APLIKASI RANGKAIAN DIGITAL SEBAGAI KUNCI RAHASIA PADA SEPEDA MOTOR

PENBAHASAN

APLIKASI RANGKAIAN DIGITAL SEBAGAI KUNCI RAHASIA PADA SEPEDA MOTOR

2.1  Gambaran umum rangkaian

Kunci rahasia sepeda motor ini merupakan sebuah kunci tambahan pada sepeda motor dimana tujuan pemasangan kunci rahasia ini adalah untuk melindungi sepeda motor dari bahaya pencurian. Berikut adalah gambaran umum rangkaian :

Gambar 1. Gambaran umum rangkaian

Keterangan :

            Input : A, B, C, D

            Logika 0 : inframerah menditeksi lubang

            Logika 1 : inframerah menditeksi halangan

Untuk dapat membuka kunci rahasia ini digunakan sebuah kartu yang berlubang. Kartu tersebut digunakan untuk memotong dan atau menghubungkan pancaran cahaya infra merah dari pengirim ke penerima. Keluaran dari rangkaian penerima sensor infra merah adalah bit data biner (0 dan 1). Keluaran dari penerima inframerah kemudian diproses oleh rangkaian logika. Dan jika data yang dimasukan pada input benar artinya lubang dari kartu yang digunakan untuk memberikan data sesuai dengan rancangan, maka output rangkaian logika akan berlogika 1. Keluaran dari rangkaian logika digunakan untuk mentoggle flip-flop.

Pada rangkain ini data kunci yang digunakan adalah 1101b. Artinya jika input A menditeksi halangan (logika 1), input B tmenditeksi halangan (logika 1), input C tmenditeksi lubang (logika 0), dan input D tmenditeksi halangan (logika 1), maka rangkaian kunci rahasia ini akan berkerja. Jika input yang diberikan berbeda maka rangkaian tidak akan bekerja.

2.2  Rangkaian Input

a.      Rangkaian Sensor

Gambar 2. Rangkaian sensor inframerah

Rangkaian inframerah digunakan untuk memberikan inputan kerangkaian kontrol.  Keluaran dari rangkaian sensor adalah logika 0 (0 Volt) dan logika 1 (5 Volt). Saat infra merah menditeksi lubang, maka cahaya infra merah dari pengirim (Tx) akan dideteksi oleh infra merah received (Rx). Akibatnya pada kedua kaki anoda – katoda infra merah akan ada beda potensial sebesar 0,7 Volt. Tegangan tersebut diumpankan pada basis transistor sebagai penguat sehingga transistor akan jenuh dan tegangan colector – emitor (out) setara dengan 0 Volt.

Saat infra merah tidak menditeksi lubang, maka cahaya infra merah dari pengirim (Tx) tidak  dideteksi oleh infra merah received (Rx). Akibatnya pada kedua kaki anoda – katoda infra merah tidak ada beda potensial (0 Volt). Tegangan tersebut diumpankan pada basis transistor sehingga transistor akan tersumbat dan tegangan colector – emitor (out) setara dengan tegangan sumber (5Volt).

Jadi saat menditeksi lubang tegangan output adalah 0 Volt dan saat tidak menditeksi lubang tegangan output adalah 5 volt.

Gambar 3. Rangkaian 4 pasang sensor infra merah

Sensor menggunakan 4 pasang infra merah karena pada perancangan menggunakan 4 kombinasi data, itu artinya akan ada 4 digit input yang akan diumpankan ke rangkaian kontrol yaitu input A,B,C,D seperti terlihat pada gambar 3.

2.3  Rangkaian Kontrol

a.      Rangkaian kontrol menggunakan aplikasi gerbang logika

Rangkaian kontrol digunakan untuk memproses data yang diberikan oleh input infra merah. Keluaran kontrol akan berlogika 1 (aktif) jika data yang diberikan oleh input infra merah benar atau sesuai dengan bit data kunci rahasia  yang telah direncanakan sebelumnya.

Bit data kunci rahasia adalah kombinasi data yang diberikan oleh empat buah input sensor infra merah yang berupa digit bilangan biner (0 dan 1) yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian kontrol. Untuk memproses kombinasi data tersebut digunakan aplikasi gerbang logika. Keempat input tersebut adalah input A,B,C,dan D seperti pada gambar tabel 1.

Sedangkan untuk bit data kunci rahasianya dijabarkan dengan tabel kebenaran sebagai berikut :

A	B	C	D	OUTPUT KONTROL
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	1	1	0
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	0	1	1
1	1	1	0	0
1	1	1	1	0

Tabel 1. Tabel kebenaran rangkaian kontrol

Dapat dilihat dari tabel tersebut bahwa output kontrol akan berlogika 1 (aktif) apabila input memberikan kombinasi data biner 1110. Hal itu berarti bit data kunci rahasianya adalah 1101. Dari tabel kebenaran diatas akan digunakan untuk menentukan rangkaian kontrolnya, dengan menggunakan gerbang logika. Oleh karena itu data kunci rahasia tersebut dapat diubah-ubah sesuai keinginan dengan konsekuensi mengubah rangkaian kontrolnya

Output kontrol akan aktif jika A=1, B=1, C=0, D=1, maka diperoleh persamaan logika sebagai berikut :

Y = A + B + C + D

Dari persamaan logika tersebut maka didapatkan rangkaian logika dasar sebagai berikut :

Gambar 4.  Rangkaian logika dasar

Oleh karena pada rangkaian yang sesungguhnya menggunakan aplikasi dari rangkaian gerbang NAND (IC 74LS00), maka rangkaian pada gambar diatas harus diubah dengan menggunakan rangkaian gerbang NAND saja. Sehingga gambar rangkaian akan menjadi :

Gambar 5. Rangkaian logika dengan gerbang NAND

Gerbang NAND tersebut dikemas dalam sebuah IC 74LS00, dimana pada IC ini terdapat 4 buah NAND gate. Sehingga gambar rangkaiannya akan menjadi sebagai berikut :

Ganbar 6. Rangkaian logika dengan IC 74LS00 (NAND Gate)

b.      Rangkaian flip-flop

Rangkaian flip-flop digunakan untuk mengingat keluaran dari rangkaian kontrol. dimana keluaran flip-flop akan berubah jika data input flip-flop berubah kondisi dari 1 ke 0 (transisi negatif). Tabel kebenaran rangkaian flip-flop :

input	output
1	0
0	1
1	1
0	0
1	0
0	1
1	1

Tabel 2. Tabel kebenaran flip-flop

Dari tabel kebenaran diatas terlihat bahwa output akan berubah kondisi jika input berubah dari 1 ke 0. Sehingga dari tabe diatas akan didapatkan ganbar rangkaian sebagai berikut :

Gambar 7. Rangkaian T flip-flop dengan JK flip-flop

Flip-flop tersebut dikemas dalam sebuah IC 7476 yang berisi 2 buah JK flip-flop. Sehingga gambar rangkaian yang sebenarnya adalah sebagai berikut :

Gambar 8. Rangkaian T flip-flop dengan IC 7476 (Dual JK flip-flop)

Pada gambar 8 diatas, terminal input akan dihubungkan ke keluaran dai rangkaian logika. Sedangkan terminal outputnya akan dihubungkan dengan output dari rangkaian yakni LED sebagai indikator.

2.4   Pengujian Alat

Setelah keseluruhan rankaian yang telah dirancang dirangkai dalam papan PCB, maka dilanjutkan dengan proses pengujian alat untuk mengetahui apakah alat sudah bekerja sesuai dengan rancangan atau tidak. Pengujian dilakukan secar bertahap per blok rangkaiannya, mulai dari rangkaian sensor, kontrol, dan outputnya. Dari hasil pengujian didapatkan datasebagai berikut :

a.       Pengujian rangkaian Sensor

Input	Output Sensor
1	5 volt
0	0 volt

Tabel 3. Data hasil pengujian sensor

                        Keterangan :    1 =  pancaran cahaya infra merah terhalang

                                                0 = pancaran cahaya infar merah tidak terhalang

Terlihat dari data diatas bahwa saat pancaran cahaya infra merah terhalang oleh kartu output sensor akan memberikan tegangan 5 volt (logika 1). Dan ketika pancaran cahaya infar merah tidak terhalang oleh kartu maka keluaran sensor adalah 0 volt (logika 0).

b.      Pengujian rangkaian gerbang logika

A	B	C	D	OUTPUT KONTROL
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	1	1	0
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	0	1	1
1	1	1	0	0
1	1	1	1	0

Tabel 4. Data hasil pengujian rangkaian gerbang logika

Keterangan :

            Input : A, B, C, D

                        1 = input dihubungkan ke tegangan sumber 5 Volt

                        0 = input dihubungkan ke ground 0 Volt

            Output kontrol:

                        1 = output memberikan tegangan 5 volt

                        0 = output memberikan tegangan 5 volt

c.       Pengujian rangkaian flip-flop

input	output
1	0
0	1
1	1
0	0
1	0
0	1
1	1

Tabel 5.  Data hasil pengujian flip-flop

Keterangan :

Input :

                        1 = input dihubungkan ke tegangan sumber 5 Volt

                        0 = input dihubungkan ke ground 0 Volt

            Output kontrol:

                        1 = output memberikan tegangan 5 volt

                        0 = output memberikan tegangan 5 volt

2.5  Analisa Rangkaian

Ketika kartu kunci dimasukan, maka keluaran dari rangkaian penerima infrared adalah A=1, B=1,C=0, dan D=1. Kombinasi data input tersebut diolah oleh rangkaian logika, jika data yang dimasukan benar maka keluaran rangkaian logika adalah 1. Keluaran dari rangkaian logika akan diumpankan ke rangkaian flip-flop. Ketika kartu dimasukan maka keluaran kontrol akan berlogika 1 dan input flip-flop juga akan berlogika 1 akibatnya keluaran dari flip-flop akan tetap pada kondisi terakhir yakni 0 volt sehingga lampu LED indikator akan mati.. Saat kartu dicabut maka keluaran kontrol akan berlogika 0 dan input flip-flop akan mengalami perubahan dari 1 ke 0, akibatnya keluaran flip-flop akan berubah kondisi mejadi 5 volt (logika 1) sehingga lampu LED akan menyala. Jika kartu kunci dimasukan kemudian dicabut lagi, maka LED indikator akan mati. Jadi kondisi LED indikator akan berubah setelah kartu kunci dimasukan dan kemudian dicabut kembali.

BAB III

PENUTUP

3.1   Kesimpulan

 Alat yang di rancang sudah bekerja secara baik sesuai dengan fungsinya yaitu sebagai kunci rahasia pada sepeda motor yang bekerja menghidupkan “ON” atau mematikan “OFF” kunci kontak dengan sebuah kartu.

3.2  Saran

Penulis menyadari bahwa kinerja rangkaian kunci rahasia pada sepeda motor ini jauh dari sempurna. Jadi diharapkan bagi pembaca yang berminat pada pengembangan alat ini untuk bisa lebih dikembangkan.