BAB II DASAR TEORI
2.3. IC Base Station
− − + 0
000 [5]. Jika terjadi oktaf dari semua nol dan pulsa tegangan terakhir yang mendahului oktaf ini adalah negatif, maka 8 nol dari oktaf tersebut disandikan sebagai
− + + − 0
000 . Format PenyandianB8ZS ditunjukkan pada Gambar 2.16.
Gambar 2.16. Format PenyandianB8ZS [5]
2.2.5.5. High Density Bipolar 3 Zeros (HDB3)
HDB3 adalah suatu kode yang menggantikan string-string dari 4 nol dengan rangkaian yang mengandung satu atau dua pulsa yang disebut kode violation [5]. Jika violation yang terakhir positif, violation ini pasti negatif dan sebaliknya. Format penyandian HDB3 ditunjukkan Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Format PenyandianHDB3 [5]
2.3. IC Base Station
Sebuah sistem immobilizer terdiri dari dua buah sub sistem, yaitu tag dan reader [6]. Dalam sebuah reader, dibutuhkan sebuah base station yang berfungsi sebagai penghubung antara tag dan mikrokontroler. Jenis base station yang digunakan sesuai dengan sistem reader
yang akan dibangun, read only atau read/write. IC U2270B adalah sebuah IC base station tipe
read/write untuk sistem immobilizer. IC U2270B memungkinkan disain sebuah reader dengan sedikit komponen. IC ini sesuai dengan modulasi Manchester atau Bi-phase dan bekerja pada frekuensi carrier 100 KHz sampai dengan 150 KHz dengan laju data 5 Kbaud
pada frekuensi 125 KHz. Gambar 2.18 berikut adalah diagram blok sistem RFID dengan RFID.
Gambar 2.18. Blok Diagram Sistem RFID dengan U2270B [6]
IC ini terdiri dari sebuah osilator, driver, pengkondisi sinyal, dan sumber tegangan (power supplay) [7]. Gambar 2.19 berikut menunjukkan diagram blok komponen-komponen dalam IC U2270B.
Gambar 2.19. Blok Diagram IC U2270B [6]
2.3.1. Konfigurasi Pin
IC U2270B memiliki 16 pin dengan masing-masing fungsi yang berbeda. Gambar 2.20 berikut ini menunjukkan konfigurasi pin pada IC U2270B.
Gambar 2.20. Konfigurasi pin IC U2270B [6]
Tabel 2.1 di bawah ini menunjukkan daftar nama dan keterangan dari masing-masing pin pada IC U2270B.
Tabel 2.1. Deskripsi Pin pada IC 2270B [6]
2.3.2. Deskripsi Fungsi
Sebagaimana telah disebut di atas, IC U2270B terdiri dari sebuah osilator, driver, pengkondisi sinyal, dan sumber tegangan (power supplay) [6]. Berikut merupakan deskripsi mengenai fungsi-fungsi komponen yang terintegrasi dalam IC U2270B.
Pin Simbol Fungsi
1 GND Ground
2 OUTPUT Data output
3 OE Data output enable
4 INPUT Data input
5 MS Mode select coil: common mode/
differential mode
6 CFE Carrier frequency enable
7 DGND Driver ground
8 COIL2 Coil driver 2
9 COIL1 Coil driver 1
10 VEXT External power supply
11 DVS Driver supply voltage
12 Vbatt Battery voltage
13 STANDBY Stanby input
14 VS Internal power supply
15 RF Frequency adjustment
1. Power Supply
IC U2270B dapat dioperasikan dengan satu sumber tegangan eksternal atau dengan dua sumber tegangan eksternal stabil. Dapat juga dioperasikan dengan tegangan baterei 12V dari kendaraan. Sumber teganagan menyediakan dua tegangan output yang berbeda, yaitu Vs dan VEXT. Vs merupakan tegangan sumber tegangan internal untuk seluruh komponen di dalam IC U2270, kecuali untuk rangkaian driver. Pin VS digunakan untuk menghubungkan blok kapasitor. Vs dapat diatur melalui pin STANBY. VEXT merupakan sumber tegangan antena sebelum driver. Tegangan ini juga dapat digunakan untuk mengoperasikan rangkaian eksternal, misalnya mikrokontroler. Bersama dengan transistor NPN, tegangan ini juga memberikan sumber tegangan bagi driver koil antena (pin DVS). Fungsi STANBY dijelaskan dalam tabel 2.2 berikut ini.
Tabel 2.2. Fungsi STANBY [6]
STANBY U2270B
Low Stanby mode
High Active
2. Osilator
Frekuensi dari osilator di dalam IC U2270B dikontrol oleh arus yang masuk ke input
RF (pin RF). Rangkaian yang terintgrasi memastikan batas frekuensi yang bebas dari sumber tegangan, ditentukan oleh resistor (Rt) antara yang dipasang di antara pin RF dan VS. Untuk frekuensi 125 KHz, ditetapkan resistor dengan nilai 110kΩ. Untuk frekuensi lain ( f0) , nilai resistor ditentukan dengan persamaan berikut :
5 14375 0 − = f Rt ... (2.1)
3. Low Pass Filter (LPF)
LPF merupakan filter yang berfungsi melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah. LPF yang terintegrasi dalam IC U2270B berfungsi menghilangkan sinyal pembawa yang masih tersisa dan gangguan sinyal dengan frekuensi tinggi setelah proses demodulasi.
4. Amplifier
Differential amplifier memiliki gain yang tetap, yaitu 30. Gain dan frekuensi cut-off dari rangkaian amplifier yang terintegrasi dapat diatur melalui pin HIPASS. Pin HIPASS merupakan konektor rangkaian amplifier yang terdapat di dalam IC U2270B. Untuk mencapai gain maksimum, pin HIPASS dihubungkan melalui kapasitor (CHP) ke ground. Untuk mencapai gain yang lebih rendah, resistor (RHP) dihubungkan seri dengan kapasitor. Pin HIPASS digunakan untuk menggabungkan tegangan DC (DC
decoupling). Besarnya nilai kapasitor HIPASS (CHP) telah direkomendasikan, ditunjukkan pada Tabel 2.3. Gain (G) dapat dihitung dengan persamaan berikut:
HP i i R R R G + × =30 ... (2.2)
Frekuensi cut-off ( fcut) untuk gain maksimum dapat dihitung dengan persamaan berikut : i HP cut R C f × × × = π 2 1 ... (2.3)
Frekuensi cut-off ( fcut) untuk gain yang lebih rendah dapat dihitung dengan persamaan berikut: ) ( 2 1 HP i HP cut R R C f + × × × = π ... (2.4) i
R adalah resistor internal, nilainya dapat diasumsikan 2,5 kΩ.
Tabel 2.3. Rekomendasi Nilai Kapasitor [6]
Data Rate f=125 KHz CIN CHP
f/32 = 3,9 Kbit/s 680 pF 100 nF
5. Schmitt Trigger
Sinyal yang diproses oleh Schmitt trigger digunakan untuk menekan noise yang mungkin muncul dan digunakan untuk membuat sinyal sesuai dengan kebutuhan mikrokontroler (microcontroller compatible).
6. Driver
Driver mensuplai koil antena dengan energi yang sesuai. Rangkaian driver terdiri dari dua tingkatan output. Output tersebut dapat dioperasikan dalam dua mode berbeda, yaitu common mode dan differential mode.
• Common mode. Dalam mode ini, output dalam phase. Output dapat saling dihubungkan untuk mencapai kemampuan dengan keluaran arus tinggi.
• Differential mode. Tegangan output dalam anti-phase. Koil antena dikendalikan dengan tegangan yang lebih tinggi. Impedansi antena koil lebih tinggi. Karena itu, untuk mencapai sebuah sistem dengan sensitivitas yang lebih baik, mode ini dipilih.
Input CFE digunakan untuk menulis data pada tag. Berbagai fungsi dikontrol melalui
input MS dan CFE. Tabel 2.4 berikut ini merupakan tabel fungsi dari input CFE dan MS.
Tabel 2.4. Fungsi Input CFE dan MS [6]
CFE MS COIL 1 COIL 2
Low Low High High
Low High Low High
High Low
High High
2.3.3. Demodulasi
Modulasi adalah suatu proses dimana parameter sinyal carrier frekuensi tinggi diubah sesuai dengan salah satu parameter sinyal informasi. Dalam hal ini, sinyal pesan disebut juga sinyal pemodulasi. Proses modulasi dilakukan pada bagian pemancar (tag). Proses kebalikannya, yang disebut demodulasi dilakukan pada bagian penerima (reader). Dalam demodulasi, sinyal pesan dipisahkan dari sinyal pembawa frekuensi tinggi.
Proses demodulasi pada aplikasi reader dengan IC U2270B terjadi di luar IC. Jadi,
demodulator merupakan sebuah rangkaian eksternal. Selanjutnya, sinyal hasil proses demodulasi dikirimkan ke pin INPUT dari IC U2270B melalui sebuah rectifier dan kapasitor (decoupling capacitor) [7]. LPF yang terintegrasi dalam IC kemudian menguatkan dan mengkondisikan sinyal untuk mengubahnya menjadi data output digital yang sesuai. Gambar 2.21 berikut merupakan demodulator pada aplikasi reader dengan IC U2270B.
Gambar 2.21. Demodulator pada Aplikasi Reader dengan IC U2270B [8]
Demodulator terdiri dari sebuah dioda (D1), sebuah kapasitor (C1), dan dua buah resistor (R1 dan R2). Sedangkan fungsi high-pass dari coupling kapasitif (C2). Nilai komponen yang diberikan adalah untuk laju data sekitar 4 Kbit/s menggunakan penyandian bi-phase atau
Manchester. Jika laju data yang lebih rendah digunakan, maka nilai C2 juga dinaikkan. Besarnya nilai C2 yang direkomendasikan dapat dilihat pada tabel 2.3.
Gambar 2.22. Demodulator dengan High-Pass Coupling [8]
2.3.4. Penyandian Data
Kode identifikasi dari sebuah tag disandikan dalam sandi Manchester atau sandi bi-phase [8]. Clock dibangkitkan oleh transponder (tag) dari osilasi yang terjadi pada antena
ideal. Timing pada input decoder dipengaruhi juga oleh efek modulasi, demodulasi, dan noise. Sinyal output dari reader juga ditunjukkan pada Gambar 2.24. Sedangkan penyandian
Manchester dan bi-phase ditunjukkan pada Gambar 2.25 dan Gambar 2.26.
Gambar 2.23. Sandi Manchester dan bi-phase [8]
Gambar 2.24. Valid Time Frame untuk Sinyal Output Reader [8]
Gambar 2.26. Penyandian Sandi bi-phase [8]
2.3.5. Aplikasi IC U2270B
Aplikasi IC U2270B memungkinkan sebuah disain reader dengan sedikit komponen [6]. Gambar 2.27 berikut ini merupakan rangkaian aplikasi IC U2270B yang direkomendasikan. Aplikasi ini menggunakan rangkaian eksternal yang sangat minimum. IC U2270B dioperasikan dari satu sumber tegangan, yaitu sebesar 5V.
Gambar 2.27. Rangkaian Aplikasi [6]