Rangkaian Kunci Kode Elektronik

Skema Rangkaian Kunci Sandi Digital Sederhana

Rangkaian ini adalah kunci sandi (password) digital sederhana yang menggunakan IC LM4017 sebagai komponen utamanya. Rangkaian ini bekerja berdasarkan urutan penekanan tombol (sakelar) yang benar untuk mengaktifkan sebuah relai.

---

1. Komponen Utama

Komponen	Deskripsi Singkat	Fungsi dalam Rangkaian
IC1 (LM4017)	Decade Counter/Divider	Inti dari rangkaian. Berfungsi sebagai pencacah (counter) yang maju satu langkah untuk setiap sinyal pulsa (penekanan tombol) pada pin 14. Outputnya menyala secara berurutan (Q0 ke Q9).
Q1 (2N3904)	Transistor NPN	Berfungsi sebagai sakelar untuk mengaktifkan relai RY1. Ia akan aktif (saturasi) jika mendapat arus bias yang cukup di basisnya (melalui R3).
RY1 (Relai)	Relai Elektromagnetik	Berfungsi sebagai sakelar daya yang dikendalikan secara elektronik. Kontak-kontaknya (NO, NC, C) dapat digunakan untuk mengendalikan perangkat berdaya lebih besar (misalnya, kunci pintu elektrik).
S5 - S10	Sakelar Tekan (Push Button)	Tombol Input Sandi. Berfungsi untuk memberikan pulsa Clock ke IC LM4017.
S1 - S4	Sakelar Tekan (Push Button)	Tombol Input Sandi (bagian dari kode). Digunakan untuk memeriksa urutan sandi.
D1 - D6	Dioda (1N4148 dan 1N4002)	D1-D5 berfungsi untuk isolasi antara output IC dengan tombol sandi S1-S4. D6 (dioda flyback 1N4002) melindungi transistor Q1 dari tegangan induksi saat kumparan relai RY1 dimatikan.
C1 (100$\mu$F)	Kapasitor Elektrolit	Berfungsi sebagai decoupling/filter tegangan, menjaga stabilitas catu daya 9V.

---

2. Prinsip Kerja

Rangkaian ini menunggu urutan penekanan tombol yang benar (sandi) untuk mengaktifkan relai.

A. Input dan Pencacah (IC LM4017)

1. Reset Awal: Pin Reset (Pin 15) IC LM4017 dihubungkan ke ground melalui R1 (100K). Saat catu daya diberikan, C1 akan mengisi daya, dan pin 15 akan berada pada level rendah (default reset), menyebabkan IC memulai dari state awal: output Q0 (Pin 3) HIGH.

2. Clock Input: Sakelar S5 hingga S10 dihubungkan secara paralel ke pin Clock (Pin 14) IC LM4017. Setiap kali salah satu dari S5-S10 ditekan, IC akan menerima pulsa positif (Clock naik dari 0V ke +9V) dan maju satu langkah (output HIGH bergeser dari Q0 ke Q1, lalu Q1 ke Q2, dst.).

   • Peran S5-S10: Memberikan pulsa Clock apapun tombol yang ditekan (mereka tidak menentukan urutan sandi, hanya mencacah langkah).

B. Pemeriksaan Sandi (Output IC ke S1-S4)

Sandi ditentukan oleh urutan di mana Anda menekan tombol S1, S2, S3, atau S4, dan pada langkah pencacah (output Q) yang mana tombol tersebut harus ditekan.

1. Sandi yang Benar:

   • Sandi diatur oleh urutan tombol S1-S4 yang harus ditekan pada langkah pencacah yang benar (Q1, Q2, Q3, Q4).

   • Misalnya, jika sandi yang diinginkan adalah B-C-A-D (yang sesuai dengan S2, S3, S1, S4), langkahnya adalah:

     • Langkah 1 (Q1 HIGH): Tekan S2 (Input B). Arus mengalir dari Q1 → D2 → S2 → R2 → Ground.

     • Langkah 2 (Q2 HIGH): Tekan S3 (Input C). Arus mengalir dari Q2 → D3 → S3 → R2 → Ground.

     • Langkah 3 (Q3 HIGH): Tekan S1 (Input A). Arus mengalir dari Q3 → D4 → S1 → R2 → Ground.

     • Langkah 4 (Q4 HIGH): Tekan S4 (Input D). Arus mengalir dari Q4 → D5 → S4 → R2 → Ground.

   • Setiap penekanan tombol yang benar pada langkah yang benar akan memungkinkan arus mengalir melalui dioda yang sesuai (D1-D5) dan resistor R2 ke Ground.

2. Output ke Transistor:

   • Jika semua tombol sandi ditekan dengan urutan yang benar, maka resistor R2 akan terhubung ke Ground.

   • Setelah urutan sandi selesai (misalnya, setelah langkah ke-4/Q4), jika tombol yang benar telah ditekan pada setiap langkah, pin 7 (Q4) terhubung melalui D5 dan S4 ke R2.

   • Jika semua tombol sandi ditekan dengan benar, pin 14 (Q4) melalui D5 dan S4, atau pin 10 (Q1) melalui D2 dan S2, dll., akan tidak mempengaruhi state akhir, karena semua dioda dan tombol terpisah dan hanya dihubungkan bersama ke R2 dan Ground.

C. Aktivasi Relai (Q1 dan RY1)

• Pemicu: Kawat yang menghubungkan D1-D5 ke S1-S4 (yang juga terhubung ke R2) akan menarik titik hubung antara R3 dan R4 ke level LOW setelah sandi yang benar ditekan.

• Pengaktifan Relai: Ketika sandi benar:

  1. Resistor R4 (1K) menarik basis transistor Q1 ke level HIGH (melalui LED Indikator)

  2. Resistor R3 (10K) terhubung ke salah satu output IC (pin 10, 3, 4, 7) melalui dioda dan tombol yang benar.

  3. Ketika sandi benar dan urutan selesai, arus mengalir melalui R4 dan LED → R3 → salah satu Output HIGH → Dioda → Tombol → R2 → Ground.

  4. Arus basis yang mengalir ke Q1 (melalui R3) membuat transistor Q1 ON (saturasi).

  5. Ketika Q1 ON, arus mengalir melalui kumparan Relai RY1, yang mengaktifkan relai dan menutup kontak C (Common) ke NO (Normally Open) dan membuka kontak C ke NC (Normally Closed).

  6. Lampu Indikator (LED) menyala, menunjukkan bahwa relai telah aktif.

Catatan: Mekanisme Reset atau Lockout setelah sandi salah tidak sepenuhnya jelas dalam skema ini, tetapi umumnya rangkaian kunci sandi digital akan kembali ke kondisi awal (Reset) jika ada tombol yang salah ditekan atau jika tombol Reset (Pin 15) diberi pulsa.

KESIMPULAN

Rangkaian yang dijelaskan ini adalah rangkaian kunci sandi digital sederhana, yang komponen utamanya adalah IC LM4017 (sebagai input dan pencacah IC) dan relai elektromagnetik RY1. Seluruh komponen rangkaian kunci sandi bekerja bersama untuk memeriksa urutan penekanan tombol yang dimasukkan melalui sakelar penekanan tombol (S1-S10). Prosesnya melibatkan pemeriksaan sandi digital melalui dioda isolasi dan resistor R2. Jika sandi yang benar telah dimasukkan, ini akan menjadi pemicu transistor $\rightarrow$ transistor NPN Q1 akan menghidupkan saklar untuk relai (RY1) melalui arus basis yang diatur oleh resistor R3 dan R4, yang pada gilirannya memicu aktivasi relai elektronik. Aktivasi ini ditandai dengan menyalanya LED indikator aktif, yang memungkinkan RY1 mengendalikan perangkat eksternal seperti kunci pintu elektrik. Singkatnya, cara kerja rangkaian kunci ini adalah mengubah urutan pulsa digital menjadi sinyal listrik yang mengendalikan relai daya.