Rancang Bangun Alat Sistem Absensi Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) Berbasis Mikrokontroler ATmega328 dengan Compiler Arduino Uno

(1)

DAFTAR PUSTAKA

Muflihun. 2004. Radio Frequency Identification (RFID). EBizzAsia Magazine. 20 September : Vol II : 20.

Erwin. 2004. Radio Frequency Identification. Bandung. Paper Mata Kuliah Keamanan Sistem Informasi Departemen Teknik Elektro ITB. Arduino, 2013. Mifare MFRC522 RFID Reader/Writer,

http://playground.arduino.cc/Learning/MFRC522, diakses 23 Maret 2016. Adi Kurniadi, 2000. Pemrograman Visual Basic, Elex Media Komputindo,

Jakarta.

J. Alam, M. Agus, 2000. Manajemen Database dengan Microsoft Visual Basic, PT Elex Media Komputindo, Jakarta.

(2)

BAB III

METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN

3.1Diagram Blok

Diagram merupakan salah satu cara yang paling sederhana untuk menjelaskan cara kerja dari suatu system. Dengan diagram blok kita dapat menganalisa cara kerja rangkaian dan merancang hardware yang akan dibuat secara umum.

Pada perancangan sistem menggunakan teknologi RFID, prototype dari RFID ini dibagi menjadi beberapa bagian seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1.

TAGS RFID

MODULE ARDUINO

SERIAL COMMUNICATION

DISPLAY AND CONTROL UNIT

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Fungsi tiap blok:

a. Tags adalah chips dan tag-antena, dimana chip berisi informasi dan terhubung dengan tag-antena

b. RFID module adalah membaca data yang dikirim oleh Tags melalui gelombang elektromagnetik dan sebagai komunikasi ke PC

c. Arduino adalah tempat menyimpan program dan otak system hardware d. Komunikasi serial adalah bagian interface komunikasi antara RFID

dengan control unit (PC) dan display.

e. Bagian control unit dan display adalah yang dibuat dengan menggunakan aplikasi pemograman Visual Basic beserta database-nya

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian

(3)

3.3 Sistem RFID

Pada saat saat awal data perintah antara tags dan reader diawali dengan start bit lalu 7 bit data perintah dan ditutup dengan stop bit yang dapat dilihat pada Gambar 3.2 sebagai berikut.

Gambar 3.2 Short Frame

Modul reader tidak bekerja sebelum kartu didekatkan ke modul reader. Ketika kartu didekatkan ke modul reader lalu kartu memberikan respon melalui antenna oleh gelombang elektromagnetik dan mengaktifkan chip yang ada didalam kartu. Setelah terkena medan magnet, lalu kartu off atau mati. Maka chip yang ada didalam menyala dan langsung masuk ke kondisi idle (tidak bekerja atau sedang menunggu perintah) dari readernya. Lalu kode REQA dikirim dari reader ke tags lalu tags dan reader dalam keadaan ready atau saling mendeteksi. Setelah REQA (request) diterima kartu maka kartu langsung mengirim jawaban ke reader bahwa data tersebut sudah terdeteksi di kartu atau tags. Setelah terpilih kartunya atau data yang sudah terdeteksi oleh tags dan reader lalu kondisi siap membaca dan menulis memori kartu dengan modul reader mengirim command lagi ke kartu. Pada kondisi aktif ini maka UID atau data hexadecimal telah didapat dan kartu siap untuk melakukan baca data ataupun menulis data ke memori.

Gambar 3.3 Standard Frame

(4)

1. Mulai dari komunikasi.

2. n* (8 data bit + aneh parity bit), dengan n > 0. Kemudian LSB dari setiap byte ditransmisikan pertama. Setiap byte diikuti oleh odd parity

bit. Odd parity bit P diatur sedemikian rupa sehingga jumlah 1s odd parity bit di (b1 untuk b8, P).

3. Akhir komunikasi.

Pada pengiriman data dari reader ke tag dan tag ke reader terjadi pemilihan data. Data yang diambil adalah di uid0, uid1, uid2, dan uid3. Setiap uid mengirim data hexadesimal sebanyak 1 bit data. Pengiriman data dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Pengiriman data dari PCD (reader) ke PICC (tag) maupun sebaliknya

Pada sistem RFID terdapat dua bagian, yaitu: 1. Bagian tags

(5)

Gambar 3.5 Sistem RFID

3.3.1 Tags

Tags yang digunakan adalah tags pasif. Tag pasif ini memperoleh tenaga dari proses emisi energy elektromagnetis yang berasal dari reader. Secara umum setiap tags memiliki nomor unik yang akan terdeteksi ketika terbaca oleh reader-nya.

Pada aplikasi ini tag yang digunakan adalah tags pasif Mifare UL (Ultralight), dengan frekuensi kerja pada 13,56MHz dan ukuran sebesar 80mm x 55mm, yang merupakan tag dalam bentuk menyerupai ID card dan dapat dilihat pada Gambar 3.6.

Gambar 3.6 Layout RFID Tag 3.3.2 Reader Module

RFID Reader module, terdiri atas reader dan antena yang akan mempengaruhi jarak optimal identifikasi. Reader module akan membaca atau mengubah informasi yang tersimpan didalam Tagmelalui frekuensi radio.

(6)

Gambar 3.7 pin-pin RFID Reader 3.4Rangkaian Buzzer

Buzzer adalah suatu alat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara. Pada umumnya buzzer digunakan untuk alarm, karena penggunaannya cukup mudah yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer akan mengeluarkan bunyi. Frekuensi suara yang di keluarkan oleh buzzer yaitu antara 1-5 KHz. Gambar rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Rangkaian Buzzer

3.5Skema Rangkaian Keseluruhan

(7)

Gambar 3.9 Skema Rangkaian Keseluruhan

3.6Perancangan Cara Kerja Sistem

Pada saat aplikasi absensi yang dijalankan, maka pilih port COM dengan nilai baudrate yang telah disesuaikan pada pengaturan property komponen interface program. Setelah port terpilih maka data yang dikirim oleh reader RFID melalui serial interface siap untuk diterima oleh aplikasi RFID system.

ID kartu akan dibandingkan dengan ID kartu yang ada pada database. Jika ada, maka waktu yang diterima tidak disimpan ke dalam database.

(8)

3.6.1 Flowchart Sistem MULAI CONNECT SERIAL PORT MASUKKAN DATA ADA DATA?

SIMPAN DATA KE DATABASE AMBIL DATA BANDINGKAN DENGAN DATA DATABASE ADA DATA? MASUKKAN KE DATABASE DATA SUDAH MASUK SELESAI TIDAK YA TIDAK YA INISIALISASI RFID

SEBAGAI INPUT, PC DAN BUZZER SEBAGAI OUTPUT DEKATKAN TAGS DENGAN MODUL READER IDENTIFIKASI ID? TIDAK YA A A

(9)

Penjelasan Flowchart, sebagai berikut:

Program dimulai dari start dan dilanjutkan dengan inisialisasi atau deklarasi variable dalam program untuk memetakan memori dan port-port yang akan digunakan untuk keperluan pembacaan RFID dan port-port untuk menampilkan di PC dan menghidupkan Buzzer.

Tags didekatkan ke reader module sehingga terbaca ID untuk setiap kartu yang terbaca selanjutnya ID ini yang digunakan sebagai identitas kartu, lalu dibandingkan dengan data ID yang sudah tersimpan sebelumnya di arduino. Jika ID yang terbaca oleh reader module sama dengan ID yang tersimpan didalam arduino dengan indeksnya adalah data mahasiswa maka dari itu akan terdaftar bahwa ID dengan data mahasiswa tersebut memverifikasi sebagai tanda sah mengabsen. Jika datanya cocok dengan tags maka akan dikirimkan sinyal absensi ke PC melalui komunikasi serial. Dalam hal ini Visual Basic hanya sebagai GUI (Graphic User Interface) atau antarmuka yang dibuat untuk tampilan kepada pengguna dan digunakan untuk menyimpan data ke Microsoft Access lalu di export ke dalam format Microsoft Excel sebagai database.

3.7Desain Aplikasi

Perancangan desain Aplikasi RFID system ini yang didalamnya terdapat 3 bagian, yaitu:

1. Form Port Serial 2. Form Input Data 3. Form Database

Untuk port pemilihan port serial dan baud rate seperti yang terlihat pada Gambar 3.11, didapatkan langsung dari komponen interface yang digunakan.

(10)

Pada perancangan pertama adalah perancangan form input data seperti terlihat pada Gambar 3.12. Form ini digunakan untuk menampilkan ID card dari Tag yang teridentifikasi oleh reader yang secara otomatis dibandingkan dengan database yang ada.

Gambar 3.12 Tampilan Input Data Absensi

Tahap kedua adalah perancangan tampilan database ada 2 yaitu tampilan database data mahasiswa pada Gambar 3.13 dan tampilan database data absensi harian mahasiswa pada Gambar 3.14, yang akan berubah secara otomatis ketika terdapat aktivitas pembacaan Tag.

(11)

(12)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah sistem RFID ini direalisasikan, perlu dilakukan berbagai pengujian untuk mengetetahui cara kerja perangkat dan menganalisa datanya. Selain itu pengujian ini juga dilakukan untuk mengetahui tentang bagaimana pengkondisian system agar aplikasi ini dapat dengan optimal.

Pengujian yang akan dilakukan dibagi menjadi dua tahapan, yaitu sebagai berikut.

1) Pengujian unit system pada blok RFID system

2) Pengujian reader module untuk mengetahui konfigurasi yang paling optimal pada proses pembacaan tags RFID, pengujian tersebut meliputi:

a. Pengujian jarak yang dibutuhkan modul reader dalam pembacaan tag RFID.

b. Pengujian jeda waktu yang diperlukan dalam pembacaan tags RFID. 3) Pengujian perangkat lunak yang pada tampilan aplikasi RFID system.

a. Pengujian Unit Sistem pada Blok RFID Sistem

Pengujian hardware dilakukan dengan memeriksa beberapa fungsi perangkat indicator pada point-point seperti Buzzer dan Display.

Pengujian dilakukan dengan mengamati indicator, pada pengkondisian yang berbeda, guna mengindikasikan kesalahan yang terdapat pada blok system RFID.

i. Pengujian Modul Reader dengan Power Up yang Terkoneksi dengan Aplikasi, dan Tidak Difungsikan Untuk Membaca Tag

(13)

Tabel 4.1 Pengujian modul reader saat power up, dan tidak difungsikan untuk membaca tag

Komponen Status Keterangan

Buzzer OFF Sesuai Rancangan

Display Stand By Sesuai Rancangan

Dari hasil yang didapatkan pada pengujian, Display dalam kondisi stand by yang artinya tampilan default dan buzzer tidak berbunyi mengindikasikan bahwa tidak ada proses pembacaan yang dilakukan oleh reader.

ii. Pengujian Modul Reader dengan Power Up yang Terkoneksi dengan Aplikasi, dan Difungsikan Untuk Membaca Tag

Dari hasil pengujian, didapatkan kondisi indicator untuk blok system RFID seperti yang ditunjukkan pada Tabel 4.2 berikut ini.

Tabel 4.2 Pengujian modul reader saat power up, dan difungsikan untuk membaca tag

Komponen Status Keterangan

Buzzer ON Sesuai Rancangan

Display ID tag tampil Sesuai Rancangan

b. Pengujian Jarak yang Dibutuhkan Modul Reader dalam Pembacaan Tag.

Dari hasil percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil seperti yang terlihat pada Tabel 4.3, dengan presentase keberhasilan seperti yang di perlihatkan pada Gambar 4.1.

Tabel 4.3 Pengujian Jarak yang Dibutuhkan Modul Reader dalam Pembacaan Tag RFID

Jarak Tag terhadap

Reader

(14)

10 cm Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca

9 cm Tidak

Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca

8 cm Tidak

7 cm Tidak

6 cm Tidak

5 cm Tidak

Terbaca

Terbaca Tidak Terbaca

Tidak Terbaca

4 cm Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca

<2 cm Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca

Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa besar jarak antara module reader dengan tags yang mempunyai akurasi pembacaan 100% berkisar pada jarak 3 cm. Seperti yang terlihat pada Gambar 4.1.

0 20 40 60 80 100 120

2 3 4 5 6 7 8 9 10

(15)

c. Pengujian Jeda Waktu yang Diperlukan dalam Pembacaan Tag RFID

Dari hasil percobaan yang dilakukan, didapatkan hasil seperti yang terlihat pada Tabel 4.4, dengan presentase keberhasilan seperti yang di perlihatkan pada Gambar 4.2.

Tabel 4.4 Pengujian Jeda Waktu yang Diperlukan dalam Pembacaan Tag Interval

Waktu Pembacaan

Kartu 1 Kartu 2 Kartu 3 Kartu 4 Kartu 5

0.5 second Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca

1 second Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca Tidak Terbaca

1.5 second Terbaca Terbaca Tidak Terbaca

Terbaca Tidak Terbaca

2 second Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca

>2 second Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca Terbaca

(16)

Gambar 4.2. Grafik presentase keberhasilan interval waktu

d. Pengujian Program Arduino

Pada pengujian alat ini dilakukan dengan cara menghubungkan arduino ke PC menggunakan konektor berupa USB to TTL, sebagai berikut:

#include <SPI.h>

#include <MFRC522.h>

#include <EEPROM.h>

#define RST_PIN 9

#define SS_PIN 10

int buzz = 8;

MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN);

e. Pengujian Program Buzzer

Jika diinputkan logika high dari arduino yang terhubung pada pin 9 maka buzzer akan aktif dan mengeluarkan tegangan 5 volt. Saat diinputkan logika low dari arduino, maka buzzer tidak aktif dan tidak mengeluarkan tegangan.

0 20 40 60 80 100 120

0,5 1 1,5 2 3

P

res

en

tas

e (

%

)

(17)

int buzz = 9; void setup () {

pinMode (buzz, OUTPUT); }

void loop () {

digitalWrite(buzz, HIGH); delay(100);

digitalWrite(buzz,LOW);

}

f. Pengujian Program RFID

Program ini dibuat dengan menggunakan bahasa pemograman C yaitu IDE Arduino. Program ditulis pada editor tersebut sesuai dengan bahasa C.

Hasil pemograman dapat dilihat yaitu sebagai berikut:

void setup() {

Serial.begin(9600); // Initialize serial communications with the PC SPI.begin(); // Init SPI bus

mfrc522.PCD_Init(); // Init MFRC522 pinMode(buzz,OUTPUT);

//ShowReaderDetails(); // Show details of PCD - MFRC522 Card Reader details

Serial.println("Scan PICC to see UID, type, and data blocks..."); }

void loop() {

// Look for new cards

if ( ! mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {

return; }

(18)

if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {

return; }

// Dump debug info about the card; PICC_HaltA() is automatically called mfrc522.PICC_DumpToSerial(&(mfrc522.uid));

}

g. Analisa Perangkat Lunak

Ketika program dijalankan pertama kali harus memilih di form port serial yang dikonfigurasi sesuai dengan pilihan user, seperti terlihat pada Gambar 4.3.

Hanya port dan baud rate yang muncul saja yang bisa digunakan untuk interface dengan menggunakan komponen ini agar terhubung dan absensi dapat dilakukan.

Gambar 4.3 Pemilihan port serial

(19)

Gambar 4.4 Absensi pada form input data

Gambar 4.5 Database untuk data mahasiswa yang sudah masuk

(20)

Gambar 4.6 Data mata kuliah untuk data absensi

Gambar 4.7 Data absensi mahasiswa yang hadir sudah masuk ke database untuk data absensi

Setelah program diujicobakan didapatkan hasil sebagai berikut:

1. Operator dapat merubah, menyimpan dan menghapus database mahasiswa. 2. Pendaftaran Tags baru, dapat dilakukan dengan mendekatkan Tag dengan reader

(21)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1Kesimpulan

Setelah menganalisa dan menguji, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Pembacaan Tag pada prototipe system yang dibuat ini hanya dapat dilakukan terhadap satu Tag dalam satu waktu. Apabila beberapa tag berada dalam range baca reader module, maka Tag dengan jarak paling dekatlah yang akan diidentifikasi oleh reader.

2. Jarak baca maksimum yang diperbolehkan pada pembuatan prototype RFID system ini adalah 4 cm, dengan peluang keberhasilan rata-rata 100%, atau 5 cm dengan peluang keberhasilan 30%.

3. Aplikasi ini hanya dapat dilakukan satu kali rekaman dalam satu hari.

4. Pandaftaran Tag, perubahan atau penambahan data yang berhubungan dengan detail data mahasiswa dapat dilakukan oleh operator.

5. Jeda waktu pembacaan Tag yang diperbolehkan pada pembuatan prototype RFID system adalah 2 detik dengan peluang keberhasilan rata-rata 100% atau 1 detik dengan peluang keberhasilan 40%.

6. Absensi dilakukan setiap mata kuliah yang diajarkan.

5.2Saran

1. Diharapkan pada penelitian skripsi berikutnya, ada yang lebih baik dari pada penelitian ini. Misalnya, Sistem Absensi menggunakan teknologi Biometric ataupun jenis teknologi yang lain.

(22)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1Sejarah RFID

Beberapa orang berpikir bahwa device pertama ditemukan oleh Leon Theremin sebagai suatu tool spionase untuk pemerintahan Rusia sekitar tahun 1945. Hal ini tidak benar sepenuhnya karena alamat Theremin ini sebenarnya suatu alat pendengar yang pasif dan bukan merupakan suatu identification tag. Teknologi yang digunakan oleh RFID sendiri sebenarnya sudah ada sejak tahun 1920 an. Suatu teknologi yang lebih dekat dengan RFID, yang dinamakan IFF transponder, beroperasi pada tahun 1939 dan digunakan oleh Inggris pada Perang Dunia II untuk mengenali pesawat udara musuh atau teman.

2.2RFID (Radio Frequency Identification)

RFID (Radio Frequency Identication) adalah teknologi yang menggabungkan fungsi dari kopling eletromagnetik dan elektrostatik pada porsi frequency radio dari spectrum elektromagnetik, untuk mengidentifikasi sebuah objek. Teknologi RFID mudah digunakan dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain RFID dapat disediakan dalam perangkat yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dapat dibaca dan ditulis (Read/write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi.

Kita dapat melihat diagram sederhana sebuah Sistem RFID, seprti yang terlihat pada Gambar 2.1. Oleh karenanya, dalam mengalokasikan sistem RFID tersebut, terdapat bebrapa hal yang harus diperhatikan, yaitu:

1. Jenis reader yang dipakai, 2. Jenis tag yang digunakan, 3. Frekuensi operasi dari sistem dan

(23)

Gambar 2.1 Diagram Sederhana Sistem RFID Secara Umum.

2.2.1Tags

Tags adalah sebuah alat yang melekat pada obyek yang akan diidentifikasi oleh RFID Reader. RFID Tag dapat berupa perangkat pasif atau aktif. Tag pasif artinya tanpa battery dan Tag aktif artinya menggunakan baterai. Tag pasif lebih banyak digunakan karena murah dan mempunyai ukuran lebih kecil. RFID Tag dapat berupa perangkat read-only yang berarti hanya dapat dibaca saja ataupun perangkat read-write yang berarti dapat dibaca dan ditulis ulang untuk update.

(24)

Gambar 2.2 RFID Tags

Tag RFID sangat bervariasi dalam hal bentuk dan ukuran. Sebagian tag mudah ditandai, misalnya tag anti-pencurian yang terbuat dari plastik keras yang dipasang pada barang-barang di toko. Tag untuk tracking hewan yang ditanam di bawah kulit berukuran tidak lebih besar dari bagian lancip dari ujung pensil. Bahkan ada tag yang lebih kecil lagi yang telah dikembangkan untuk ditanam di dalam serat kertas uang.

Tag pasif adalah tag paling sederhana, yaitu tag yang tidak memiliki catu daya sendiri serta tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader. Sebagai gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan dimungkinkan untuk ditambahkan pada tag, tergantung kepada kapasitas penyimpanannya.

Dalam keadaan yang sempurna, sebuah tag dapat dibaca dari jarak sekitar 10 hingga 20 kaki. Contoh aplikasi tag pasif adalah pada pas transit, pas masuk gedung, barang-barang konsumsi. Harga tag pasif lebih murah dibandingkan harga versi lainnya. Perkembangan tag murah ini telah menciptakan revolusi dalam adopsi RFID dan memungkinkan penggunaannya dalam skala yang luas baik oleh organisasi-organisasi pemerintah maupun industri.

(25)

sinyal ke reader. Sebagian tag semipasif tetap diam hingga menerima sinyal dari reader. Tag semi pasif dapat dihubungkan dengan sensor untuk menyimpan informasi untuk peralatan keamanan kontainer. Rentang baca yang dijangkau tag semipasif dapat mencapai 100 kaki.

Tag aktif adalah tag yang selain memiliki antena dan chip juga memiliki catu daya sendiri dan pemancar serta mengirimkan sinyal kontinyu. Tag versi ini biasanya memiliki kemampuan baca tulis, dalam hal ini data tag dapat ditulis ulang dan/atau dimodifikasi. Tag aktif dapat menginisiasi komunikasi dan dapat berkomunikasi pada jarak yang lebih jauh, hingga 750 kaki, tergantung kepada daya baterainya. Harga tag ini merupakan yang paling mahal dibandingkan dengan versi lainnya.

Sistem RFID terdiri dari dua komponen utama, seperti ditunjukan pada Gambar 2.3, yaitu:

Gambar 2.3 Layout Dasar RFID Tag

Tag RFID diklasifikasikan menjadi lima kelas, yaitu: 1. CLASS0/1-Read Only,Factory programmed

Jenis ini adalah jenis tag paling sederhan, dimana data di tulis sekali ketika dimanufaktur. Lalu memori di-non aktifkan dari segala bentuk pembaruan (updates).

(26)

Dalam kasus ini tag diproduksi tanpa adanya data yang tertulis di dalam memori. Data dapat ditulis oleh pemenufaktur tag, atau oleh pengguna untuk satu kali. Setelah itu tag tidak dapat lagi deprogram, tetapi hanya dapat dibaca.

3. CLASS III-Read Write

Jenis ini merupakan jenis tag yang fleksibel, dimana pengguna mempunyai akses untuk menulis dan membaca data kedalam memori tag.

4. CLASS VI-Read Write with on board sensors

Tag jenis ini mempunyai sensor onboard untuk merekam parameter seperti temperature, tekanan udara dan pergerakan, yang dapat direkam dengan menuliskannya kedalam memori tag. Pembacaan parameter dilakukan ketika terhubung dengan reader, tag bias dari jenis aktif atau semi-pasif.

5. CLASS V-Read Write with integrated transmitters.

Jenis tag ini seperti miniature radio, yang dapat berkomunkasi dengan tag dan peralatan lain, tanpa harus adanya reader. Hal ini berarti tag ini aktif dengan power dari baterai sendiri.

Gambar 2.4 Macam-macam bentuk RFID

(27)

umumnya kecil. Beberapa jenis tag yang sudah diproduksi dan karakteristik dari umum RFID Tag terlihat pada Gambar 2.4 dan Tabel 2.1, yang diantaranya adalah:

1. Tag bebentuk disk atau koin 2. Tag dari bahan kaca

3. Tag dari bahan plastic

4. Tag yang ditanamkan ke dalam metal,kunci, dsb

Tabel 2.1 Karakteristik Umum Tag RFID

Jenis tag Tag pasif Tag semipasif Tag aktif Catu daya Eksternal (dari reader) Baterai internal Baterai internal Rentang

baca

Dapat mencapai 20 kaki

Tipe memori

Umumnya read-only Read-write Read-write

Usia tag Dapat mencapai 20 tahun

2 sampai 7 tahun 5 samapai 10 tahun

Secara teknis, penggunaan teknologi ini memberikan keuntungan yang cukup banyak. Tabel 2.2 berikut memberikan gambaran sekilas mengenai kelebihan teknologi ini.

Tabel 2.2 Kelebihan Contactless Smart Card

Kelebihan Keterangan

Tidak memerlukan kontak fisik Mudah untuk digunakan

Umur kartu lebih lama Akibat tidak adanya kontak fisik pada penggunaannya. Kapasitas memori besar dan

Variatif

Kartu berukuran 1kByte mampu menyimpan lebih dari 200 transaksi

Penggunaan dengan teknologi lain

(28)

Sekuritas tinggi Data terenkripsi pada kanal RF dan atau pada memori

Mampu memproses lebih dari 1 kartu pada waktu yang sama

Adanya manejemen akses jamak, dengan anti collision

Jarak baca variatif Jarak dekat maupun jauh

CSC digolongkan sebagai kartu memori, sehingga sifatnya hanya baca atau tulis saja. Tidak ada pemrosesan lebih lanjut oleh mikroprosesor seperti layaknya pada Chip maupun SIM Card Selular. Tetapi, bilamana dibutuhkan, tersedia pula jenis Contactless Smart Card Dual Interface, yaitu kartu dengan kemampuan Contactless dan prosesing. Kartu jenis ini diproduksi dengan menggabungkan 2 teknologi menjadi satu, yaitu contactless Smart Card dan Microprosesor Smart Card.

Kartu CSC tersedia dengan kapasitas memori yang cukup beragam dari 512 bit, 1, 4, 8, 16 hingga 32 kByte seperti yang telah diproduksi oleh Philips melalui produknya mifare yang ISO 14443 compliance. Sebagai ilustrasi 4kByte kartu mifare mampu menyimpan kurang lebih 235 jenis transaksi.

Teknologi CSC pun mengadopsi teknologi pengaman data, Enkrpsi. Teknologi ini untuk menjamin keamanan data dari penyadapan, pembajakan dan penyalahgunaan informasi pada kartu. Teknologi ini juga mengadopsi teknologi akses jamak untuk proses pembacaan simultan lebih dari satu kartu. Sehingga bila dibutuhkan, dalam satu proses dapat dilakukan transaksi pada lebih dari 1 kartu sekaligus.

2.2.2RFID Reader

RFID Reader, terdiri atas RFID Reader dan antena yang akan mempengaruhi jarak optimal identifikasi. RFID Reader akan membaca atau mengubah informasi yang tersimpan didalam Tagmelalui frekuensi radio.

(29)

Gambar 2.5 Bentuk Fisik RFID Reader

Kelebihan sistem RFID ini lebih unggul dari penggunaan kode bar. Tag dapat dibaca jika lewat di dekat pembaca, bahkan jika itu ditutupi oleh obyek atau tidak terlihat. Tag dapat dibaca dalam wadah, karton, kotak atau lainnya, dan tidak seperti barcode, RFID tag dapat sekaligus dibaca ratusan id pada suatu waktu. Kode Bar hanya dapat dibaca satu per satu menggunakan perangkat saat ini. RFID juga tahan air dan gesekan karena biasanya dikemas dalam chip plastik yang kadang dimasukkan kedalam bodi obyek yang dipasang RFID. Adapun spesifikasi modul reader tersebut dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.3 Spesifikasi Modul Reader MRC522 Chipset MFRC522 Contacless Reader/Writer IC

Frekuensi 13,56 MHz

Jarak Pembacaan kartu < 50mm

Protocol Akses SPI (Serial Peripheral Interface) @ 10Mbps Kecepatan transmisi RF 424kbps (dua arah/bi-directional)/848kbps

Catu daya 3,3 Volt

Konsumsi arus 13-26 mA pada saat operasi baca/tulis, < 80A saat modus siaga

Suhu Operasional -20C s/d +80C

(30)

2.2.3 Kelebihan dan Kelemahan RFID Kelebihan RFID yaitu:

1. Data yang dapat ditampung lebih banyak daripada alat bantu lainnya (kurang lebih 2000 byte)

2. Ukuran sangat kecil (untuk jenis pasif RFID) sehingga mudah ditanamkan dimana-mana

3. Bentuk dan design yang flexibel sehingga sangat mudah untuk dipakai diberbagai tempat dan kegunaan karena chip RFID dapat dibuat dari tinta khusus.

4. Pembacaan informasi sangat mudah, karena bentuk dan bidang tidak mempengaruhi pembacaan, seperti sering terjadi pada barcode, magnetik dll. 5. Jarak pembacaan yang flexibel bergantung pada antena dan jenis chip RFID

yang digunakan.Seperti contoh autopayment pada jalan tol, penghitungan stok pada ban berjalan, access gate.

6. Kecepatan dalam pembacaan data.

Kelemahan RFID yaitu:

(31)

digunakan tag pasif, dan untuk frekuensi tinggi digunakan tag aktif. Pada frekuensi rendah, tag pasif tidak dapat mentransmisikan data dengan jarak yang jauh, karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan elektromagnetik. Akan tetapi komunikasi tetap dapat dilakukan tanpa kontak langsung. Pada kasus ini hal yang perlu mendapatkan perhatian adalah tag pasif harus terletak jauh dari objek logam, karena logam secara signifikan mengurangi fluks dari medan magnet. Akibatnya tag RFID tidak bekerja dengan baik, karena tag tidak menerima daya minimum untuk dapat bekerja. Pada frekuensi tinggi, jarak komunikasi antara tag aktif dengan pembaca RFID dapat lebih jauh, tetapi masih terbatas oleh daya yang ada. Sinyal elektromagnetik pada frekuensi tinggi juga mendapatkan pelemahan (atenuasi) ketika tag tertutupi oleh es atau air. Pada kondisi terburuk, tag yang tertutup oleh logam tidak terdeteksi oleh pembaca RFID. Ukuran antena yang harus digunakan untuk transmisi data bergantung dari panjang gelombang elektromagnetik. Untuk frekuensi yang rendah, maka antenna harus dibuat dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan RFID dengan frekuensi tinggi.

2. Akan terjadi kekacauan informasi jika terdapat lebih daripada 1 chip RFID melalui 1 alat pembaca secara bersamaan, karena akan terjadinya tabrakkan informasi yang diterima oleh pembaca (kendala ini dapat terselesaikan oleh kemampuan akan kecepatan penerimaan data sehingga chip RFID yang masuk belakangan akan dianggap sebagai data yang berikutnya).

3. Jika terdapat frekuensi overlap (dua frekuensi dari pembaca berada dalam satu area) dapat memberikan informasi data yang salah pada komputer/pengolah data sehingga tingkat akuransi akan berkurang (permasalahan ini dipecahkan dengan cara pengimplementasian alat diteksi tabrakan frekuensi atau menata peletakan area pembacaan sehingga dapat menghindari tabrakan).

4. Gangguan akan terjadi jika terdapat frekuensi lain yang dipancarkan oleh peralatan lainnya yang bukan diperuntukkan untuk RFID, sehingga chip akan merespon frekuensi tersebut (frekuensi Wifi, handphone, radio pemancar, dll). 5. Privasi seseorang akan secara otomatis menjadi berkurang, karena siapa saja

(32)

tersebut memiliki alat pembaca, sebagai contoh seseorang dapat membaca jumlah uang yang dimiliki orang lain didalam dompetnya.

2.2.4 Prinsip Kerja RFID

Prinsip kerja RFID secara umum yaitu RFID berkerja dengan mengirimkan data biner sebesar 64 bit dan menghasilkan gelombang carrier sebesar 127 KHz sampai dengan 2,4 GHz. Proses pengiriman data ini terjadi karena adanya pengaruh medan elektromagnetik yang dihasilkan oleh RFID reader. Teknologi RFID didasarkan pada prinsip kerja gelombang elektromagnetik, dimana:

1. Komponen utama dari RFID tag adalah chips dan tag-antena yang biasa disebut dengan inlay, dimana chip berisi informasi dan terhubung dengan tag-antena.

2. Informasi yang berada atau tersimpan dalam chip ini akan terkirim atau terbaca melalui gelombang elektromagnetik setelah tag-antena mendapatkan atau menerima pancaran gelombang elektromagnetik dari reader-antenna (interogator). RFID reader ini yang sekaligus akan meneruskan informasi pada application server.

Salah satu keistimewaannya RFID ini tidak memerlukan catu daya pada saat melakukan pengidentifikasian karena telah tersedia catu daya yang berasal dari RFID reader berupa medan magnetik (Self Powering). Data yang dikirim dari RFID tag ke RFID reader berupa deretan angka biner yang merepresentasikan identitas yang dimiliki oleh pemilik RFID tag tersebut, biasanya berupa ID. Selanjutnya data yang diterima oleh RFID reader akan diinputkan ke komputer dan mencocokkan ID dengan database yang telah di input sebelumnya.

2.2.5 Antena

Antena adalah unsure yang penting untuk menentukan jarak baca antara Reader dengan RFID Tag dan juga seberapa luas area pembacaan, karena itu ada beberapa satuan antenna yang perlu diperhatikan antara lain:

a. Penguatan Antena (Gain antenna biasanya dalam Bisotropic decibel) b. Polarisasi gelombang (circularly atau linearly)

(33)

2.2.6 Format Data

Output yang memiliki format ASCII memiliki struktur sebagai berikut:

0x02 Data ASCII Hex 10 2 Karakter ASCII CR LF 0x03 (1byte) Byte (10bytes) Checksum (2byte) (1byte) (1byte) (1byte)

Checksum adalah hasil dari operasi aritmatika “Exclusive OR” (XOR) dari kesepuluh data hexadecimal berformat ASCII pada memori. Checksum digunakan untuk memeriksa bahwa keseluruhan data benar dengan mengoreksi kembali data yang diterima dan dibandingkan dengan checksum, hasilnya harus sama. Untuk mendapatkan hasil checksum dari kesepuluh data tersebut, tiap byte data dikonversi menjadi biner terlebih dahulu kemudian dilakukan operasi XOR satu per satu. Hasilnya dikonversi kembali ke hexadecimal.

Hasil checksum disatukan dengan data diakhir pembacaanya. Dalam pembacaan RFID kebanyakan data checksum ini juga disertakan sebagai data dari RFID sehingga keseluruhan pembacaan menjadi 12 byte.

2.2.7 Frekuensi Radio pada RFID

Pemilihan frekuensi radio merupakan kunci karakteristik operasi sistem RFID. Secara umum tingginya frekuensi mengindikasikan jauhnya jarak baca. Frekuensi yang lebih tinggi mengindikasikan jarak baca yang lebih jauh. Pemilihan tipe frekuensi juga dapat ditentukan oleh tipe aplikasinya. Aplikasi tertentu lebih cocok untuk salah satu tipe frekuensi dibandingkan dengan tipe lainnya karena gelombang radio memiliki perilaku yang berbeda-beda menurut frekuensinya. Sebagai contoh, gelombang LF memiliki kemampuan penetrasi terhadap dinding tembok yang lebih baik dibandingkan dengan gelombang dengan frekuensi yang lebih tinggi, tetapi frekuensi yang lebih tinggi memiliki laju data (data rate) yang lebih cepat.

(34)

Berikut ini adalah empat frekuensi utama yang digunakan oleh sistem RFID. a. Band LF berkisar dari 125 KHz hingga 134 KHz. Band ini paling sesuai untuk

penggunaan jarak pendek (short-range) seperti sistem antipencurian, identifikasi hewan dan sistem kunci mobil.

b. Band HF beroperasi pada 13.56 MHz. Frekuensi ini memungkinkan akurasi yang lebih baik dalam jarak tiga kaki dan karena itu dapat mereduksi risiko kesalahan pembacaan tag. Sebagai konsekuensinya band ini lebih cocok untuk pembacaan pada tingkat item (item-level reading). Tag pasif dengan frekuensi 13.56 MHz dapat dibaca dengan laju 10 to 100 tag perdetik pada jarak tiga kaki atau kurang. Tag RFID HF digunakan untuk pelacakan barang-barang di perpustakaan, toko buku, kontrol akses gedung, pelacakan bagasi pesawat terbang, pelacakan item pakaian.

c. Band UHF beroperasi di sekitar 900 MHz dan dapat dibaca dari jarak yang lebih jauh dari tag HF, berkisar dari 3 hingga 15 kaki. Tag ini lebih sensitif terhadap faktor-faktor lingkungan daripada tag-tag yang beroperasi pada frekuensi lainnya. Band 900 MHz muncul sebagai band yang lebih disukai untuk aplikasi rantai supply disebabkan laju dan rentang bacanya. Tag UHF pasif dapat dibaca dengan laju sekitar 100 hingga 1000 tag perdetik. Tag ini umumnya digunakan pada pelacakan kontainer, truk, trailer, terminal peti kemas.

[image:34.595.111.487.652.738.2]

d. Tag yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro, biasanya 2.45 GHz dan 5.8 GHz, mengalami lebih banyak pantulan gelombang radio dari obyek-obyek didekatnya yang dapat mengganggu kemampuan reader untuk berkomunikasi dengan tag. Tag RFID gelombang mikro biasanya digunakan untuk manajemen rantai supply. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Tabel 2.3 berikut.

Tabel 2.4 Frekuensi RFID Yang Umum Beroperasi Pada Tag Pasif

Gelombang Frekuensi Rentang dan laju baca

LF 125 Khz - Dapat mencapai jarak ± 30 cm

- Kecepatan baca rendah

(35)

- Kecepatan baca sedang

UHF 860-930 Mhz - Dapat mencapai jarak ± 4 Meter

- Kecepatan baca tinggi Gelombang

mikro

2,45/5,8 Ghz - Dapat mencapai jarak diatas 5 meter

- Kecepatan baca tinggi

Perangkat RFID akan berkomunikasi jika bekerja pada frekuensi yang sama. Sejalan dengan karakteristik frekuensi yang berbeda-beda dan kebutuhan atau kondisi lapangan yang juga sangat bervariasi dalam penerapan RFID, maka saat ini telah berkembang solusi RFID untuk 4 macam frekuency-band, yaitu:

1. Low Frequency : 125-134 kHz 2. High Frequency : 13,56 MHz 3. Ultra High Frequency : 868-956 MHz 4. Microwave : 2,45 GHz

2.3Arduino Uno

Arduino Uno adalah board berbasis mikrokontroler pada ATmega328. Board ini memiliki 14 digital input / output pin (dimana 6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack listrik tombol reset. Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa didapat dari adaptor AC-DC atau baterai untuk menggunakannya.

Agar sebuah mikrokontroler dapat berfungsi, maka mikrokontroler tersebut memerlukan komponen eksternal yang kemudian disebut dengan sistem minimum. Untuk membuat sistem minimal paling tidak dibutuhkan sistem clock dan reset, walaupun pada beberapa mikrokontroler sudah menyediakan sistem clock internal, sehingga tanpa rangkaian eksternal pun mikrokontroler sudah beroperasi. Untuk merancang sebuah sistem berbasis mikrokontroler, kita memerlukan perangkat keras dan perangkat lunak, yaitu:

1. Sistem minimum mikrokontroler

(36)

Yang dimaksud dengan sistem minimum adalah sebuah rangkaian mikrokontroler yang sudah dapat digunakan untuk menjalankan sebuah aplikasi. Sebuah IC mikrokontroler tidakakan berarti bila hanya berdiri sendiri. Pada dasarnya sebuah sistem minimal mikrokontroler AVR memiliki prinsip yang sama, yang terdiri dari 4 bagian, yaitu :

1. Prosesor, yaitu mikrokontroler itu sendiri

2. Rangkaian reset agar mikrokontroler dapat menjalankan program mulai dari awal

3. Rangkaian clock, yang digunakan untuk memberi detak pada CPU 4. Rangkaian catu daya, yang digunakan untuk memberi sumberdaya

Pada mikrokontroler jenis tertentu (AVR misalnya), poin-poin pada no 2 dan 3 sudah tersedia didalam mikrokontroler tersebut dengan frekuensi yang sudah diseting dari vendornya (biasanya 1MHz,2MHz,4MHz,8MHz), sehingga pengguna tidak perlu memerlukan rangkaian tambahan, namun bila ingin merancang sistem dengan spesifikasi tertentu (misal ingin komunikasi dengan PC atau handphone), maka pengguna harus menggunakan rangkaian clock yang sesuai dengan karakteristik PC atau HP tersebut, biasanya menggunakan kristal 11,0592 MHz, untuk menghasilkan komunikasi yang sesuai dengan baud rate PC atau HP tersebut.

Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut :

(37)

[image:37.595.199.432.118.281.2]

- Circuit Reset

Gambar 2.6 Board Arduino Uno

Deskripsi Arduino UNO:

Tabel 2.5 Deskripsi Arduino Uno

Mikrokontroller Atmega328

Operasi Voltage 5V

Input Voltage 7-12 V (Rekomendasi)

Input Voltage 6-20 V (limits)

I/O 14 pin (6 pin untuk PWM)

DC Current for 3.3V Pin 50 mA

DC Current per I/O Pin 40 mA

Flash Memory 32 KB

Bootloader SRAM 2 KB

EEPROM 1 KB

Kecepatan 16 MHz

2.3.1 Catu Daya

[image:37.595.93.508.398.633.2]

(38)

cara menghubungkannya plug pusat-positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari baterai dapat dimasukkan ke dalam header pin Gnd dan Vin dari konektor Power.

[image:38.595.146.451.269.441.2]

Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt dan board mungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7-12 volt. Port-port tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Power Supply Arduino Port Penjelasan Power PIN:

a. VIN - Input voltase board saat anda menggunakan sumber catu daya luar (adaptor USB 5 Volt atau adaptor yang lainnya 7-12 volt), Anda bisa menghubungkannya dengan pin VIN ini atau langsung ke jack power 5V. DC power jack 12V), Kabel konektor USB (5V) atau catu daya lainnya (7-12V). Menghubungkan secara langsung power supply luar (7-12V) ke pin 5V atau pin 3.3V dapat merusak rangkaian Arduino ini.

b. 3V3 - Pin tegangan 3.3 volt catu daya umum langsung ke board. Maksimal arus yang diperbolehkan adalah 50 mA

c. GND - Pin Ground

(39)

2.3.2 Memori

ATmega328 memiliki memory 32 KB (dengan 0.5 KB digunakan sebagai bootloader). Memori 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM (yang dapat baca tulis dengan libari EEPROM).

2.3.3 Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin UNO dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan perintah fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead() yang menggunakan tegangan operasi 5 volt. Tiap pin dapat menerima arus maksimal hingga 40mA dan resistor internal pull-up antara 20-50kohm, beberapa pin memiliki fungsi kekhususan antara lain:

a. Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Sebagai penerima (RX) dan pemancar (TX) TTL serial data. Pin ini terkoneksi untuk pin korespondensi chip ATmega8U2 USB-toTTL Serial.

b. External Interrupts: 2 dan 3. Pin ini berfungsi sebagai konfigurasi trigger saat interupsi value low, naik, dan tepi, atau nilai value yang berubah-ubah.

c. PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Melayani output 8-bit PWM dengan fungsi analogWrite().

d. SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin yang support komunikasi SPI menggunakan SPI library.

e. LED: 13. Terdapat LED indikator bawaan (built-in) dihubungkan ke digital pin 13, ketika nilai value HIGH led akan ON, saat value LOW led akan OFF. f. Uno memiliki 6 analog input tertulis di label A0 hingga A5,

masing-masingnya memberikan 10 bit resolusi (1024). Secara asal input analog tersebut terukuru dari 0 (ground) sampai 5 volt, itupun memungkinkan perubahan teratas dari jarak yang digunakan oleh pin AREF dengan fungsi analogReference().

(40)

h. AREF. Tegangan referensi untuk input analog. digunakan fungsi analogReference().

i. Reset. Meneka jalur LOW untuk mereset mikrokontroler, terdapat tambahan tombol reset untuk melindungi salah satu blok.

2.3.4 Komunikasi

[image:40.595.226.374.482.613.2]

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke board Arduino. RX dan TX LED di board akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan komunikasi inteface pada sistem.

Gambar 2.8 Bentuk Fisik Kabel USB Board Arduino Uno

2.3.5 Programming

(41)

Para ATmega328 pada Arduino uno memiliki bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload program baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Ini berkomunikasi menggunakan protokol dari bahas C. Sistem dapat menggunakan perangkat lunak FLIP Atmel (Windows) atau programmer DFU (Mac OS X dan Linux) untuk memuat firmware baru. Atau Anda dapat menggunakan header ISP dengan programmer eksternal .

A. Bahasa Pemograman Arduino

Seperti yang telah dijelaskan diatas program Arduino sendiri menggunakan bahasa C. walaupun banyak sekali terdapat bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language) seperti pascal, basic, cobol, dan lainnya. Walaupun demikian, sebagian besar dari paraprogramer profesional masih tetap memilih bahasa C sebagai bahasa yang lebih unggul, berikut alasan-alasannya:

a. Bahasa C merupakan bahasa yang powerful dan fleksibel yang telah terbukti dapat menyelesaikan program-program besar seperti pembuatan sistem operasi, pengolah gambar (seperti pembuatan game) dan juga pembuatan kompilator bahasa pemrograman baru.

b. Bahasa C merupakan bahasa yang portabel sehingga dapat dijalankan di beberapa sistem operasi yang berbeda. Sebagai contoh program yang kita tulis dalam sistem operasi windows dapat kita kompilasi didalam sistem operasi linux dengan sedikit ataupun tanpa perubahan sama sekali.

c. Bahasa C merupakan bahasa yang sangat populer dan banyak digunakan oleh programer berpengalaman sehingga kemungkinan besar library pemrograman telah banyak disediakan oelh pihak luar/lain dan dapat diperoleh dengan mudah. d. Bahasa C merupakan bahasa yang bersifat modular, yaitu tersusun atas rutin-rutin tertentu yang dinamakan dengan fungsi (function) dan fungsi-fungsi tersebut dapat digunakan kembali untuk pembuatan program-program lainnya tanpa harus menulis ulang implementasinya.

(42)

f. Struktur penulisan program dalam bahasa C harus memiliki fungsi utama, yang bernama main(). Fungsi inilah yang akan dipanggil pertama kali pada saat proses eksekusi program. Artinya apabila kita mempunyai fungsi lain selain fungsi utama, maka fungsi lain tersebut baru akan dipanggil pada saat digunakan.

B. Software Arduino

Arduino Uno dapat diprogram dengan perangkat lunak Arduino. Pada ATMega328 di Arduino terdapat bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru untuk itu tanpa menggunakan programmer hardware eksternal.

IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari:

1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengeditprogram dalam bahasa Processing.

2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh mikrokontroler adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.

3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory didalam papan Arduino.

Sebuah kode program Arduino umumnya disebut dengan istilah sketch. Kata “sketch” digunakan secara bergantian dengan “kode program” dimana keduanya memiliki arti yang sama.

Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Ini berjalan pada Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan Pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

Dalam bahasa pemograman memiliki beberapa variabel yaitu sebagai berikut:

(43)

- int (integer)

Variabel yang paling sering digunakan dan dapat menyimpan data sebesar 2 bytes (16 bits).

- long (long)

Biasa digunakan jika nilai datanya lebih besar dari integer. Menggunakan 4 bytes (32 bits).

- boolean (boolean)

Variabel yang hanya menyimpan nilai TRUE dan FALSE saja. Hanya menggunakan 1 bit saja.

- float(float)

Digunakan untuk floating point pada nilai decimal. Memory yang digunakan 4 bytes (32 bits).

- char(character)

Menyimpan character berdasarkan ASCII kode (contoh: 'A'=65). Menggunakan 1 byte (8 bits).

[image:43.595.189.405.522.735.2]

Pada software arduino ide memiliki kode digital dan analog yang digunakan pada pemograman arduino. Kode digital dan analog dapat dilihat yaitu sebagai berikut:

(44)

2.3.6 Otomatis Software Reset

Tombol reset Uno Arduino dirancang untuk menjalankan program yang tersimpan didalam mikrokontroller dari awal. Tombol reset terhubung ke Atmega328 melalui kapasitor 100nf. Setelah tombol reset ditekan cukup lama untuk me-reset chip, software IDE Arduino dapat juga berfungsi untuk meng-upload program dengan hanya menekan tombol upload di software IDE Arduino.

2.4Mikrokontroler ATmega328

ATmega 328 adalah chip mikrokontroler 8-bit berbasis AVR-RISC buatan Atmel.Chip ini memiliki 32 KB memori ISP flash dengan kemampuan baca-tulis (read write), 1 KB EEPROM, dan 2 KB SRAM. Dari kapasitas memori Flash nya yang sebesar 32 KB itulah chip ini diberi nama ATmega328. Chip lain yang memiliki memori 8 KB diberi nama ATmega8, dan ATmega16 untuk yang memiliki memori 16 KB.

(45)

[image:45.595.75.499.127.346.2]

Gambar 2.10 Pin Mikrokontroler ATmega328

2.4.1 Fitur AVR ATMega328

ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).

Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

• 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu

siklus clock.

• 32 x 8-bit register serba guna.

• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

• 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang

menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

• Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

(46)

• Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse

Width Modulation) output.

• Master / Slave SPI Serial interface.

Mikrokontroler ATmega328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.

Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data.

Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit.

(47)

Berikut ini adalah tampilan architecture ATmega328 :

[image:47.595.129.473.110.456.2]

Gambar 2.11 Architecture ATmega328

[image:47.595.110.487.468.737.2]

(48)

[image:48.595.87.484.86.318.2]

Gambar 2.13 Konfigurasi Port C

Gambar 2.14 Konfigurasi Port D

2.5 Buzzer

[image:48.595.89.484.356.623.2]

(49)

[image:49.595.250.350.235.347.2]

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. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Gambar 2.15 Bentuk Fisik Buzzer

2.6 GUI (Graphic User Interface)

GUI (Graphical User Interface) adalah antarmuka pada sistem operasi atau komputer yang menggunakan menu grafis agar mempermudah para pengguna-nya untuk berinteraksi dengan komputer atau sistem operasi.

Jadi, GUI merupakan antarmuka pada sistem operasi komputer yang menggunakan menu grafis. Menu grafis ini maksudnya terdapat tampilan yang lebih ditekankan untuk membuat sistem operasi yang user-friendly agar para pengguna lebih nyaman menggunakan komputer. Menu grafis itu ya seperti ada grafis-grafis atau gambar-gambar dan tampilan yang tujuannya untuk memudahkan para pengguna menggunakan sistem operasi. Adapun Kelebihan dan kekurangan dari GUI adalah:

Kelebihan GUI :

1. Desain Grafis lebih menarik.

2. GUI memungkinkan user untuk berinteraksi dengan komputer secara lebih baik. 3. Memudahkan pengguna.

(50)

5. Resolusi gambar yang tinggi.

Kekurangan GUI :

1. Memakan memory yang sangat besar. 2. Bergantung pada perangkat keras.

3. Membutuhkan banyak tempat pada layar komputer. 4. Tidak fleksibel.

2.7Database

(51)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Semakin meningkatnya dan semakin majunya teknologi yang ada saat ini terutama

dalam bidang elektronika dan telekomunikasi. Salah satu teknologi yang berkembang pesat

penggunaannya adalah Radio Frequency Identification (Pengidentifikasi Gelombang

Frekuensi Radio) atau yang biasa dikenal sebagai RFID. Penggunaannya sudah marak

digunakan dalam berbagai bidang, mulai dari olahraga, tranportasi, inventarisasi maupun

identifikasi.

Absensi perkuliahan merupakan satu proses pencatatan kehadiran dalam mengikuti

kegiatan belajar mengajar dalam perkuliahan. Saat ini absensi perkuliahan di Universitas

Sumatera Utara dilakukan secara konvensional yaitu mahasiswa menandatangani form

absensi kehadiran berdasarkan matakuliah yang sedang dilakukan. Form absensi yang telah

ditandatangani oleh mahasiswa, kemudian diinputkan kedalam sitem absensi perkuliahan

online oleh Dosen sehingga mahasiswa dapat memeriksa kembali absensi kehadirannya.

Terkadang data absensi yang dimasukkan kedalam sistem juga terjadi kesalahan input dan

ketidaksesuaian dengan data yang sebenarnya.

Teknologi RFID (Radio Frequency Identification) merupakan teknologi yang dapat melakukan many-to-many communication (banyak reader dapat membaca satu tag, maupun satu reader dapat membaca banyak tag). Dengan kelebihannya tersebut teknologi RFID

dapat diimplementasikan juga sebagai media pendukung dalam kelancaran proses

perkuliahaan.

(52)

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut :

1. Bagaimana membangun sistem absensi otomatis mahasiswa menggunakan RFID.

2. Bagaimana sistem kerja dari RFID (Radio Frequency Identification) yang digunakan untuk mengidentifikasi data identitas sebuah objek.

3. Bagaimana sistem menyimpan hasil data kehadiran mahasiswa ke dalam database.

1.3.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan penelitian ini adalah:

1. Membangun sistem absensi mahasiswa menggunakan RFID system dengan

komunikasi terpusat.

2. Mengetahui jarak baca pada saat tags didekatkan ke reader module dengan peluang keberhasilan 100%.

3. Mengetahui jeda waktu pembacaan Tag dengan peluang keberhasilan 100%.

1.4. Batasan Masalah

Untuk membatasi masalah-masalah yang ada, maka penulis membatasi ruang lingkup masalah sebagai berikut:

1. Sistem dengan periperal berupa RFID receiver (reader module) dan RFID transponder (RFID tags).

2. Reader module yang digunakan tipe MRC522 menangkap gelombang dari tags. 3. Komunikasi antara RFID receiver dengan PC hanya menggunakan sistem

komunukasi serial RS232.

4. Hasil pengolahan data akan ditampilkan pada Aplikasi RFID system dan disimpan pada database dalam bentuk Microsoft Excel.

5. Untuk percobaan alat hanya menggunakan 5 tags (kartu).

1.5. Manfaat Penelitian

(53)

1. Dengan sistem ini dapat mengurangi kesalahan dalam menginput data. 2. Menambah fungsi kegunaan dari Kartu Tanda Mahasiswa (KTM).

1.6. Sistematika Penulisan

Untuk memberikan gambaran pada mengenai skripsi ini, secara singkat dapat diuraikan sistematika penulisan sebagai berikut:

BAB 1. PENDAHULUAN

Pada bab ini berisi latar belakang masalah, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penelitian, teknik pengumpulan data dan sistematika penulisan.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini akan membahas mengenai teori RFID Reader module, arduino dan database mulai dari cara kerjanya sampai komponen yang diperlukan.

BAB 3. METODE PENELITIAN

Bab ini akan membahas mengenai perancangan sistem ini menggunakan teknologi RFID, berisikan tentang garis besar perancangan perangkat keras dan lunak yang dilibatkan dalam pembuatan sistem ini menggunakan teknologi RFID beserta penjelasan sistem secara umum.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisikan tentang pengujian perangkat keras dan perangkat lunak.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

(54)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification)

BERBASIS

MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER

ARDUINO UNO

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah prototype sistem absensi mahasiswa Universitas Sumatera Utara dengan menggunakan Radio Frequency Identification (RFID) yang terintegrasi dengan database untuk mendukung program peningkatan kinerja secara keseluruhan sebagai pengganti sistem absensi manual. Perangkat lunak yang digunakan Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access dan Microsoft Excel sebagai tempat untuk membuat program absensi. Dari Visual Studio 2010Express akan membuat Graphical User Interface (GUI). GUI terdiri dari 3 form, yaitu formportserial, forminputdata dan formdatabase. Perangkat lunak ini dibuat untuk memudahkan admin untuk merekap kehadiran mahasiswa.

Prototype sistem RFID ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu tag yang akan digunakan sebagai pengganti ID card dan reader yang digunakan untuk membaca informasi menyangkut kehadiran mahasiswa, integrasi database pada sistem ini akan memungkinkan data untuk langsung disimpan secara otomatis ke dalam database.

Adapun hasil dari sebuah prototype dari sistem RFID yang memiliki fungsi untuk menyimpan data kehadiran mahasiswa dengan jarak baca maksimum 3cm dengan peluang keberhasilan rata-rata 100% dan interval waktu pembacaan minimum 2 detik untuk fungsinya secara optimal.

(55)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

BERBASIS

ARDUINO UNO

ABSTRACT

This study aim to develop a prototype of RFID attendance system Students University of North Sumatera by using Radio Frequency Identification (RFID) integrated with a database to support the overall performance as a substitute for manual attendance systems. This software uses Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access and Microsoft Excel as a resource for writing attendance program. From Visual Studio 2010 Express will make Graphical User Interface (GUI). The GUI consist of 3 form such form formportserial, forminputdata and formdatabase. This software is written to make easier for administrator to record the student attendance based on subject and lecturer.

The prototype of RFID attendance systems consist of several main components such as tags that will be used as a replacement of id cards, and reader that will read the information related to the students attendance. The integrated databae will allow the system to automatically store data directly to the database.

As for the results of this final project is a prototype of RFID attendance system which has a function to store students attendance data, with a maximum reading range of 3 cm, with success probability of 100% and the minimum interval between readings of 2 seconds in order to archive an optimal functionability.

(56)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

BERBASIS

ARDUINO UNO

SKRIPSI

FAQIH HARSENO SABIL

140821018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(57)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification)

BERBASIS

ARDUINO UNO

SKRIPSI

Diajukan Untuk Melengkapi Tugas dan Memenuhi Syarat Mencapai

Gelar Sarjana Sains

FAQIH HARSENO SABIL

140821018

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(58)

PERSETUJUAN

Judul : Rancang Bangun Alat Sistem Absensi Mahasiswa Menggunakan RFID (Radio Frequency

Identification) Berbasis Mikrokontroler ATmega328 dengan Compiler Arduino Uno

Kategori : Skripsi

Nama : Faqih Harseno Sabil

Nomor Induk Mahasiswa : 140821018

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Agustus 2016

Pembimbing I

Dr. Marhaposan Situmorang NIP.195510301980031003

Diketahui/disetuji oleh Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua,

(59)

PERNYATAAN

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Agustus 2016

(60)

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirobbil’alamin,

Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Alat Sistem Absensi Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) Berbasis Mikrokontroler ATmega328 dengan Compiler Arduino Uno. Tak lupa juga sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis.

Demi kelancaran dalam penyelasaian laporan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak terutama khususnya kepada kedua orang tua tercinta Ayahanda Hardi Sunoto, SE dan Ibunda Sri Uniaty beserta saudara kandung penulis Abangda Widagdo Harun Al Rasyid, SE dan Adinda Jehan Safat Ningrat yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa tersusunnya skripsi ini dari Do’a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai dosen pembimbing yang telah membantu penulis dalam memberikan kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini.

2. Bapak dosen penguji, Drs. Kurnia Brahmana,M.Si., Dr. Bisman P,M.Eng.Sc., Drs. Aditia Warman,M.Si yang telah memberikan kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini.

(61)

4. Kepada Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Robotik Sikonek Universitas Sumatera Utara, sebagai wadah penulis belajar ilmu elektronika dan Dolly H. Manik, Roby Yetsun Jaya dan semua teman-teman yang telah memberikan dukungan semangat kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini. 5. Bang Dwi Budi Prasetyo, ST dan Bobby Putra Johan, yang telah membantu

penulis dalam berdiskusi ketika penulis mengalami kesulitan dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Bapak Sindu Artovan dan Bapak Maimun Effendi yang telah memberikan dukungan yang luar biasa kepada penulis.

7. Teman-teman seperjuangan yang sudah susah senang sama-sama selama kuliah di jurusan fisika ini, Nuril Akhyar, Jepri Purwanto, Dian Hermaya, Muhammad Irsan, Abdullah Nasution, Juli Suhartika, Devi Larasati, Ketty, Abral dan lain-lain.

8. Nurhamidah Rizki Lubis, yang telah memberikan doa yang terbaik buat penulis. 9. Teman-teman Metrologi, Fadhly, Gatra, Cahya, Ivon, Ocak, Anie, Nisa, Astrid,

Vadhya dan lain-lain yang telah memberikan semangat kepada penulis. 10. Teman-teman di Jumpoint.

11. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satu per satu.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini.

Semoga skripsi ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Agustus 2016

Hormat Saya,

(62)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

BERBASIS

ARDUINO UNO

ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah prototype sistem absensi mahasiswa Universitas Sumatera Utara dengan menggunakan Radio Frequency Identification (RFID) yang terintegrasi dengan database untuk mendukung program peningkatan kinerja secara keseluruhan sebagai pengganti sistem absensi manual. Perangkat lunak yang digunakan Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access dan Microsoft Excel sebagai tempat untuk membuat program absensi. Dari Visual Studio 2010Express akan membuat Graphical User Interface (GUI). GUI terdiri dari 3 form, yaitu formportserial, forminputdata dan formdatabase. Perangkat lunak ini dibuat untuk memudahkan admin untuk merekap kehadiran mahasiswa.

Prototype sistem RFID ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu tag yang akan digunakan sebagai pengganti ID card dan reader yang digunakan untuk membaca informasi menyangkut kehadiran mahasiswa, integrasi database pada sistem ini akan memungkinkan data untuk langsung disimpan secara otomatis ke dalam database.

Adapun hasil dari sebuah prototype dari sistem RFID yang memiliki fungsi untuk menyimpan data kehadiran mahasiswa dengan jarak baca maksimum 3cm dengan peluang keberhasilan rata-rata 100% dan interval waktu pembacaan minimum 2 detik untuk fungsinya secara optimal.

(63)

RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA

BERBASIS

ARDUINO UNO

ABSTRACT

This study aim to develop a prototype of RFID attendance system Students University of North Sumatera by using Radio Frequency Identification (RFID) integrated with a database to support the overall performance as a substitute for manual attendance systems. This software uses Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access and Microsoft Excel as a resource for writing attendance program. From Visual Studio 2010 Express will make Graphical User Interface (GUI). The GUI consist of 3 form such form formportserial, forminputdata and formdatabase. This software is written to make easier for administrator to record the student attendance based on subject and lecturer.

The prototype of RFID attendance systems consist of several main components such as tags that will be used as a replacement of id cards, and reader that will read the information related to the students attendance. The integrated databae will allow the system to automatically store data directly to the database.

As for the results of this final project is a prototype of RFID attendance system which has a function to store students attendance data, with a maximum reading range of 3 cm, with success probability of 100% and the minimum interval between readings of 2 seconds in order to archive an optimal functionability.

(64)