Sistem Keamanan Pintu Gerbang Berbasis AT89C51

Pendahuluan
Sebuah pabrik yang memiliki aktivitas produksi
dalam jumlah besar, pasti memiliki sejumlah kendaraan
yang cukup banyak untuk melaksanakan proses
distribusi. Setiap hari, kendaraan-kendaraan tersebut
keluar dan masuk pabrik dengan jumlah, tujuan dan
waktu yang berbeda-beda. Untuk mengawasi sejumlah
kendaraan tersebut, tentu kurang baik jika hanya
ditangani oleh satu atau dua orang penjaga gerbang saja.
Beberapa kekurangan yang mungkin dapat terjadi
misalnya, penjaga harus memeriksa setiap sopir yang
membawa kendaraan masuk atau keluar pabrik. Selain
itu juga penjaga harus membuka dan menutup pintu
gerbang setiap kali ada kendaraan yang hendak masuk
maupun keluar pabrik. Kemudian, kemungkinan
kekurangan yang lain yaitu keamanan kurang terjamin.
Untuk menanggulangi hal tersebut, pihak
perusahaan harus menambah pengeluaran untuk
membayar sejumlah petugas penjaga gerbang. Selain
itu, faktor keamanan yang kemungkinan dapat
terganggu akibat keluar dan masuknya kendaraan
kurang tertib, bisa menimbulkan kerugian yang cukup
berarti bagi sebuah perusahaan. Dengan demikian,
sangat berarti sekali jika proses pengawasan setiap
kendaraan yang keluar dan masuk pabrik dibantu
dengan penerapan teknologi, agar efisiensi dan proses
pengawasannya lebih terstruktur dan lebih baik.
Di lain hal, suatu teknik komunikasi data serial
asinkron dapat dilakukan antara mikrokontroler
AT89C51 dengan komputer melalui RS-232.
Berdasarkan permasalahan tersebut, penulis mencoba
untuk membuat suatu prototipe sistem keamanan pintu
gerbang pabrik berbasis AT89C51 teroptimasi basisdata
melalui antarmuka port serial. Alat ini menjadi salah
satu solusi untuk lebih meminimalkan dan mengoptimalkan peran karyawan dalam hal ini petugas pengawas
kendaraan di pintu gerbang, dikarenakan sebagian tugas
lainnya digantikan oleh sistem terprogram.

Design dan Implementasi
Secara umum prototipe sistem keamanan pintu
gerbang pabrik berbasis AT89C51 teroptimasi basisdata
melalui antarmuka port serial ini terdiri atas dua bagian
utama, dimana masing-masing bagian tersusun atas
komponen perangkat keras (hardware) dan komponen
perangkat lunak (software).
Bagian Pertama
Bagian pertama adalah bagian yang dipasang di
lokasi (di dekat) pintu gerbang pabrik. Tugas dari
bagian ini, adalah menerima masukkan password yang
ketikkan oleh sopir, lalu memverifikasi apakah data
password itu benar atau salah. Jika password benar,
maka palang pintu akan membuka, dan data password
akan dikirim ke komputer dengan teknik serial asinkron.
Bagian pertama ini dibuat dua buah yakni satu untuk
jalur masuk dan satu lagi untuk jalur keluar pabrik.
Sehingga berdasarkan hal tersebut, maka
komponen-komponen utama yang dibutuhkan untuk
membangun bagian pertama ini adalah sebagai berikut.
a. Keypad matriks 4X3 untuk memasukkan password
sopir.
b. Sensor sebagai pemberi sinyal input.
c. Rangkaian driver untuk sensor dan penggerak pintu
d. Kotak (box) sebagai tempat penyimpanan
rangkaian, untuk memberi tampilan yang menarik
dan menjaga rangkaian agar tersimpan dengan
aman.
e. simulasi palang pintu gerbang dengan motor
penggeraknya.
f. Rangkaian kendali berbasis AT89C51 untuk
mengatur semua proses kerja dari bagian pertama
ini yakni : driver keypad dan 4 buah seven segmen,
driver sensor, motor penggerak palang pintu, pemverifikasi
password yang dimasukkan sopir, serta
mengirimkan data password secara serial asinkron
ke komputer (bagian kedua).
Bagian Kedua
Bagian kedua adalah bagian yang berbasis PC.
Bagian ini berada di lokasi yang relatif jauh dari pintu
gerbang (biasanya di ruang kontrol). Tugas dari bagian
ini adalah menerima data password sopir yang dikirim
secara serial (asinkron) oleh bagian pertama. Data yang
telah diterima lalu diproses lebih lanjut untuk
menghasilkan informasi lebih, misalnya: data tentang
identitas sopir, tanggal dan jam kejadian masuk/keluar,
lalu menyimpan semua data tersebut ke dalam suatu
basis data guna pembuatan pelaporan perusahaan.

Perancangan Hardware
Rangkaian kendali.
Komponen utama yang berfungsi sebagai
komponen kendali adalah AT89C51. AT89C51 beserta
komponen pendukungnya difungsikan untuk mengambil
sinyal input dari keypad, kemudian menampilkan data
hasil scanning dari tiap penekanan tombolnya. Selain itu
berfungsi juga untuk mengambil sinyal dari sensor
sebagai isyarat untuk menutup pintu. Kemudian yang
menjadi fungsi utama dari penggunaan AT89C51 ini
adalah sebagai sarana pengirim data secara serial
menuju perangkat komputer.
Penggunaan port-port untuk input dan output pada
mikrokontroler AT89C51 adalah sebagai berikut.
• Port 1, untuk port input dari keypad.
• Port 2, untuk mengeluarkan data ke display seven
segment.
• P0.0 sampai P0.3, dihubungkan dengan anoda
display seven segment.
• P3.2 dan P3.3, untuk menggerakkan motor berputar
ke kanan dan ke kiri.
• P0.4, untuk mengendalikan sensor transmitter.
• P0.5, dihubungkan dengan sensor receiver.
• P3.1, untuk melakukan pengiriman data secara
serial ke komputer.
Rangkaian kendali ini dibuat pada media PCB (Printed
Circuit Board) single layer dengan ukuran 8cm x 12cm.
Display seven segment langsung dipasang pada PCB,
agar hubungan kaki-kaki display dengan pin-pin
mikrokontroler AT89C51 tidak melalui perantara kabel.
Berikut ini adalah jalur pemasangan kaki-kaki display
seven segment dengan pin-pin mikrokontroler
AT89C51.

Perancangan Software
Mikrokontroler
Hal yang paling awal dilakukan pada setiap
pemrograman mikrokontroler adalah inisialisasi port
dan inisialisasi operasi yang akan dilakukan. Inisialisasi
port pada perancangan program ini terdapat pada
inisialisasi keypad. Kemudian selanjutnya adalah
inisialisasi operasi kirim data serial. Proses pengiriman
data ini diatur pada kecepatan 9600 bps. Berikutnya
adalah pengaturan port-port untuk mengatur tampilan
pada empat digit sevensegment, driver motor penggerak
palang pintu dan sensor.
Komputer (menggunakan Borland Delphi)
Borland Delphi digunakan untuk menampilkan
basis data. Pada program ini juga, data serial yang
dikirimkan oleh mikrokontroler akan ditampilkan. Yang
pertama kali dirancang adalah tabel-tabel basis data.
Tabel-tabel ini dibuat dengan utilitas Database Desktop,
software bawaan Borland Delphi. Tabel-tabel ini akan
ditunjuk oleh alias pada BDE (Borland Database
Engine). Dengan BDE ini, program menampilkan basis
data dibuat.
Berikutnya adalah Form penampil data sopir dan
kendaraan. Form ini tersusun oleh beberapa komponen
Edit, Button, Label, DBEdit, BitButton, Panel, Timer,
Tabel, DBGrid dan CPort. Komponen yang utama pada
Form ini adalah komponen CPort. CPort adalah
komponen untuk menampilkan dan mengirim data
secara serial melalui RS-232. Komponen ini dilengkapi
dengan fitur setting komunikasi serial, seperti penggunaan Port, Baud Rate, Data Bits, Stop Bits,
Parity dan Flow Control. Penggunaannya sama seperti
penggunaan komponen lain, yaitu dengan mengaktifkan
komponen tersebut, kemudian menangani kejadian pada
Events-nya.
Perancangan kotak rangkaian
Box rangkaian terbuat dari akrilik dengan ketebalan
1,5 mm. Rangkaian dan kabel penghubung diluar
rangkaian kendali, diletakan pada bagian bawah papan
kayu. Hal ini dimaksudkan untuk memberikan kesan
rapi.

Data Hasil Pengujian
Pengujian motor DC 12 volt dan sensor.
Pengujian pada bagian ini dilakukan dengan
memberikan bit logika 1 dan logika 0 pada rangkaian
driver motor dan sensor.

Pembahasan
Alat keamanan pintu gerbang pabrik berbasis
AT89C51 terkoneksi dengan komputer melalui RS-232
(port serial asinkron), disuplai oleh catu daya sebesar 5
volt. Alat ini mempunyai rangkaian kendali yang
berfungsi sebagai pengendali keseluruhan kerja alat.
Dengan proses berdasarkan program, rangkaian kendali
ini mengolah setiap penekanan tombol keypad untuk
ditampilkan pada display seven segment. Selanjutnya
mengatur setiap sinyal keluaran untuk mengendalikan
motor dan sensor, melalui pengoperasian bit yang
dikirimkan ke driver-drivernya.
Pengiriman data secara serial ke komputer
dilakukan melalui com 1 pada pintu keluar dan com 2
pada pintu masuk. Data yang masuk ke komputer
ditampilkan sesuai dengan karakter yang dikirimkan
oleh mikrokontroler, yaitu dalam karakter angka empat
digit. Setiap data yang masuk ke komputer, menjadi
input untuk menampilkan data sopir dan kendaraan.
Adapun cara kerja alat ini adalah sebagai berikut.
• Tombol-tombol keypad ditekan, menghasilkan data
input ke mikrokontroler.
• Data input dari keypad, diolah dan ditampilkan
pada empat buah display seven segment.
• Data input dibandingkan dengan data pada
mikrokontroler. Jika data input sesuai dengan data
pada memori alat, maka pintu akan terbuka.
Kemudian sensor transmitter akan aktif. Setelah
itu, data dikirimkan secara serial ke komputer.
• Di sisi komputer, data diterima, diolah, ditampilkan
dan disimpan dalam file. Apabila perlu bisa dicetak
melalui printer.
• Setelah kendaraan melewati sensor, sensor receiver
akan memberikan sinyal bit (logika 1) ke rangkaian
kendali dan pintu akan menutup.
Mekanisme kerja seperti ini berlaku pada pintu
keluar pabrik dan pintu masuk pabrik.

Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan evaluasi dari
prototipe sistem keamanan pintu gerbang pabrik
berbasis AT89C51 teroptimasi basis data, maka penulis
dapat mengambil kesimpulan sebagai berikut.
1. Desain alat keamanan pintu gerbang pabrik
berbasis AT89C51 terkoneksi dengan komputer
melalui RS-232, terdiri dari perangkat keras dan
perangkat lunak. Perangkat keras meliputi
mikrokontroler, keypad, seven segment, motor DC
dan komputer. Sedangkan perangkat lunak meliputi
pemrograman assembler pada mikrokontroler dan
pemrograman Borland Delphi pada komputer.
2. Unjuk kerja dari alat keamanan pintu gerbang
pabrik berbasis AT89C51 terkoneksi dengan
komputer melalui RS-232, yaitu; tampilan pada
display berjumlah empat digit seven segment,
keypad yang digunakan adalah keypad matriks
4X3, kemampuan jangkauan sensor sejauh lima
meter, kombinasi nomor sopir sebanyak 9999
nomor, kecepatan pengiriman data ke komputer
sebesar 9600bps dan catu daya yang dipakai untuk
rangkaian kendali sebesar +5V DC.

Daftar Pustaka
[1] Haline, 2003, User’s Manual Programmer, Minimum System, Emulator & Evaluation Board Type:
HB2000S. Haline Elektronik.
[2] Nalwan, Paulus A, 2003, Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler
AT89C51. Jakarta: PT Gramedia.
[3] Pranata, Antony, 2003, Pemrograman Borland Delphi 6 Edisi 4. Yogyakarta: Andi Yogyakarta.
[4] Putra, Agfianto E, 2002, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasi, Graha Ilmu, Yogyakarta.
[5] www.sourceforge.net/projects/comport.