PERANCANGAN SISTEM ABSENSI DENGAN RFID
MENGGUNAKAN CUSTOM RFID READER
Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan program Sarjana S1 di Jurusan Teknik Elektro
Oleh : Hesty Lestari
13105020
Dosen Pembimbing : 1. Muhammad Aria, MT. 2. Levy Olivia Nur, MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
Salah satu keunggulan teknologi RFID yaitu, RFID reader dapat membaca data atau menulis ulang data pada RFID tag tanpa kontak langsung dengan tag tersebut. Tugas akhir ini menggunakan teknologi RFID pada suatu sistem absensi mahasiswa dengan spesifikasi dapat mengambil data tanpa ada kontak langsung (otomatis), memiliki kemampuan untuk mengirimkan data yang bersih dari noise (handal) sebagai data masukan pada software, data yang diterima sama hingga jarak maksimum pembacaan (akurat), dan relatif murah.
Dengan menggunakan modul ID-12, dirancang dan dibangun sistem absensi RFID dengan suatu reader yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi di atas. Pembangunan software sistem absensi menggunakan bahasa pemograman JAVA dan MySQL untuk database.
Custom RFID reader yang dibangun tidak dapat membaca dua buah RFID tag yang diletakkan secara berhimpitan. Media penghalang logam terbukti menghalangi custom RFID reader untuk membaca RFID tag. Sementara media penghalang air dapat mengurangi kemampuan custom RFID reader untuk membaca RFID tag, meski hasil pembacaan tidak mengalami gangguan.
Pengujian sistem dan RFID tag memperlihatkan sistem ini dapat memenuhi spesifikasi yang diminta. Aplikasi teknologi RFID memungkinkan sistem ini dapat bekerja secara otomatis. Custom RFID reader yang dirancang dapat bekerja secara handal dan akurat untuk dipergunakan pada software sistem absensi. Penggunaan modul ID-12 untuk menjadikan pembangunan sistem absensi RFID ini menjadi relatif murah.
One of the superiority of RFID technology is the RFID reader can read data or rewrite data which is stored inside the RFID tag without any direct contact. The final assignment applied RFID technology on a collage student attendance system with certain specification (custom). The specification are the system can received data automatically (without any direct contact), has the ability to send reliable clean data which needed as input for the attendance software, the data can be read accurately on the reading range, and low cost.
The attendance system for collage student which will be design and built to achieve the specification which earlier mention, will apply the ID-12 modul. The software for the attendance system is built using JAVA language programming and MySQL for the database system.
The custom RFID reader cannot read two RFID tags which placed closely without any distance between them. The metal barrier proved to prevent reading from the custom RFID reader. The water barrier can reduce the reading ability of the custom RFID reader. But the reading result proved to be accurate.
The tests which done for this system show this attendance system can fulfill the required specification which earlier mention. The application of RFID technology makes this system can work automatically. The custom RFID reader proved to be accurate and reliable to be used together with the attendance system software. Applying ID-12 modul in this system makes this attendance system prove to be low cost.
KATA PENGANTAR
Teknologi RFID lebih unggul dibandingkan teknologi identifikasi lainnya yang
dalam penggunaannya menggunakan suatu pembaca (reader) dan tag seperti
teknologi barcode dan smart card. Karena dalam pembacaan atau pun menulis
ulang data pada RFID tag tidak membutuhkan kontak langsung antara RFID tag
dengan reader.
Salah satu masalah yang sering muncul di perguruan tinggi adalah masalah
absensi, khususnya absensi perkuliahan untuk mahasiswa. Tugas akhir ini penulis
mencoba menggunakan teknologi RFID untuk memberi alternatif solusi untuk
permasalahan tersebut.
Penulis sangat berharap tugas akhir ini dapat memberi banyak manfaat bagi
penulis sendiri dan bagi yang membaca.
Penulis menyadari banyak terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam
pelaksanaan dan penyusunan laporan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mohon
kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan dari semua pihak.
Bandung, Agustus 2009
Penulis
vii
Alhamdulillah, atas segala limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayah-Nya
sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa
terwujudnya tugas akhir ini tak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan dari
berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis sampaikan
terima kasih kepada :
1. Bapak, Ibu dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa dan
dukungan selama penulis menyelesaikan kuliah dan mengerjakan tugas
akhir ini.
2. Bapak Muhammad Aria, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan
dosen pembimbing I serta Ibu Levy Olivia, M.T. selaku dosen
pembimbing II yang telah dengan sabar memberikan ilmu, pengarahan,
bimbingan, dan masukan-masukan kepada penulis sehingga tugas akhir ini
dapat terselesaikan dengan baik.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Ukun Sastraprawira, M.Sc. selaku Dekan Fakultas
Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia.
4. Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T. selaku dosen wali dan koordinator tugas
akhir yang senantiasa memberikan informasi tentang tugas akhir dan
dukungannya.
5. Ferry Chrisnandika dan Hadi Hariyadi yang telah banyak memberikan
ilmu, masukan, dan dukungan kepada penulis sehingga tugas akhir ini
viii
7. Teman-teman di jurusan Teknik Elektro yang bersedia memberi bantuan
yang dibutuhkan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Khususnya pada
Setiawan Ari Wibowo, Rahman Sanandra, Ongko Widjoyo dan Suryono.
Semangat dan persahabatan dari kalian selalu menambah semangat dan
motivasi pada diri penulis dalam menempuh kuliah di jurusan teknik
elektro dan khususnya pada pengerjaan tugas akhir ini.
8. Semua staf Jurusan dan Universitas yang telah membantu dalam masalah
administrasi dan sebagainya.
Serta semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah
membantu baik secara langsung maupun tidak langsung. Saya ucapkan terima
kasih banyak atas bantuannya.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR vi
UCAPAN TERIMAKASIH vii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
BAB II TEORI PENUNJANG 6
2.1 Pengenalan Radio Frequency Identification (RFID) 6
2.5 Pengenalan Mikrokontroller AT89S52 22
x
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ABSENSI 34
3.1 Metode Perancangan 34
3.2 Rancangan Sistem Absensi 35
3.3 Hardware Sistem Absensi 36
3.3.1 Rangkaian Voltage Regulator 37
3.3.2 Rangkaian Custom RFID Reader 39
3.3.3 Rangkaian Buzzer dan LED 41
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 44
3.3.5 Rangkaian MAX232 45
3.3.6 Rangkaian LCD 48
3.4 Pemograman Mikrokontroller AT89S52 50
3.4.1 Menampilkan ID number Pada LCD 50
3.4.2 Mengirimkan ID number ke Komputer 51
3.5 Software Sistem Absensi 52
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 54
4.1 Pengujian Hardware 54
4.1.1 Pengujian Custom RFID Reader Tanpa Media Penghalang 57 4.1.2 Pengujian Custom RFID Reader dengan Media Penghalang 59 4.1.3 Pengujian Custom RFID Reader dengan Dua Buah Tag 67
4.1.4 Pengujian RFID Tag 69
4.2 Pengujian Software 70
4.2.1 Pengujian Program pada Mikrokontroller 71
4.2.2 Pengujian Software pada Komputer 72
4.3 Pengujian Sistem Absensi 75
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 79
5.1 Kesimpulan 79
5.2 Saran 80
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem RFID 8
Gambar 2.2 Beberapa bentuk RFID 11
Gambar 2.3 RFID tag EM4001 12
Gambar 2.4 Inductive coupling 13
Gambar 2.5 Backscatter coupling 14
Gambar 2.6 Modul RFID 17
Gambar 2.7 Spesifikasi pin pada ID-2, ID-12, dan ID-20 18 Gambar 2.8 Ilustrasi menggunakan RFID dengan custom RFID reader 22
Gambar 2.9 Mikrokontroller AT89S52 24
Gambar 2.10 Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52 24 Gambar 2.11 Gelombang informasi untuk komunikasi serial 25 Gambar 2.12 MAX232 dan konfigurasi pin MAX232 27
Gambar 2.13 Rangkaian minimum MAX232 28
Gambar 2.14 Diagram logic MAX232 29
Gambar 2.15 Konektor Port DB9 29
Gambar 2.16 Diagram blok program java 30
Gambar 3.1 Blok diagram sistem absensi RFID dengan custom RFID reader 35
Gambar 3.2 Flowchart sistem absensi RFID 36
Gambar 3.3 Rangkaian hardware sistem absensi RFID dengan custom RFID reader 37
Gambar 3.4 LM7805 38
Gambar 3.5 Rangkaian voltage regulator 39
Gambar 3.6 Rangkaian minimum ID-12 40
Gambar 3.7 Rangkaian custom RFID reader 40
Gambar 3.8 Buzzer dan led 41
Gambar 3.9 Rangkaian buzzer dan LED 42
Gambar 3.10 Konfigurasi transistor sebagai saklar 43
Gambar 3.11 Rangkaian minimum AT89S52 45
Gambar 3.12 Rangkaian standar MAX232 46
Gambar 3.13 Rangkaian standar LCD 48
Gambar 3.14 Flowchart menampilkan ID number pada LCD 51 Gambar 3.15 Flowchart mengirim ID number secara serial 52 Gambar 3.16 Flowchart software sistem absensi 53
Gambar 4.1 Memberi nama untuk koneksi baru hyper terminal 55 Gambar 4.2 Memilih port yang akan digunakan untuk koneksi baru hyper terminal 55 Gambar 4.3 Mengeset port untuk koneksi baru hyper terminal 56 Gambar 4.4 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal 56 Gambar 4.5 Posisi pembacaan RFID tag tanpa penghalang 57 Gambar 4.6 Posisi pembacaan RFID tag dengan media penghalang 59 Gambar 4.7 Pembacaan RFID tagmedia penghalang sebuah buku 60 Gambar 4.8 Pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik 61
xii
Gambar 4.9 Pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik berisi air 63
Gambar 4.10 Ilustrasi hukum snellius 64
Gambar 4.11 Pembacaan RFID tagmedia penghalang kayu 65 Gambar 4.12 Pembacaan RFID tagmedia penghalang logam 67 Gambar 4.13 Pengujian custom RFID reader dengan dua buah RFID tag 68
Gambar 4.14 Pengujian program LCD 71
Gambar 4.15 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal tanpa start bit maupun stop bit
72
Gambar 4.16 Pembacaan RFID tag yang ditampilkan LCD 72 Gambar 4.17 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal tanpa start bit maupun stop bit
74
Gambar 4.18 Flowchart menghilangkan start bit dan stop bit 75 Gambar 4.19 Tampilan tombol untuk melihat database absensi pada software sistem absensi
75
Gambar 4.20 Tampilan database absensi sebelum terjadinya proses absensi 76
Gambar 4.21 Tampilan absensi masuk kuliah 77
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag pasif 10 Tabel 2.2 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001 12 Tabel 2.3 Spesifikasi modul RFID reader ID-12 17
Tabel 2.6 Deskripsi pin ID-12 19
Tabel 2.4 Data ASCII 19
Tabel 2.5 Data Wiegand26 20
Tabel 2.6 Pin konektor DB9 30
Tabel 3.1 Program inisiasi serial pada mikrokontroller AT89S52 47 Tabel 3.2 Program mengirim dan menerima data 47
Tabel 3.3 Konfigurasi pin LCD JHD162A 49
Tabel 3.4 Instruksi set LCD JHD162A 49
Tabel 3.5 Program inisiasi LCD 50
Tabel 4.1 Hasil pembacaan RFID tagtanpa media penghalang 57 Tabel 4.2 Hasil pembacaan RFID tagdengan media penghalang buku 60 Tabel 4.3 Hasil pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik 61 Tabel 4.4 Hasil pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik berisi air 63 Tabel 4.5 Pembacaan RFID tagmedia penghalang kayu 66
Tabel 4.6 Pembacaan dua buah RFID tag 68
Tabel 4.5 Pembacaan dua buah RFID tag 64
DAFTAR PUSTAKA
1. Sweeny II , Patrick J, “RFID for Dummies”, Wiley Publishing Inc, Indiana, 2005
2. Nalwan, Paulus Andi, “Panduan Praktis TeknikAntar Muka dan Pemrograman Mikrokontroller AT89C51’, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2003
3. Raharjo, Budi., dkk, ”Mudah Belajar Java”, Penerbit INFORMATIKA BANDUNG, Bandung, 2007
4. www.adilam.com.au/RFID/Adilam%20RFID%20ID12.pdf (diakses pada tanggal 29 agustus 2008)
5. http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/tutorial.html (diakses pada tanggal 20 Februari 2009)
6. http://www.roseindia.net/jdbc/what-is-jdbc.shtml (diakses pada tanggal 20 Februari 2009)
1.1 Latar Belakang
Teknologi Radio Frequency Identification (RFID) sendiri sudah dikenal sejak
perang dunia II. Pada saat itu, metoda RFID diterapkan untuk membedakan
pesawat terbang kawan dengan pesawat terbang lawan. Sistem tersebut dikenal
sebagai Identification, Friends or Foe (IFF). Sejak saat itu, teknologi RFID
semakin berkembang dan mulai digunakan dalam berbagai bidang antara lain
bidang industri, bidang peternakan, dan bidang kesehatan.
Teknologi RFID memiliki banyak kelebihan dibandingkan teknologi identifikasi
lainnya yang dalam penggunaannya menggunakan suatu pembaca (reader) dan
tag seperti teknologi barcode dan smart card. Kelebihan utama RFID
dibandingkan kedua teknologi identifikasi tersebut adalah untuk membaca data
pada suatu RFID tag ataupun menulis ulang data pada RFID tag tidak
membutuhkan kontak langsung antara RFID tag dengan reader. Selain itu, RFID
tag memiliki kemampuan untuk menyimpan cukup banyak data selain angka unik
yang digunakan sebagai identifikasi. Sebagai contoh, sebuah RFID tag dapat
menyimpan angka identifikasi (ID number) dan tanggal kadaluarsa sebuah
produk.
Teknologi RFID menarik perhatian penulis. Penulis melihat penggunaan
teknologi RFID di Indonesia masih sangat sedikit jika dibandingkan dengan
negara lain. Hal ini menyebabkan penulis ingin ikut mencoba menggunakan
teknologi RFID ini dalam suatu sistem yang dapat dimanfaatkan oleh banyak
pihak khususnya di kalangan perguruan tinggi.
Salah satu masalah yang sering muncul di perguruan tinggi adalah masalah
absensi, khususnya absensi perkuliahan untuk mahasiswa. Pada umumnya,
absensi mahasiswa dilakukan secara manual dengan membagikan selembar kertas
pada saat perkuliahan berlangsung. Setiap mahasiswa akan membubuhkan
tandatangannya pada selembar kertas ini sebagai bukti kehadiran. Metoda ini
terkadang mengganggu jalannya proses perkuliahan dikarenakan mahasiswa akan
terfokus untuk menantikan kertas absensi dibandingkan menyimak materi
perkuliahan. Selain itu, dibutuhkan waktu yang cukup lama untuk mendapatkan
data kehadiran mahasiswa per harinya untuk tiap mata kuliah yang diikuti seorang
mahasiswa. Karena biasanya seorang dosen akan memberikan data absensi
tersebut ke kesekretariatan tiap semester berakhir.
Untuk mengatasi masalah ini, dibutuhkan suatu sistem absensi dengan
dengan spesifikasi dapat mengambil data tanpa ada kontak langsung (otomatis),
memiliki kemampuan untuk mengirimkan data yang bersih dari noise (handal)
sebagai data masukan pada software, data yang diterima sama hingga jarak
maksimum pembacaan (akurat), dan relatif murah. Teknologi RFID
Permasalahan utama dalam perancangan sistem absensi ini adalah membuat suatu
RFID reader yang handal dengan biaya yang relatif lebih murah dibandingkan
dengan RFID reader yang lain. Dengan menggunakan teknologi RFID yang ada,
pada tugas akhir ini, penulis membangun suatu reader yang khusus (custom)
untuk memenuhi spesifikasi seperti di atas. Penulis berharap penyelesaian tugas
akhir ini dapat menjadi alternatif sistem absensi RFID sehingga dapat
menimbulkan minat banyak pihak untuk ikut menerapkan teknologi RFID.
1.2 Tujuan
Tugas akhir ini akan merancang dan merealisasikan sistem absensi RFID
menggunakan custom RFID reader.
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam tugas akhir ini meliputi perancangan sistem absensi,
perancangan custom RFID reader, perancangan rangkaian reader ke LCD dan
komputer dengan menggunakan mikrokontroller AT89S52 dan MAX232.,
pembuatan program, dan pengujian sistem
1.4 Batasan Masalah
Tugas akhir ini membatasi permasalahan pada kehandalan pengiriman dan
penerimaan data dari custom RFID reader ke komputer dan LCD, dan pengujian
1.5 Metoda Penelitian
Pembuatan tugas akhir ini dilakukan:
1. Studi literatur untuk mendapatkan dasar teori dasar dan sistem absensi
yang akan dibangun.
2. Pembuatan hardware sistem berdasarkan dari studi literature.
3. Pembuatan software sistem untuk mengolah database, tampilan pada
komputer, dan output berupa printout, dan tampilan pada LCD.
4. Pengujian hardware dan software sistem untuk melihat kelebihan,
kekurangan sistem, dan kemungkinan pengembangan selanjutnya.
1.6 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini terdiri dari 5 bab dengan isi masing-masing bab: ◊ BAB I PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang tugas akhir, tujuan, rumusan masalah, batasan
masalah, metoda penelitian, dan sistematika penulisan. ◊ BAB II TEORI PENUNJANG
Berisikan pengenalan RFID, pengertian custom RFID reader yang akan
dirancang, pembahasan Modul ID-12, mikrokontroler, komunikasi serial
dan software penunjang.
◊ BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ABSENSI
Berisikan pembahasan mengenai sistem absensi menggunakan custom
RFID reader, rangkaian custom RFID reader, rangkaian LCD, rangkaian
◊ BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Berisikan pengujian dan analisa pada sistem hardware dan sistem absensi
secara keseluruhan.
◊ BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan dari BAB III dan BAB IV dan saran untuk
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1 Pengenalan Radio Frequency Identification (RFID)
Identifikasi suatu objek sangat erat hubungannya dengan pengambilan data. Salah
satu metoda identifikasi yang dianggap paling menguntungkan adalah auto-ID
atau Automatic Identification. Yaitu, metoda pengambilan data dengan identifikasi
objek secara otomatis tanpa ada keterlibatan manusia.
Auto-ID bekerja secara otomatis sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan
mengurangi kesalahan dalam memasukan data. Karena auto-ID tidak
membutuhkan manusia dalam pengoperasiannya, tenaga manusia yang ada dapat
difokuskan pada bidang lain. Barcode, smart cards, voice recognition, identifikasi
biometric seperti retinal scan, Optical Character Recognition (OCR) dan Radio
Frequency Identification (RFID) merupakan teknologi yang menggunakan metoda
auto-ID.
Radio Frequency Identification atau yang lebih dikenal sebagai RFID merupakan
suatu metoda identifikasi objek yang menggunakan gelombang radio. Proses
identifikasi dilakukan oleh RFID reader dan RFID transponder (RFID tag). RFID
tag dilekatkan pada suatu benda atau suatu objek yang akan diidentifikasi.
Tiap-tiap RFID tag memiliki data angka identifikasi (ID number) yang unik. Sehingga
tidak ada RFID tag yang memiliki ID number yang sama. RFID reader membaca
ID number yang terdapat pada RFID tag sehingga benda atau objek tersebut dapat
diidentifikasi.
2.1.1 Sistem RFID
Secara umum, sistem RFID terdiri dari 4 bagian, yaitu:
a. RFID Tag
RFID tag dapat berupa stiker, kertas atau plastik dengan beragam ukuran.
Didalam setiap tag ini terdapat chip yang mampu menyimpan ID number
dan sejumlah informasi tertentu dan sebuah antena.
b. Antena
Berfungsi untuk mentransmikan sinyal frekuensi radio antara RFID reader
dengan RFID tag. Sedangkan dalam RFID tag dan RFID reader
masing-masing memiliki antena internal sendiri karena RFID tag dan RFID reader
merupakan transceiver (transmitter-receiver).
c. RFID reader
RFID reader akan membaca ID number yang dan informasi lainnya yang
disimpan oleh RFID tag. RFID reader harus kompatibel dengan RFID tag
agar RFID tag dapat dibaca.
d. Software aplikasi
Untuk memproses dan menampilkan data yang dimiliki suatu RFID tag
yang telah dibaca oleh RFID reader pada sebuah alat seperti misalnya
Meski secara umum sistem RFID terdiri dari 4 bagian, pada aplikasinya, jarang
digunakan suatu antena tambahan selain antena internal pada masing-masing
RFID tag dan RFID reader. Ilustrasi sistem RFID tanpa antena
tambahan.ditunjukkan oleh Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Sistem RFID
Komputer RFID reader
dengan antena internal RFID
Tag
2.1.2 RFID Tag
RFID transponder atau RFID tag terdiri dari chip rangkaian sirkuit yang
terintegrasi dan sebuah antena. Rangkaian elektronik dari RFID tag umumnya
memiliki memori. Memori ini memungkinkan RFID tag mempunyai kemampuan
untuk menyimpan data. Memori pada tag dibagi menjadi sel-sel. Beberapa sel
menyimpan data Read Only, seperti ID number. Semua RFID tag mendapatkan ID
number pada saat tag tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID tag memungkinkan
RFID tag tersebur dapat ditulis (Write) dan dibaca secara berulang.
Setiap tag dapat membawa informasi yang unik, seperti ID number, tanggal lahir,
alamat, jabatan, dan data lain dari objek yang akan diidentifikasi. Banyaknya
informasi yang dapat disimpan oleh RFID tag tergantung pada kapasitas memori
rangkaiannya akan semakin komplek dan ukurannya akan semakin besar.
Berdasarkan catu daya, RFID tag digolongkan menjadi:
1. Tag Aktif.
Tag ini dapat dibaca (Read) dan ditulis (Write). Baterai yang terdapat di dalam tag
ini digunakan untuk memancarkan gelombang radio kepada reader sehingga
reader dapat membaca data yang terdapat pada tag ini. Dengan adanya internal
baterai, tag ini dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh dan
reader hanya membutuhkan daya yang kecil untuk membaca tag ini. Kelemahan
dari tipe tag ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang lebih besar.
2. Tag Pasif
Tag ini hanya dapat dibaca saja (Read) dan tidak memiliki internal baterai seperti
halnya tag aktif. Sumber tenaga untuk mengaktifkan tag ini didapat dari RFID
reader.
Ketika medan gelombang radio dari reader didekati oleh tag pasif, koil antena
yang terdapat pada tag pasif ini akan membentuk suatu medan magnet. Medan
magnet ini akan menginduksi suatu tegangan listrik yang memberi tenaga pada tag
pasif.
Keuntungan dari tag ini adalah rangkaiannya lebih sederhana, harganya jauh lebih
murah, ukurannya lebih kecil, dan lebih ringan. Kelemahannya adalah tag hanya
dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang dekat dan untuk membaca tag ini,
menggunakan daya yang cukup besar. Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag
pasif diberikan pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag pasif
RFID Tag Aktif RFID Tag Pasif
Catu daya Internal pada tag Daya didapat dari interaksi radio
frekuensi antara reader dengan
tag Baterai di dalam tag Ya Tidak
Kesediaan daya Bersifat kontinyu Hanya pada jangkauan medan
radio frekuensi reader
Kekuatan sinyal yang dibutuhkan dari reader
ke tag
RFID tag juga dapat dibedakan berdasarkan tipe memori yang dimilikinya :
1. Read / Write (Baca/Tulis)
RFID tag baca/tulis secara tidak langsung sama seperti namanya, memorinya dapat
dibaca dan ditulis secara berulang-ulang. Data yang dimilikinya bersifat dinamis.
2. Read only (Hanya baca)
RFID tag ini memiliki memori yang hanya diprogram pada saat tag ini dibuat dan
setelah itu datanya tidak bisa diubah sama sekali. Data bersifat statis.
Frekuensi kerja RFID adalah frekuensi yang digunakan untuk komunikasi
RFID akan mempengaruhi jarak komunikasi, interferensi dengan frekuensi sistem
radio lain, kecepatan komunikasi data, dan ukuran antena.
Untuk frekuensi yang rendah umumnya digunakan tag pasif. Tag pasif tidak dapat
mentransmisikan data pada jarak relatif jauh, karena keterbatasan daya yang
diperoleh dari medan yang dihasilkan akibat interaksi antara koil antena dalam tag
dengan gelombang radio yang dihasilkan oleh RFID reader.
Untuk frekuensi tinggi digunakan tag aktif. Pada frekuensi tinggi, jarak
komunikasi antara tag aktif dengan RFID reader dapat lebih jauh, tetapi masih
terbatas oleh daya yang ada. Gambar 2.2 memperlihatkan beberapa macam tag
yang ada.
RFID
Gambar 2.2 Beberapa bentuk RFID
Berdasarkan frekuensi radio, RFID tag digolongkan menjadi:
a. low frequency tag (125kHz - 134 kHz)
b. high frequency tag (13.56 MHz)
c. ultra high frequency tag (868MHz - 956 MHz)
d. microwave tag (2.45 GHz)
Tugas akhir ini menggunakan modul RFID reader yang khusus untuk mendeteksi
modul RFID reader ini adalah tipe GK4001 atau EM4001. Gambar 2.3
memperlihatkan RFID tag yang akan digunakan. Tabel 2.2 memperlihatkan
spesifikasi dari RFID tag tipe GK4001 atau EM4001.
Gambar 2.3 RFID tag EM4001
Tabel 2.2 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001
Parameter Spesifikasi
Frekuensi 125 KHz
Jangjkauan baca 8 – 14 cm
Dimensi 86 x 54 x 1.9 mm
Kapasitas data 64 bit
2.1.3 RFID Reader
RFID reader adalah merupakan penghubung antara software aplikasi dengan
antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke RFID tag. Gelombang radio
yang ditransmisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya.
Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada
berdekatan dengan antena.
2.1.4 Cara Kerja Perpindahan Data Pada RFID Reader
Perpindahan data terjadi yang terjadi ketika sebuah tag didekatkan pada sebuah
reader dikenal sebagai coupling. Perbedaan frekuensi yang digunakan oleh RFID
tag aktif dengan RFID tag pasif menyebabkan perbedaan metode perpindahan
pasif menggunakan metode magnetik (induktive) coupling. Sedangkan RFID tag
aktif menggunakan metode backscatter coupling.
Induktive coupling terjadi pada frekuensi rendah. Ketika medan gelombang radio
dari reader didekati oleh tag pasif, koil antena yang terdapat pada tag pasif ini
akan membentuk suatu medan magnet. Medan magnet ini akan menginduksi suatu
tegangan listrik yang memberi tenaga pada tag pasif. Pada saat yang sama akan
terjadi suatu tegangan jatuh pada beban tag. Tegangan jatuh ini akan terbaca oleh
reader. Perubahan tegangan jatuh ini berlaku sebagai amplitudo modulasi untuk
bit data. Ilustrasi untuk induktive coupling diberikan oleh Gambar 2.4.
Gambar 2.4 Inductive coupling
Backscatter coupling terjadi pada frekuensi tinggi. Sinyal radio frekuensi
dipancarkan oleh reader (P1) dan diterima oleh tag dalam porsi kecil. Sinyal radio
frekuensi ini akan memicu suatu tegangan yang akan digunakan oleh tag untuk
mengaktif/menon-aktifkan beban untuk melakukan modulasi sinyal data.
carrier (P2). Gelombang yang termodulasi ini ditangkap oleh reader. Ilustrasi
untuk backscatter coupling diberikan oleh Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Backscatter coupling
2.1.5 Tingkat Akurasi Sistem RFID
Tingkat akurasi RFID didefinisikan sebagai tingkat keberhasilan RFID reader
melakukan identifikasi sebuah tag yang berada pada area kerjanya. Keberhasilan
dari proses identifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa batasan fisik, yaitu: ♦ Posisi antena pada RFID reader
♦ Karakteristik dari material lingkungan yang mencakup sistem RFID
♦ Batasan catu daya
♦ Frekuensi kerja sistem RFID
Tingkat akurasi Sistem RFID Frekuensi Rendah
Pada frekuensi rendah, contohnya pada frekuensi 13,56 MHz, komunikasi
frekuensi radio antara tag dengan RFID reader sangat bergantung pada daya yang
diterima tag dari antena yang terhubung dengan RFID reader. Pada ruang bebas,
intensitas dari medan magnet yang diemisikan oleh antena berkurang teradap
radio tidak dapat terjadi. Pengurangan ukuran tag akan mengurangi juga batas
jarak.
Komunikasi radio berkurang jika medan magnet harus menembus material yang
mengurangi daya elektromagnetik, contohnya pada kasus objek dengan bahan
logam. Tag RFID tidak akan terdeteksi ketika ditaruh di dalam logam, karena
material logam akan meredam fluks magnet yang melalui tag secara drastis.
Orientasi dari tag sangat penting dan dapat menyebabkan medan magnet
bervariasi. Jika orientasi tag RFID sejajar dengan arah propagasi energi, maka
fluks adalah nol dan komunikasi radio frekuensi tidak akan terjadi walaupun jarak
antara antena dan tag sangat dekat.
Akurasi Sistem RFID Frekuensi Tinggi
Pada frekuensi tinggi, perfomansi dari sistem RFID sangat bergantung pada
lingkungan di mana komunikasi di antara tag dan RFID reader terjadi. Pada jarak
tanpa hambatan proses identifikasi dapat terjadi pada jarak 10 meter. Tetapi bila
ada hambatan maka jarak ini akan berkurang secara drastis.
Pada frekuensi tinggi, tag RFID bekerja secara aktif dengan daya dari batere.
Akurasi dari tag RFID dapat berkurang karena kekurangan daya. Akurasi dari
sistem RFID pada umumnya sangat bergantung dari lingkungan di mana sistem
RFID dioperasikan. Tantangan desain sistem RFID adalah melakukan desain
infrastruktur RFID di antara lingkungan yang kurang bersahabat yang telah
2.1.6 Penerapan RFID Bidang Transportasi
RFID digunakan untuk sistem identifikasi yang cepat misalnya untuk untuk
menandai bawaan penumpang, dan pengganti tiket sehingga dapat mencegah
antrian yang panjang
Bidang Inventory Control
Sistem penanganan barang pada proses manufaktur dan distribusi yang efisien dan
hemat waktu, dapat disediakan dengan sistem identifikasi yang cepat dan aman.
Hal ini dapat dengan mudah direalisasikan dengan RFID, karena tidak
memerlukan kontak langsung, maupun kontak optik. Dengan tambahan fitur
anticollision sejumlah barang dapat diperiksa secara bersamaan. Pada aplikasi ini
masalah lingkungan dan kecepatan merupakan peranan yang penting.
Sistem parkir
Dengan menggunakan metode RFID, setiap kendaraan masuk hanya
membutuhkan waktu selama 10 detik. Karena setiap pemilik kendaraan hanya
perlu mendekatkan kartu RFIDnya ke RFID reader. Sehingga secara tidak
langsung mengurangi proses antrian.
2.2 Modul RFID Reader ID-12
ID-12 adalah reader yang khusus mendeteksi RFID tag frekuensi 125kHz. RFID
kemampuan baca sekitar ±12cm. Bentuk fisik ID-12 yang sering dijumpai
diperlihatkan pada Gambar 2.6.
ID12 tidak memiliki kemampuan untuk baca-tulis (Read - Write) pada sebuah tag.
Format data yang dihasilkan oleh ID-12 berupa ASCII dan Wiegand26.
Spesifikasi lengkap Modul RFID reader ID-12 dapat dilihat pada Tabel 2.3.
Gambar 2.6 Modul RFID
Tabel 2.3 Spesifikasi modul RFID reader ID-12
Parameter ID12
Jarak Baca 12+ cm
Dimensi 26mm x 25mm x 7mm
Frekuensi 125kHz
Format Kartu GK4001/EM 4001 atau yang compatible
Encoding Manchaster 64‐bit, modulus 64
Jenis Catudaya 5VDC pada 30mA nominal
Arus Output I/O ‐
Jangkauan Catudaya +4.6V‐5.4V
2.2.1 Konfigurasi Pin ID-12
Pemilihan keadaan untuk pin 5, pin 7, dan pin 8/pin 9 pada ID-12 digunakan
untuk memilih keluaran data yang diinginkan. Pin 3 dan 4 digunakan untuk
penambahan antena luar dan kapasitor tuning. Pin 10 digunakan untuk
menyalakan buzzer atau led sebagai penanda sebuah tag terbaca. Konfigurasi pin
Gambar 2.7 Spesifikasi pin pada ID-2, ID-12, dan ID-20
2.2.2 Format Data Pada ID-12
Format data yang dikeluarkan ID-12 berupa ASCII dan Wiegand26. Pemilihan
format data ini diatur dengan menseting pin ID-12 sesuai dengan format data yang
diinginkan. Deskripsi pin untuk pemilihan format data yang diinginkan
selengkapnya diberikan pada Tabel 2.6. Pada tugas akhir ini, format data yang
dibutuhkan adalah ASCII, karena data ini akan ditampilkan pada LCD.
Tabel 2.6 Deskripsi pin ID-12 No
pin
Deskripsi ASCII Magnet
Emulation
Wiegand26
Pin 1 Ground Ground Ground Ground
Pin 2 +5V Reset Reset Reset
Pin 3 Untuk antena
Pin 6 future future future future
Pin 7 Format selector (+/‐) Ground Dihubungkan ke
Pin 10
+5V
Pin 8 Data 1 CMOS clock Satu output
Pin 9 Data 0 TTL data
(inverted)
Data Ground
Pin 10 3.1 KHz logic Buzzer/LED Buzzer/LED Buzzer/LED
♦ Format data ASCII
Tabel 2.4 Data ASCII
02 10ASCII Hex data
characters
2ASCII char’s checksum
CR LF 03
(1byte) (10byte) (2byte) (1byte) (1byte) (1byte)
Seperti yang terlihat pada Tabel 2.4, Format data ASCII memiliki total panjang
data 16 bytes. Dengan tambahan masing-masing 1 byte sebagai start bit dan stop
bit. Nilai checksum merupakan hasil dari exclusive OR dari 10bytes data ASCII.
CR dan LF merupakan kode control yang akan selalu mengikuti setiap format data
ASCII. Carriage Return (CR) merupakan kode control yang akan menggeser
cursor ke sebelah kiri tampilan, tetapi tidak akan menyebabkan perpindahan baris.
Line Feed (LF) merupakan kode control yang akan menyebabkan cursor berada
pada baris selanjutnya.
♦ Format data Wiegand26
Tabel 2.5 Data Wiegand26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 P E E E E E E E E E E E E O O O O O O O O O O O O P
Even Parity (E) Odd Parity (O)
Seperti yang terlihat pada Tabel 2.5, format data pada Wiegand26 hanya terdapat
24 bit saja, karena 2 bit digunakan sebagai parity. 24 bit ini diwakili oleh 6
karakter dimana 1 karakter terdiri dari 4 bit yang disebut nybbles.
Perbedaan antara ASCII dan Wiegand26 adalah pada Wiegand26 penanda even
parity sebagai start bit adalah perubahan dari logic low to high dan penanda odd
2.3 Custom RFID Reader
Dengan menggunakan teknologi RFID yang ada, pada tugas akhir ini akan
membangun suatu reader yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi
seperti di bawah ini:
♦ beroperasi secara otomatis
Teknologi RFID memungkinkan pembacaan data pada sebuah tag tidak
membutuhkan kontak langsung dengan reader nya. Sehingga
pengambilan data dan pemrosesan data dapat dilakukan secara otomatis
dan cepat.
♦ handal dan akurat
Reader ini harus dapat memberikan hasil data keluaran sama dengan data
yang dibaca. Tampilan hasil pembacaan ini, harus dapat dikenali dan
digunakan oleh software sistem absensi. ♦ low cost
Pada tugas akhir ini hanya akan dibuat sebuah prototype sistem absensi.
Akan tetapi, tujuan dan harapan penulis adalah sistem absensi ini akan
digunakan khususnya pada absensi perkuliahan mahasiswa. Dalam
penerapannya secara nyata , sistem ini akan menggunakan lebih dari satu
reader. Karena reader ini akan diletakkan pada tiap-tiap pintu masuk
2.4 Sistem Absensi RFID
Sistem absensi yang dibuat untuk tugas akhir ini diilustrasikan seperti Gambar
2.8. Untuk melakukan absensi, seseorang hanya perlu mendekatkan RFID tag nya
yang berbentuk kartu ke custom RFID reader. Custom RFID reader ini akan
mendeteksi dan menerima data dari RFID tag. Data ini akan dikirim ke
mikrokontroler AT89S52 secara serial melalui MAX232 untuk diproses. Setelah
diproses, mikrokontroller AT89S52 akan mengirimkan data tersebut ke komputer
secara serial melalui MAX232 dan LCD secara langsung.
custom RFID reader
4 U LCD
AT89S52 & MAX232
RFID tag
2.5 Pengenalan Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroller dapat dikatakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau
sebgaian besar elemennya dikemas dalam satu chip sehingga sering disebut
sebagai single chip mikrokomputer. Tidak seperti sistem komputer yang mampu
menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontroller hanya dapat
digunakan untuk suatu aplikasi saja. Perbedaan lainya yaitu pada perbandingan
Random Acces Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM).
Pada Mikrokontroller perbandingan antara RAM dan ROM-nya besar, sedangkan
pada sistem komputer juga besar. Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang
dapat menyimpan program yang fungsinya sebagi pengotrol rangkaian elektronik.
Berbeda dengan mikroprosesor yang merupakan Central Processing Unit (CPU)
dimana memori dan I/O pendukung computer terpisah, pada mikrokontroler
memori dn I/O pendukung lainya terkemas dalam sebuah chip tersebut. Sehingga
kelebihan utama mikrokontroler menjadi sangat ringkas.
Mikrokontroller jenis MCS51 sudah mencapai 25 tahun, jenis mikrokontroller ini
pertama kali dikembangkan pada tahun 70-an oleh Intel Coorpratioan.
Mikrokontroller 51 merupakan keluarga yang masih banyak dikembang oleh
produsen seperti Atmel corp, Philips Semicunduktors, Cygnal Intergrated
product,inc, Winbond Elektronics Corp. Mikrokontroller jenis MCS51 terdiri dari
beberapa tipe diantaranya AT89LS53, AT89S52, AT89S53 dan AT89S8252 dan
salah satu yang banyak digunakan pada saat ini adalah jenis AT89S52 maka itulah
mikrokontroler AT89S52. Gambar 2.9 memperlihatkan bentuk mikrokontroller
AT89S52 yang sering dijumpai.
Mikrokontroller AT89S52 merupakan salah satu jenis mikrokontroler CMOS 8 bit
yang memiliki performa tinggi dengan konsumsi daya rendah dan memiliki sistem
pemograman kembali (Programmable and Erasebla Read Only Memory) dengan
kemampuan lebih kurang 1000 kali pemograman (Write/Erase).
Beberapa fiktur yang dimiliki mikrokontroller ini antara lain adalah: ♦ Beroperasi antara 0 Hz sampai 24 MHz
♦ 8 Kbyte internal RAM 256 bytes internal RAM
♦ 2 saluran I/O
♦ Tiga buah timer/conter 16 bit
♦ Delapan buah sumber interupsi
♦ Komunikasi serial tiga tingkatan program memory lock
Gambar 2.9 Mikrokontroller AT89S52
Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52 diperlihatkan pada gambar 2.10. pada
tugas akhir ini, hanya digunakan port 1, port 2, dan port 3 dari mikrokontroller
AT89S52. Port 1 dan port 2 digunakan untuk mengontrol tampilan pada LCD.
Gambar 2.10 Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52
2.6 Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan komunikasi dimana data dikirim per bit. Cara ini
lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel dimana data dapat dikirim secara
serentak. Mouse, dan scanner adalah contoh komunikasi serial. Pada tugas akhir
ini, komunikasi serial terjadi antara RFID reader ke komputer melewati konnektor
port DB29 dan komputer ke LCD melewati mikrokontroller dan RS-232.
Satu di antara beberapa standar untuk komunikasi serial adalah MAX232.
Komunikasi MAX232 dilakukan secara asinkron (asynchronous), yaitu
komunikasi serial yang tidak memiliki clock bersama antara pengirim dan
penerima, masing-masing dari pengirim maupun penerima memiliki clock sendiri.
Yang dikirimkan dari pengirim ke penerima adalah data dengan baudrate tertentu
disinkronkan dengan start bit, stop bit dan clock internal masing-masing pengirim
atau penerima.
Gambar 2.11 Gelombang informasi untuk komunikasi serial
Gambar 2.11 memperlihatkan bentuk gelombang komunikasi serial dengan format
8N1, yaitu 8-bit data, tanpa parity, 1 stop bit. Pada keadaan idle atau menganggur,
jalur RS-232 ditandai dengan mark state atau Logika high. Pengiriman data
diawali dengan start bit yang berlogika 0 atau low, berikutnya data dikirimkan bit
demi bit mulai dari Least Significant Bit (LSB) atau bit ke-0. Pengiriman setiap
byte diakhiri dengan stop bit yang berlogika high
Gambar 2.11 memperlihatkan kondisi low telah stop bit, ini adalah start bit yang
menandakan data berikutnya akan dikirimkan. Jika tidak ada lagi data yang ingin
dikirim, maka jalur transmisi ini akan dibiarkan dalam keadaan high. Ada yang
disebut ‘break signal’, yaitu keadaan low yang lamanya cukup untuk
mengirimkan 8-bit data. Jika pengirim menyebabkan jalur komunikasi dalam
keadaan seperti ini, penerima akan menganggap ini adalah ‘break signal’ atau
sinyal rusak.
Data yang dikirimkan dengan cara seperti pada gambar 2.11 ini disebut data yang
berarti telah terjadi framing error. Biasanya hal ini terjadi karena perbedaan
kecepatan komunikasi antara pengirim dengan penerima.
Di antara sarana penting yang ada pada Intel 8051 adalah UART atau dikenal
dengan nama serial Port. Ini berarti kemudahan dalam akses jalur komunikasi
serial, programmer cukup menulis dan membaca data dari register khusus
bernama SBUF tanpa harus susah payah mengatur pengiriman data bit demi bit
dengan baudrate tertentu.
Sebelum komunikasi berlangsung, harus dilakukan dulu inisialisasi
register-register tertentu pada SFR yang terkait dengan komunikasi serial termasuk
penentuan baudrate. Saat proses pengiriman maupun penerimaan data sedang
berlangsung, kosong dan penuhnya SBUF akan diberitakan melalui bit indikator
TI dan RI. Pemantauan TI dan RI dapat dilakukan dengan atau tanpa melibatkan
sistem interupsi.
2.7 Pengenalan MAX232
MAX232 digunakan untuk komunikasi dari custom RFID reader ke
mikrokontroller AT89S52 dan dari mikrokontroller AT89S52 ke komputer secara
serial. MAX232 ini berfungsi sebagai pengubah level tegangan. Pada dasarnya IC
ini hanya digunakan sebagai pengubah level tegangan ke level Transistor
Transistor Logic (TTL). Gambar 2.12 memperlihatkan MAX232 dan konfigurasi
(a) (b)
Gambar 2.12 MAX232 dan konfigurasi pin MAX232 (a) MAX232, (b) konfigurasi pin
MAX232 sebagai alat komunikasi serial mempunyai 9 pin yang memiliki fungsi
masing-masing. Pin yang biasa digunakan adalah pin 2 sebagai received data, pin
3 sebagai transmited data, dan pin 5 sebagai ground signal. Karakteristik elektrik
dari MAX232 adalah sebagi berikut :
♦ Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3 s/d +25 Volt.
♦ Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -25 Volt.
♦ Level tegangan antara +3 s/d -3 Volt tidak terdefinisikan.
Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA., ini dibutuhlan
agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat. Agar MAX232 dapat
digunakan, maka MAX232 harus dirangkai seperti pada Gambar 2.13.
Gambar 2.14 memberikan penjelasan tentang konfigurasi diagram logic pada
MAX232. Pada tugas akhir ini, pin yang untuk komunikasi Rx antara custom
RFID reader dengan mikrokontroller AT89S52 adalah pin 8 dan pin 9 dari
MAX232. sedangkan pin yang digunakan untuk komunikasi TX dari
Gambar 2.14 Diagram logic MAX232 Gambar 2.13 Rangkaian minimum MAX232
2.8 Konektor DB9
Peralatan pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok.
1. Data Communication Equipment (DCE).
Contoh : modem, plotter, scanner,dll.
2. Data Terminal Equipment (DTE).
Komunikasi data membutuhkan konektor port sebagai saluran data. Biasanya
digunakan konektor port DB9 yang berpasangan (male dan female). Gambar 2.15
menggambarkan konektor DB9 male dan female.
(a) (b) Gambar 2.15 Konektor Port DB9 (a) DB9 male, (b) DB9 female
Konfigurasi pin pada konektor port DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.6. konfigurasi
pin untuk DB9 male maupun female sama saja. Hanya letak urutan penomorannya
saja yang berbeda.
Tabel 2.6 Pin konektor DB9
Pin Sinyal Pin Sinyal
1 Data Carrier Detect 6 Data Set Ready 2 Received Data (Rx) 7 Request to send 3 Transmitted Data (Tx) 8 Clear to Send 4 Data Terminal Ready 9 Flag Indicator
5 Ground
2.9 JAVA
Program java diluncurkan sebagai bahsa pemograman umum (general purpose
programming language) yang dapat dijalankan di web browser sebagai applet.
java memiliki sifat multiplatform, yaitu dapat gunakan pada operating system
yang berbeda-beda.
Diagram blok pada Gambar 2.16 menjelaskan bahwa untuk menjalankan program
system memiliki versi JRE yang berbeda dan khusus untuk masing-masing
operating system. Akan tetapi, JRE ini memiliki bytes code yang sama. Sehingga,
hanya membutuhkan penulisan program sekali, maka JRE akan dapat
menjalakannya di operating system yang diinginkan.
Java
Source Code
Java
Bytes Code
JRE Output
Gambar 2.16 Diagram blok program java
2.9.1 Karakteristik JAVA
♦ sederhana, semudah C dan seampuh C++
Java mudah untuk dipelajari bagi seseorang yang sudah mengenal
pemograman, tetapi belum terlalu terikat pada paradigma pemograman
prosedural.
♦ berorientasi pada objek dengan implementasi yang sangat baik
♦ open platform, Write Once Run Anywhere (WORA)
Java hanya membutuhkan penulisan program sekali, dan dijalankan diberbagai
operating system menggunakan JRE.
♦ arsitekturnya kokoh dan pemogramannya aman didukung oleh komunitas
Program yang dibuat menggunakan java tidak mudah terjadi konflik, karena
objek-objek yang suadah tidak terpakai lagi dikumpulkansecara otomatis oleh
garbage collector.
♦ selain sebagai platform juga sebagai arsitektur
Java dapat berada pada embeded device, TV, handphone, laptop, bahkan
server.
2.10 MySQL
MySQL adalah salah satu jenis databaseserver yang sangat terkenal dan banyak
digunakan untuk membangun aplikasi web yang menggunakan database sebagai
sumber dan pengelolaan datanya. Mysql merupakan salah satu relational database
management system yang bersifat Open Source. Struktur database disimpan dalam
tabel-tabel yang saling berelasi. Karena bersifat open source maka MySQL dapat
dipergunakan dan didistribusikan secara gratis, tanpa memerlukan lisensi dari
pembuatnya. Mysql dapat dijalankan dalam berbagai platform operating system
antara lain Windows, Linux, Unix, Sun OS dan lain-lain.
Pada MySQL, sebuah database mengandung satu atau sejumlah tabel. Tabel
terdiri atas sejumlah kolom dan baris, dimana setiap kolom berisi sekumpulan
data yang memiliki tipe yang sejenis, dan baris merupakan sekumpulan data yang
saling berkaitan dan membentuk informasi. Kolom biasanya juga disebut sebagai
field dan informasi yang tersimpan dalam setiap baris disebut dengan
record.Software MySQL secara default akan diletakkan pada direktori C:\MySQL
dengan keinginan pada saat instalasi. Direktori yang paling penting dalam struktur
direktori MySQL adalah direktori bin dan data.
Sub direktori bin merupakan direktori yang menyimpan semua program database
MySQL, sedangkan sub direktori data digunakan untuk menyimpan data dan
file-file yang dibutuhkan oleh MySQL untuk menyimpan database.
2.11 Java Database Connectivity (JDBC)
Java Database Connectivity (JDBC) merupakan sebuah java API yang
dibutuhkan untuk menjalankan program java pada format SQL. JDBC merupakam
aplikasi interface pemograman yang memungkinkan programmer java mengakses
database dalam format kode java menggunakan serangkaian interface standard
kelas-kelas yang ditulis dalam bahasa pemrograman java. JDBC menyediakan
metode untuk querying dan melakukan update data untuk relational database
management system seperti SQL, Oracle, dll.
Aplikasi interface pemograman java menyediakan sebuah mekanisme yang
digunakan untuk memasukkan driver-driver dan paket-paket java yang tepat
secara dinamis, dan me-register-kannya pada JDBC driver manager yang
digunakan sebagai pabrik koneksi untuk membuat koneksi JDBC yang
mendukung statement pembuatan dan statement eksekusi seperti SQL, INSERT,
UPDATE, dan DELETE. Driver manager merupakan tulang punggung arsitektur
Secara umum, seluruh relational database management system kompatibel
dengan SQL. JDBC memungkinkan untuk membuat sebuah aplikasi database
yang dapat dieksekusi pada berbagai platform yang berbeda seperti pada java
yang bersifat platform independent, dan berinteraksi dengan database
management systems yang berbeda-beda.
JDBC membantu programmer untuk menuliskan aplikasi java yang mengatur tiga
aktivitas pemrograman seperti di bawah ini:
1. Memudahkan untuk berhubungan dsengan sebuah data source, seperti
halnya database.
2. Memudahkan untuk mengirim queries dan melakukan update statement
pada database.
3. Mengambil kembali dan memproses hasil yang didapat dari database
3.1 Metode Perancangan
Penulis mengharapkan sistem absensi RFID menggunakan custom RFID reader
yang dirancang dan dibuat untuk tugas akhir ini dapat bekerja tidak kalah baik
bahkan lebih baik jika dibandingkan dengan sistem absensi RFID lainnya yang
ada di pasaran. Oleh karena itu, perancangan yang sistematis dibutuhkan untuk
mendapatkan hasil yang sesuai dengan yang diinginkan. Perancangan dan
pembuatan sistem absensi ini meliputi dua hal, yaitu :
a. Perancangan dan pembuatan hardware
Proses perancangan dan pembuatan hardware ini meliputi pengkajian referensi
untuk custom RFID reader yang akan dibuat, pembuatan custom RFID reader,
pembuatan rangkaian voltage regulator, pembuatan rangkaian MAX232 untuk
melakukan komunikasi serial, pembuatan rangkaian AT89S52 sebagai pemroses
data dari tag dan reader agar data yg diterima dapat digunakan sekaligus
menampilan tiap-tiap data dari tag yang dideteksi oleh custom RFID reader pada
LCD dan komputer. Khusus untuk komputer, mikrokontroller AT89S52 hanya
mengirimkan data. Bagaimana data tersebut ditampilkan pada komputer akan
diproses oleh software yang akan digunakan.
b. Perancangan dan pembuatan software
Proses perancangan dan pembuatan software ini meliputi pengujian terhadap
default input data dari hardware, pemilihan tampilan pada komputer dan default
print out, pemilihan bahasa pemograman yang akan digunakan dalam pembuatan
software.
3.2 Rancangan Sistem Absensi
Perancangan sistem absensi ini terdiri dari empat bagian utama. Bagian-bagian
tersebut adalah RFID tag, custom RFID reader sebagai penerima data dari RFID
tag, AT89S52 & MAX232 sebagai pemroses data dan pengirim data, terakhir
adalah LCD dan komputer untuk menampilkan data. Bagian-bagian sistem
absensi ini digambarkan pada blok diagram pada Gambar 3.1
Aliran data pada sistem absensi menggunakan custom RFID reader lebih jelasnya
digambarkan oleh flowchart pada Gambar 3.2. Ketika RFID tag dilewatkan pada
custom RFID reader, RFID tag akan menarik sumber tenaga dari medan radio
frekuensi yang dipancarkan oleh custom RFID reader. Sumber tenaga ini
digunakan untuk mengaktifkan chip RFID tag sehingga RFID tag dapat
mengirimkan data ID number kepada custom RFID reader. ID number yang
diterima custom RFID reader akan dikirim ke mikrokontroller secara serial
Mikrokontroller akan melakukan dua hal terhadap ID number yang telah diterima.
Pertama, mikrokontroller mengirim ID number tersebut secara serial ke komputer
untuk digunakan sebagai masukan pada software sistem absensi. Kedua,
mikrokontroller akan memenampilkan ID number tersebut pada LCD.
Start
custom RFID reader ID number
dari RFID Tag
AT89S52
LCD Komputer
END
Gambar 3.2 Flowchart sistem absensi RFID
3.3 Hardware Sistem Absensi
Bagian-bagian dari hardware pada sistem absensi ini meliputi rangkaian voltage
regulator, rangkaian custom RFID reader, rangkaian buzzer dan led, rangkaian
mikrokontroller AT89S52, dan rangkaian MAX232. Gambar 3.3 memperlihatkan
ID-12
Gambar 3.3 Rangkaian hardware sistem absensi RFID dengancustomRFIDreader
3.3.1 Rangkaian Voltage Regulator
LM7805 merupakan salah satu anggota dari keluarga sirkuit terpadu regulator
tegangan linear monolitik. Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak
sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi, dikarenakan mudah
digunakan dan harganya yang relatif murah. Keluarga 78xx adalah regulator
tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan
keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama. 7805 didesain untuk
menghasilkan tegangan keluaran 5 volt
LM7805 mempunyai tiga terminal. Terminal pertama sebagai terminal untuk
sebagai terminal untuk tegangan keluaran (output). LM7805 mendukung tegangan
masukan dari 3 volt diatas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan
biasanya mampu memberi arus listrik hingga 1,5 Ampere (kemasan yang lebih
kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih
besar). Gambar 3.4 memperlihatkan salah satu bentuk LM7805 yang beredar di
pasaran.
LM7805 memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas tinggi
dan hubung singkat, membuatnya hampir tak dapat dirusak. Dalam keadaan
tertentu, kemampuan pembatasan arus LM7805 tidak hanya melindunginya
sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya. Tetap
kelebihan-kelebihan dari LM7805 tidak akan terjadi jika tegangan masukan kurang dari
tegangan keluaran keluaran. Biasanya tegangan masukan minimum berkisar 2-3
volt diatas tegangan keluaran
Gambar 3.4 LM7805
Rangkaian 7805 sebagai voltage regulator digambarkan pada Gambar 3.5.
rangkaian ini terdiri atas dioda 1n4002 yang dihubungkan langsung pada tegangan
input dan dua buah kapasitor yang masing-masing dihubungkan pada terminal
Fungsi dari kapasitor masukan (C1) yaitu melindungi 7805 dari osilasi yang
mungkin terjadi pada tegangan masukan (input) dan fungsi kapasitor keluaran
(C2) memperbaiki tanggapan frekuensi. Dioda 1n4002 berfungsi sebagai
pengaman dikarenakan dioda memiliki sifatmemperbolehkan aliran arus listrik
dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah
sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Dioda 1n4002 juga membantu kinerja
kapasitor masukan (C1) pada LM7805 karena karakteristik penyearah yang
dimilikinya..
Gambar 3.5 Rangkaian voltage regulator
Catu daya yang akan digunakan pada hardware sistem absensi ini dapat berasal
dari adaptor DC atau baterai 9V. Tegangan keluaran dari LM7805 digunakan
untuk memberi daya pada rangkaian custom RFID reader, rangkaian
mikrokontroller AT89S52, dan rangkaian MAX232.
3.3.2 Rangkaian Custom RFID Reader
Rangkaian ini menggunakan modul ID-12 dari innovation. ID-12 merupakan
Rangkaian modul ID-12 pada Gambar 3.6 merupakan rangkaian minimum dengan
mode UART TTL (ASCII).
Pin dari modul ID-12 yang akan digunakan adalah data 1 (pin 8) yang akan
dihubungkan dengan pin R2in (pin 8) dari MAX232 dan pin 10 yang akan
dihubungkan pada transistor BC337. Pin 8 dari ID-12 berfungsi untuk
meneruskan data yang diterima dari RFID tag. Sedangkan, pin 10 berfungsi
sebagai pemicu saklar transistor BC337 untuk menghidupkan LED dan buzzer.
Gambar 3.6 Rangkaian minimum ID-12
Dengan menggunakan modul RFID ID-12 dari innovasi dan referensi dari
evaluation kit dari Joseph Golburg Adilam electronics, rangkaian custom RFID
reader yang akan dibuat digambarkan pada Gambar 3.7.
3.3.3 Rangkaian Buzzer dan LED
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode)
adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak
koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk
elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor
yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Buzzer atau sering disebut juga sebagai beeper merupakan alat penanda yang
bersifat elektronik. Cara kerja buzzer berdasarkan sistem elektromekanikal yang
identik dengan bel listrik tanpa metal gong.
Buzzer dan LED digunakan sebagai penanda jika sebuah tag dapat dideteksi oleh
RFID reader. Gambar 3.8 memperlihatkan buzzer dan LED yang digunakan pada
custom RFID reader.
(a) (b)
Gambar 3.8 Buzzer dan led (a) buzzer, (b) led
Rangkaian buzzer dan LED yang digunakan sebagai penanda pada custom RFID
reader diperlihatkan pada Gambar 3.9. Pin positif dari buzzer dan LED diberikan
tegangan masukan sebesar 5V. Sedangkan pin negatif dari buzzer dan LED
Resistor-resistor ini berfungsi sebagai pengatur dan pembatas arus yang mengalir
pada buzzer dan LED. Makin besar nilai resistor-resistor tersebut makin kecil arus
yang melewati buzzer dan LED sehingga mengakibatkan makin kecil bunyi
buzzer dan makin redup cahaya dari LED.
Resistor minimum yang digunakan sebesar 100 ohm. Pada rangkaian ini, resistor
yang dihubungkan pada buzzer memiliki nilai 100 ohm, sedangkan resistor yang
dihubungkan pada kaki LED sebesar 1K ohm
Gambar 3.9 Rangkaian buzzer dan LED
Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif yang banyak digunakan,
baik dalam rangkaian analog maupun digital. Transistor yang banyak digunakan
adalah transistor bipolar, yang terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN. Secara
umum transistor digunakan untuk pensaklaran (switching) maupun penguatan.
Pada rangkaian ini digunakan transistor BC337 sebagai saklar. Transistor BC337
merupakan transistor berjenis NPN. Resistor 1K ohm dipasang pada kaki basis
Prinsip pengoperasian transistor sebagai saklar memiliki dua keadaan, yaitu
keadan tidak bekerja (cut off) dan keadaan jenuh. Dimana perubahan keadaannya
dapat berupa perubahan tegangan ataupun arus.
Gambar 3.10 Konfigurasi transistor sebagai saklar
Pada rangkaian ini, basis dari BC337 terhubung dengan pin 10 dari ID-12. Jika,
custom RFID reader tidak mendeteksi keberadaan suatu RFID tag, maka seperti
terlihat pada Gambar 3.10, pin 10 dari ID-12 akan menyebabkan Vin = 0, maka
tidak ada arus yang mengalir pada Rb dan basis transistor sehingga transistor
dalam kondisi tidak bekerja. Tidak ada arus yang mengalir kecuali arus bocor,
sehingga kondisi ini identik dengan saklar terbuka (sambungan C-E terpisah) dan
menyebabkan beban RL tidak bekerja.
Jika, custom RFID reader mendeteksi keberadaan suatu RFID tag, maka saat itu
Vin mendapat masukan yang cukup besar hingga dapat mengalirkan arus basis
yang cukup untuk transistor, maka transistor akan jenuh. Pada kondisi ini arus
kolektor akan mengalir (sambungan C-E) terhubung dan menyebabkan beban RL
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroller AT89S52 berfungsi sebagai penyaring data yang diterima dari
custom RFID reader melalui MAX232 dan menampilkan data tersebut pada LCD
dan mengirimkan data tersebut pada komputer untuk ditampilkan dengan software
yang ada. Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 diperlihatkan oleh
Gambar 3.11.
Komunikasi serial yang dilakukan oleh mikrokontroller dan MAX232 terjadi pada
port 3.0 (RxD) dan port 3.1(TxD). Mikrokontroller menerima data yang terdapat
pada RFID tag yang terdeteksi oleh custom RFID reader melalui MAX232. Pin
R2out (pin 9) dari MAX232 dihubungkan pada port 3.0 (RxD) pada
mikrokontroller.
Setelah diproses, data ini akan dikirimkan ke komputer melalui port 3.1(TxD)
yang dihubungkan pada pin 10 (T2in) pada MAX232. MAX232 akan meneruskan
pengiriman data tersebut dengan menghubungkan pin 7 (T2out) pada MAX232
dengan pin 2 (Rx) pada DB9 yang langsung terhubung pada komputer.
Mikrokontroller AT89S52 mengendalikan LCD melalui port 1 dan port 2.0 dan
2.1. Port 1.0 hingga port 1.7 pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan pada
pin 7 hingga pin 14 pada LCD JHD 162A. Port 2.0 pada mikrokontroller
AT89S52 dihubungkan pada pin 4 (RS) pada LCD JHD 162A dan port 2.1 pada
Dengan mengatur bit pada port 2.0 dan port 2.1, mikrokontroller AT89S52 dapat
mengatur tampilan pada LCD.
Gambar 3.11 Rangkaian minimum AT89S52
3.3.5 Rangkaian MAX232
Modul ID-12 dan komputer yang digunakan bekerja berdasarkan logika TTL.
Sedangkan mikrokontroller AT89S52 bekerja berdasarkan CMOS. Oleh karena
itu, untuk menghubungkan peralatan tersebut dibutuhkan suatu konverter.
MAX232 merupakan konverter yang sering digunakan karena penggunaannya
yang mudah. Rangkaian standar MAX232 diperlihatkan pada Gambar 3.12.
MAX232 menghubungkan custom RFID reader dengan mikrokontroller
AT89S52 melalui port 8 (R2 in) dan port 9 (R2 out). Pin data 1 (pin 8) pada
custom RFID reader dihubungkan pada port 8 (R2 in). Pin 9 (R2 out) MAX232
dihubungkan pada pin 3.0 (RxD) pada mikrokontroller AT89S52. Rangkaian ini
memberikan data kepada mikrokontroller AT89S52 yang bekerja berdasarkan
CMOS
Sedangkan untuk menghubungkan mikrokontroller AT89S52 bekerja berdasarkan
CMOS dengan komputer yang bekerja berdasarkan logika TTL digunakan
MAX232 dan DB9.
Pada pengiriman data dari mikrokontroller AT89S52 ke komputer, port 3.1 (Tx)
pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan ke pin 10 (T2in) pada MAX232.
MAX232 akan meneruskan pengiriman data tersebut dengan menghubungkan pin
7 (T2out) pada MAX232 dengan pin 2 (Rx) pada DB9 yang langsung terhubung
pada komputer.
Komunikasi MAX232 dilakukan secara asinkron (asynchronous), yaitu
komunikasi serial yang tidak memiliki clock bersama antara pengirim dan
penerima, masing-masing dari pengirim maupun penerima memiliki clock sendiri.
Yang dikirimkan dari pengirim ke penerima adalah data dengan baudrate tertentu
yang ditetapkan sebelum komunikasi berlangsung.
Sebelum komunikasi dilakukan, harus dilakukan setting komunikasi serial pada 1
atau 2 register. Jika komunikasi dilakukan dengan cara sinkron (Synchronous
Communication), register yang disetting cukup SCON, karena komunikasi yang
dilakukan dengan cara asinkron (Asynchronous Communication), register yang
harus disetting bukan hanya SCON, tetapi juga TMOD, TH1 dan 1-bit pada
register PCON.
SCON (serial control) adalah Register Fungsi Khusus (Special Function Register)
yang digunakan untuk menentukan tipe komunikasi yang diinginkan. Tabel 3.1 di
bawah ini merupakan program inisasi serial pada mikrokontroler AT89S52
dengan mode SCON di setting pada receiver enable dan serial port mode bit 1.
Untuk menerima dan mengirim data secara serial di berikan pada tabel 3.2.
Tabel 3.1 Program inisiasi serial pada mikrokontroller AT89S52
program inisiasi serial void InisialisasiSerial()
Tabel 3.2 Program mengirim dan menerima data
program mengirim data
program menerima data char TerimaData() {
unsigned char x;
while (RI !=1) {;}//!= ==>not equal to RI = 0;
x = SBUF; return x; }
3.3.6 Rangkaian LCD
LCD yang digunakan adalah tipe JHD 162A yaitu LCD 2 line dengan 16 karakter.
Gambar 3.13 menunjukkan rangkaian minimum agar LCD JHD162A dapat
digunakan
LCD sepenuhnya dikendalikan oleh mikrokontroller AT89S52. Tabel 3.3
menunjukkan konfigurasi pin ada LCD JHD162A. Untuk melakukan inisiasi dan
mengatur tampilan, Tabel 3.4 menyediakan instruksi set yang dapat dilakukan.
Tabel 3.5 memperlihatkan contoh program inisiasi LCD.
Tabel 3.3 Konfigurasi pin LCD JHD162A
Pin Deskripsi Pin Deskripsi VSS ground D2 Data2
Tabel 3.4 Instruksi set LCD JHD162A
Tabel 3.5 Program inisiasi LCD
program inisiasi LCD void init_lcd(int inis){
3.4 Pemograman Mikrokontroller AT89S52
Pemograman pada mikrokontroller AT89S52dilakukan untuk menampilkan ID
number yang diterima dari custom RFID reader ke LCD dan mengirimkan ID
number tersebut secara serial ke komputer.
3.4.1 Menampilkan ID number Pada LCD
Pada saat custom RFID reader dinyalakan, mikrokontroller AT89S52 akan
langsung melakukan inisiasi mensetting LCD. Saat ini reader akan berada dalam
keadaan standbye siap membaca RFID tag dan LCD tidak menampilkan apapun.
Ketika custom RFID reader membaca sebuah tag, maka mikrokontroller akan
LCD akan berada pada keadaan standbye. Flowchart untuk program ini diberikan
oleh Gambar 3.14.
Start
Inisiasi LCD
LCD standby
Perintah menampilkan ID
number dari AT89S52 ?
Menampilkan
ID number
END
Tidak ada
Ada
Gambar 3.14 Flowchart menampilkan ID number pada LCD
3.4.2 Mengirimkan ID number ke Komputer
Pada saat custom RFID reader dinyalakan, mikrokontroller AT89S52 akan
langsung melakukan inisiasi mensetting komunikasi serial untuk AT89S52.
Ketika custom RFID reader membaca sebuah tag, maka mikrokontroller akan
memberi instruksi agar data yang diterima dikirim ke komputer melalui MAX232.
