sistem pengunci pintu elektrik yang dapat dioperasikan dengan berbagai alat elektronik.

Alat-alat yang dapat digunakan untuk mengatur sistem penguncian pintu elektronik diantaranya adalah RFID, kombinasi papan tombol (keypad), sensor suara, dan sebagainya. Alat-alat ini kemudian dijadikan sebagai masukan pada sebuah pemroses yang mampu mengatur kondisi keluaran. Keluaran yang dimaksud adalah berupa solenoid doorlock, buzzer, DFPlayer, speaker, dan lampu indikator LED.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana membuat prototype kunci elektrik menggunakan Arduino Uno?

2. Bagaimana agar sekenoid doorlock bekerja membuka dan menutup pintu?

1.3 Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut :

1. Kunci Elektrik menggunakan RFID, Papan Tombol dan aplikasi suara dibuat dalam bentuk prototipe.

2. RFID, Papan Tombol dan aplikasi suara digunakan untuk membuka Doorlock

1.4 Tujuan

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah merancang dan membuat sistem kerja kunci elektrik menggunakan komponen - komponen masukan dan luaran yang dikendalikan dengan mikrokontroler agar dapat bekerja sesuai dengan harapan.

II. Tinjauan Pustaka

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan Arduino ini.

2.1. RFID RC522

RFID merupakan singkatan dari Radio Frequency Identification. Merupakan perangkat keras yang bisa saling “berkomunikasi” melalui perantara Frekuensi Radio. Biasanya terdapat 2 perangkat: berupa reader/writer serta kartu yang berisi suatu “identity” yang dapat dibaca oleh readernya yang biasa disebut RFID Tag. Ada 2 jenis RFID Tag, berupa kartu dan berupa keychain (gantungan kunci). TAG atau RFID card keluaran MIFARE mempunyai 1 kilo byte lokasi memory. yang dibagi menjadi 16 sector (no 0-15) dan 63 block (block 0-63). untuk membaca dan menulis memory 1 block cukup menggunakan alamat / nomor block.

Gambar 1. RFID Card dan RFID Reader

2.2. Keypad 4x4

Keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah HMI (Human Machine Interface). Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom yang dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programnya.

Gambar 2. Keypad 4x4

2.3. Bluetooth HC-05

Bluetooth adalah protokol komunikasi wireless yang bekerja pada frekuensi radio 2.4 GHz untuk pertukaran data pada perangkat bergerak seperti PDA, laptop, HP, dan lain-lain. Module Bluetooth HC-05 merupakan module Bluetooth yang bisa menjadi slave ataupun master hal ini dibuktikan dengan bisa memberikan notifikasi untuk saling melakukan pairing keperangkat lain. Modul Bluetooth HC-05 terdiri dari 6 pin konektor, yang setiap pin konektor memiliki fungsi yang berbeda – beda. Untuk mengeset perangkat Bluetooth dibutuhkan perintah-perintah AT Command yang mana perintah AT Command tersebut akan direspon oleh perangkat Bluetooth jika modul Bluetooth tidak dalam keadaan terkoneksi dengan perangkat lain.

Gambar 3. Bluetooth HC-05

2.4. Light Emiting Diode (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya mirip dengan dioda, tetapi elektron yang menerjang sambungan P-N melepaskan energi berupa energi panas dan energi cahaya. Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.

Gambar 4. Struktur LED

Pada sistem pengunci pintu yang dibuat, LED digunakan sebagai indikator kondisi keaktivan pengunci pintu, yang mana LED hijau untuk pengunci terbuka, LED merah untuk pintu yang terkunci.

2.5. Solenoid DoorLock

Solenoid DoorLock atau Solenoid Kunci Pintu adalah alat elektronik yang dibuat khusus untuk pengunci pintu. Solenoid ini akan bergerak/bekerja apabila diberi tegangan. Tegangan Solenoid Kunci Pintu ini rata-rata yang dijual dipasaran adalah 12 volt tapi ada juga yang 6 volt dan 24 volt.

Gambar 5. Solenoid DoorLock

Pada kondisi normal, solenoid dalam posisi tuas memanjang/terkunci. Jika diberi tegangan tuas akan memendek/terbuka. Solenoid ini bisa digabungkan dengan sistem pengunci elektrik berbasis RFID dan password.

2.6. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.

Gambar 6. Buzzer 5V

2.7. DFPlayer

DFPlayer merupakan sebuah modul pemutar MP3 untuk Arduino yang memiliki ukuran kecil dan outputnya dapat langsung dipasangkan ke speaker. DFPlayer ini dapat difungsikan sebagai modul stand-alone dengan menambahkan baterai, speaker, dan push button, atau bisa juga menggunakan kombinasi Arduino dan mikrokontroler lain yang memiliki kemampuan TX/RX. DFPlayer ini mendukung beberapa format audio pada umumnya, seperti MP3, WAV, dan WMA serta telah mendukung micro SD dengan jenis file sistem FAT16 dan FAT32.

Gambar 7. DFPlayer Mini

2.8. Speaker

Speaker adalah perangkat keras output yang berfungsi mengeluarkan hasil pemrosesan oleh CPU berupa audio/suara. Speaker juga bisa di sebut alat bantu untuk keluaran suara yang dihasilkan oleh perangkat musik seperti MP3 Player, DVD Player dan lain sebagainya. Dalam konteks komputerisasi, speaker memiliki fungsi sebagai alat untuk mengubah gelombang listrik yang mulanya dari perangkat penguat audio/suara menjadi gelombang getaran yaitu berupa suara itu sendiri. Proses dari perubahan gelombang elektromagnet menuju ke gelombang bunyi tersebut bermula dari aliran listrik yang ada pada penguat audio/suara kemudian dialirkan ke dalam kumparan.Dalam kumparan tadi terjadilah pengaruh gaya magnet pada speaker yang sesuai dengan kuat-lemahnya arus listrik yang diperoleh maka getaran yang dihasilkan yaitu pada membran akan mengikuti. Dengan demikian, terjadilah gelombang bunyi yang dalam keseharian dapat kita dengar.

Gambar 8. Speaker

2.9. Arduino Uno

Arduino Uno R3 dengan ATmega328P mempunyai 14 digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan untuk PWM output), 6 analog input, 16 Mhz crystal oscillator, USB connection, power jack, ICSP header, dan reset button. Skema Arduino Uno R3 didasarkan pada blog diagram dari mikrokontroler jenis AVR ATmega328. Komponen utama di dalam papan Arduino adalah sebuah mikrokontroler 8 bit dengan merek ATmega yang dibuat oleh perusahaan Atmel Corporation.

Gambar 9. Arduino Uno

III. PERANCANGAN ALAT

3.1. Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1. Sensor RFID RC522

2. Keypad 4x4

3. Bluetooth HC-05

4. Solenoid DoorLock

5. Light Emiting Diode (LED)

6. Buzzer

7. Arduino Uno

8. DFPlayer mini

9. Speaker

10. Rangkaian Driver Solenoid DoorLock

11. Rangkaian Power Switching

3.2. Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagram yang digunakan pada alat ini dapat dilihat seperti gambar di bawah ini:

Gambar 10. Diagram Blok

Sensor-sensor yang digunakan adalah RFID, Bluetooth, dan Keypad 4x4. Pemroses yang digunakan adalah Arduino Uno.

Prinsip Kerja Alat :

1. Ketika kabel Power AC dimasukkan pada stop kontak alat akan aktif

2. Keypad = Ketika tombol keypad ditekan sesuai dengan data yang disimpan di EEPROM maka akan mengaktifkan Solenoid dan LED, Ketika tombol “*” keypad ditekan kita dapat mengganti password, Ketika tombol “0” keypad ditekan kita dapat mengaktifkan fungsi RFID.

3. RFID = Pertama mengeset nomor kartu yang akan digunakan sebagai kunci pada program Arduino, kemudian kartu RFID ditempelkan pada pembaca kartu RFID RC522, lalu pembaca kartu akan membaca nomor seri kartu dan mengirimnya ke eeprom Arduino, apabila nomor sesuai dengan data yang disimpan di EEPROM maka akan mengaktifkan Solenoid dan LED.

4. Android = Kita dapat mengaktifkan Solenoid dan LED menggunakan Android dengan koneksi modul bluetooth, dengan membuka aplikasi yang telah kami buat dan dengan bantuan google speech yang tersedia di aplikasi tersebut. Ketika kita berbicara “buka pintu” maka Solenoid dan LED akan aktif.

5. Saat kunci pintu ON (terbuka) , maka akan muncul suara “Silahkan Masuk” dari DFPlayer.

3.3. Diagram Alir

Untuk diagram alir, terdapat tiga bagian, yaitu diagram alir proses utama, proses keypad, dan proses keluaran.

Gambar 11. Diagram Alir

3.4. Pengawatan

Gambar 12. Pengawatan Dalam

Gambar 13. Pengawatan Luar

3.4. Gambar Rangkaian

Gambar 14. Gambar Rangkaian

IV. Pengujian Alat

4.1. Pengujian Sensor RFID

Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa sendor RFID bekerja sesuai dengan yang dikehendaki. Sensor RFID akan bekerja ketika RFID reader membaca sensor yang diterima dari RFID card dan RFIC tag.

4.2. Pengujian Bluetooth HC-05

Pengujian ini dilakukan dengan cara menyambungkan perangkat android dengan bluetooth. Kemudian aplikasi dari perangkat android akan mengirimkan data melalui bluetooth yang berisi tentang perintah untuk membuka pintu.

4.3. Pengujian Solenoid Door-Lock

Pengujian ini bertujuan untuk memastikan bahwa Solenoid Door-Lock dapat bekerja dengan baik sebagai luaran. Solenoid Door-Lock akan membuka pengunci pintu ketika aktif. Alat ini akan aktif ketika mendapat masukan yang tepat, yaitu dari salah satu alat masukan seperti sensor RFID, Keypad, dan Bluetooth HC-05.

4.4. Video

V. KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Arduino dapat memudahkan kita dalam kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi sebagai mikrokontroler yang canggih.

2. Solenoid DoorLock dapat dimanfaatkan sebagai pengunci pintu elektronik dengan berbagai pengoperasian yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan.

3. Pengunci pintu elektrik ini bisa mempermudah penggunakan dalam mengoperasikan pengunci pintu tanpa arus menggunakan anak kunci.

4. Dengan adanya sensor RFID, dapat diketahui identitas orang-orang yang masuk melalui pintu elektrik ini.

REFERENSI

[1] http://belajarduino.blogspot.co.id/2014/07/sistem-pembuka-pintu-menggunakan.html

[2] http://www.instructables.com/id/Controlling-solenoids-with-arduino/https://telinks.wordpress.com/2010/04/24/perancangan-sensor-ketinggian-air-tandon/

[3] http://library.gunadarma.ac.id/repository/view/3824118/sistem-keamanan-pintu-menggunakan-keypad-berbasis-arduino-uno.html/

[3] http://belajar-mikrokontroler-2016.blogspot.co.id/2016/12/kunci-elektrik-menggunakan-rfid-papan.html

Nama penulis Alizakya Dien Muzayana. Penulis dilahirkan di Kabupaten Semarang, 22 Maret 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Cinyawang 02, SMP Al Muayyad Surakarta, dan SMAN 1 Ambarawa. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.2 Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: alizakyadien@gmail.com

Nama penulis Ria Rahmad Fathoni. Penulis dilahirkan di Grobogan, 18 Oktober 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 4 Godong, SMPN 1 Godong, dan SMAN 1 Godong. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.15 Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: rrfmuslim@gmail.com

Nama penulis Soffa Marwa Nur Hidayah. Penulis dilahirkan di Pati, 22 Maret 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN Asempapan, SMPN 2 Juwana, dan SMK Bhina Tunas Bhakti Juwana. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.3.19 Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : soffamarwa.21@yahoo.com

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com

Belajar Mikrokontroler

Kontak

Search This Blog

MENU

Friday, November 24, 2017