Perpustakaan Universitas Gunadarma BARCODE
BUKTI UNGGAH DOKUMEN PENELITIAN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS GUNADARMA
Nomor Pengunggahan
SURAT KETERANGAN
Nomor: 51/PERPUS/UG/2020
Surat ini menerangkan bahwa:
Nama Penulis : BINTANG EKA PUTERA
Nomor Penulis : 070316
Email Penulis : [email protected]
Alamat Penulis : Bogor
Telah menyerahkan hasil penelitian/ penulisan untuk disimpan dan dimanfaatkan di Perpustakaan Universitas Gunadarma, dengan rincian sebagai berikut :
Nomor Induk : FILKOM/KB/PENELITIAN/51/2020
Judul Penelitian : Penerapan Pembaca RFID PN532 dalam Transaksi Elektronik Nirkabel Tanggal Penyerahan : 17 / 08 / 2020
Demikian surat ini dibuat untuk dipergunakan seperlunya dilingkungan Universitas Gunadarma dan Kopertis Wilayah III.
Dicetak pada: 24/08/2020 00:24:21 AM, IP:114.124.199.129 Halaman 1/1
1
PENERAPAN PEMBACA RFID PN532 DALAM TRANSAKSI ELEKTRONIK NIRKABEL
Bintang E. Putera Universitas Gunadarma
Depok, Indonesia
Abstraksi. Penerapan transaksi elektronik berbasis kartu banyak ditemukan. Misalnya pada pembelian kartu untuk masuk ke dalam pemberhentian kereta serta pintu masuk pemberhentian transportasi lain seperti bus dan kapal laut; pembelian barang di pasar dan mall;
dan tiket member di tempat hiburan dan pusat rekreasi sudah banyak menggunakan kecanggihan transaksi elektronik dengan kartu pintar berbasis ISO14443A. Adalah menerapkan sebuah pembaca RFID 532 menjadi tujuan penelitian ini. Sebuah perangkat mikrokontroler Teensy 3.2 menjadi otak dari sistem kendali perangkat ini dan modul nirkabel ATWINC1500 yang memiliki layanan jaringan internet sebagai perantara penghubung antara perangkat card reader dengan server web yang menyediakan web service API. Sistem pengenalan kartu digunakan untuk memastikan keabsahan transaksi. Sebagai keluaran, beberapa tampilan pada web browser dapat membantu operator mengawasi transaksi yang terjadi secara realtime. Seluruh transaksi elektronik yang terjadi akan terbaca oleh perangkat pada jarak antara 7cm sampai dengan 10cm.
transaksi yang dikirim ke web server melalui layanan web API akan disimpan ke dalam database. Tampilan pada web browser dibentuk berdasarkan data transaksi pada database.
Kata kunci: pn532, iso14443A, atwinc1500, rfid
I. PENDAHULUAN
Sebuah card-reader adalah perangkat yang digunakan untuk membaca data dari kartu elektronik. Ragam jenis kartu elektronik yang tersedia di pasaran memiliki penyimpanan data yang tertanam di badan kartu seperti chip, pita magnet, atau gabungan antara keduanya. Kartu dengan pita magnetik biasa digunakan oleh kartu ATM jenis lama, sedangkan kartu dengan penyimpanan chip khusus seperti RFID memiliki trend yang terus meningkat di pasaran.
Masing-masing penyimpanan data tetap dibaca oleh card-reader sesuai jenisnya.
NFC adalah satu dari beberapa jenis protokol komunikasi untuk komunikasi nirkabel jarak dekat dua arah. Desain komunikasi antar modul diatur oleh ISO/IEC 18000-3. Sekarang, NFC difungsikan sebagai card reader RFID ISO14443A. protokol untuk membaca kartu ISO14443A diatur pada ISO/IEC 14443.
Kartu ISO14443A mempunyai nomor seri unik. Nomor seri ini disimpan pada EEPROM kartu dengan ukuran 1KB. Karena sifatnya yang unik, maka nomor ini kerap digunakan sebagai pengenal suatu benda atau pengguna yang menjadi pemiliknya. Kartu ini juga dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan elektronik dengan jumlah baca-tulis terbatas di dalam EEPROM kartu.
Tujuan penelitian ini adalah menerapkan card reader RFID sebagai pengenal kartu ISO14443A pada transaksi elektronik. transaksi yang terjadi menggunakan internet dan pada jaringan nirkabel.
Penelitian ini dibatasi pada pemanfaatan NFC reader PN532 untuk membaca data di dalam kartu elektronik berbasis ISO14443A. Menggunakan mikrokontroler Teensy 3.2 sebagai
2 pemroses masukan yang berasal dari NFC reader. Sistem ini menggunakan modul WiFi Atmel ATWINC1500 yang memiliki koneksi internet sebagai perantara hubungan kepada server web.
II. LANDASAN TEORI
A. NFC
NFC merupakan sebuah kumpulan dari protokol komunikasi yang memungkinkan terjadinya komunikasi antara dua perangkat elektronik. Perangkat elektronik yang saling berkomunikasi dapat berupa perangkat sejenis atau perangkat yang berbeda jenis. Komunikasi dapat terjadi jika perangkat didekatkan kurang lebih 4cm atau sekitar 1.6 inci antara keduanya.
Gambar 1. Simbol NFC
Terdapat dua spesifikasi utama pada teknologi NFC. Pertama adalah ISO/IEC 14443, yaitu mendefinisikan penggunaan kartu ID (RFID) yang dapat digunakan untuk menyimpan data di dalamnya (NFC tags). Spesifikasi berikutnya adalah ISO/IEC 18000-3 yang mendefinisikan komunikasi RFID pada perangkat NFC.
B. NFC Tags ISO14443A
Kartu ISO-14443A memiliki penyimpanan standar sebesar 1 Kb dan variasi lain memiliki penyimpanan sebesar 4 Kb dalam bentuk EEPROM. Kartu ini pada dasarnya memiliki dua buah komponen elektronik berupa chip dalam pengertian khusus dari mikrokontroler dan sebuah antenna untuk transmisi/penerimaan data pada frekuensi 13.56 MHz. komunikasi pada kartu ini mengikuti standar sistem hubungan RFID.
Gambar 2. Kartu NFC ISO14443A RFID
3 C. NFC Reader PN532
NFC reader PN532 dapat membaca dan menulis ke dalam kartu RFID dengan dukungan terhadap NFC di telepon pintar berbasis Android secara Peer-to-Peer. Kartu dengan jenis Mifare 1k, 4k, Ultralight, and DesFire cards, ISO/IEC 14443-4 cards such as CD97BX, CD light, Desfire dan P5CN072 dapat dibaca oleh modul ini. Jarak yang dibutuhkan untuk pembacaan kurang lebih 0cm sampai dengan 7cm. Untuk dapat berkomunikasi dengan sebuah modul mikrokontroler, NFC Reader PN532 dapat menggunakan antarmuka komunikasi serial I2C, SPI and HSU (High Speed UART).
Gambar 3. NFC RFID Reader PN532
D. Modul WiFi ATWINC1500
Sebuah produk modul WiFi Atmel yang memiliki sertifikat FCC beroperasi pada protokol 802.11bgn. Modul ini juga mendukung SSL, enkripsi WEP, WPA dan WPA2.
ATWINC1500 menggunakan antarmuka serial peripheral interface (SPI) untuk terintegrasi dengan perangkat elektronika lain.
Gambar 4. Modul WiFi ATWINC1500
E. Mikrokontroler Teensy 3.2
Teensy adalah kumpulan mikrokontroler dari PJRC berbasis di sekitar jajaran integrated circuit (IC) yang kuat. Modul ini padat, mudah beradaptasi, dan menawarkan nilai yang ekonomis. Perangkat generasi ke tiga dari modul Teensy dibuat berkat kampanye pemula yang sukses.
Pada tahun 2014, Teensy 3.1 dan 3.2 diluncurkan. Menawarkan RAM empat kali lebih besar dan prosesor yang lebih cepat.
4 Gambar 5. Mikrokontroler Teensy 3.2
Teensy 3.2 tepat berada di tengah papan, memiliki prosesor ARM 32-bit yang kuat, clock di 72Mhz, dan didukung oleh 256kb memori flash. Spesifikasi ini jauh melebihi Arduino UNO, dan memungkinkan Teensy 3.2 untuk melakukan berbagai tugas yang menuntut. Hingga beberapa tahun lalu, prosessor jenis ini tidak terjangkau oleh penggemar hobi, tapi akhirnya Teensy 3.2 membawa ke dalam jangkauan.
F. Logic Level Converter (LLC)
Logic Level Converter adalah sebuah perangkat kecil yang aman dalam menurunkan sinyal 5V ke 3.3V dan sebaliknya dari 3.3V ke 5V secara bersamaan. Konverter tingkat ini merupakan konverter dua arah. Konverter tingkat ini juga berfungsi dengan perangkat 2.8V dan 1.8V.
Gambar 6. Logic Level Converter (LLC)
Setiap konverter tingkat memiliki kemampuan mengkonversi 4 pin pada sisi tinggi ke 4 pin pada sisi rendah dengan dua input dan dua output yang disediakan di setiap sisi.
G. Web Service API
Web service adalah sebuah layanan sistem pada perangkat lunak yang mendukung interaksi dua arah antara sistem yang berbeda (interoperabilitas), layanan ini membangun komunikasi di atas jaringan komputer baik lokal atau internet. Web service merupakan salah satu upaya memuaskan yang telah dilakukan oleh para insinyur perangkat lunak untuk membantu pengembang aplikasi.
5 Sebuah web service API dapat direpresentasikan ke dalam notasi JSON dan XML, dimana data dibuat sebagai suatu objek dan array.
Gambar 7. Berkas dengan Format JSON
REST (REpresentational State Transfer) adalah standar arsitektur komunikasi berlandaskan web. Pada pertama kalinya, Sekitar tahun 2000, istilah REST diperkenalkan oleh Roy Fielding. Standar arsitektur ini seringkali digunakan dalam pengembangan web service. Istilah RESTful diperoleh dari penyesuaian antara rancangan web service dengan kerangka arsitektur REST. Web service ini jelas menggunakan protokol HTTP dalam penerapannya.
III. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
A. Diagram Blok Sistem
Blok input pada perangkat ini mengupayakan sebuah pembacaan kartu ISO14443A melalui NFC reader PN532. Informasi berupa nomor seri dan data lain yang tersimpan pada kartu akan dikirim ke mikrokontroler Teensy 3.2. NFC reader PN532 secara khusus membaca kartu ISO14443A pada jarak kurang dari 4cm, sesuai spesifikasi komunikasi RFID yang diterapkan pada NFC.
6 Gambar 8. Diagram Blok Sistem
Blok proses terdiri dari sebuah mikrokontroler Teensy 3.2. Mikrokontroler ini terhubung dengan NFC reader PN532 menggunakan komunikasi serial Inter-Integrated Circuit (I2C) dan terhubung dengan modul WiFi Atmel ATWINC1500 menggunakan komunikasi serial peripheral interface (SPI). Selain itu, mikrokontroler ini juga terhubung dengan dua buah LED indikator yang menampilkan status pembacaan kartu ISO14443A dan keadaan koneksi nirkabel.
Blok output pada sistem ini berupa modul WiFi Atmel ATWINC1500. Modul ini akan berguna sebagai pembangkit komunikasi nirkabel, antara mikrokontroler Teensy 3.2 yang berada pada blok proses dengan web server (web service server) yang berada di internet. Web server menyediakan sebuah API untuk transaksi elektronik. Sintaks dari API ini digunakan oleh mikrokontroler Teensy 3.2 sebagai standar format pengiriman data kartu ISO14443A. LED indikator berwarna hijau pada blok ini berguna sebagai indikator kondisi pembacaan kartu ISO14443A, sedangkan LED berwarna merah adalah kondisi komunikasi kepada web server yang dilakukan secara nirkabel menggunakan jaringan internet.
Rancangan skematik rangkaian untuk perangkat card reader NFC disesuaikan dengan blok diagram. Modul NFC Reader PN532 terhubung dengan modul mikrokontroler teensy, komunikasi menggunakan antarmuka serial I2C. Pin SDA, SCL, IOREF dan RST terhubung melalui Logic-Level Converter (LLC). Komponen LLC harus digunakan karena antarmuka I2C membutuhkan tegangan kerja untuk logika sebesar 5V, lalu tegangan untuk logika yang diberikan oleh modul mikrokontroler Teensy 3.2 hanya sebesar 3.3V. Modul mikrokontroler Teensy 3.2 terpasang pada modul WiFi ATWINC1500 menggunakan antarmuka Serial Peripheral Interface (SPI). Pin SCK, MISO, MOSI, CS, EN, IRQ RST pada modul ATWINC1500 terpasang langsung dengan pin data pada modul mikrokontroler Teensy 3.2 (Pin D14, D11, D12, D10, +5V, D5, D4).
NFC TAG ISO14443A
INPUT PROSES OUTPUT
PN532 NFC/RFID
Reader
Teensy 3.2
MCU Web Service
Server
Web Page LED Indicator
Modul WiFi ATWINC1500
7 Gambar 10. Skematik Rangkaian Sistem
Perangkat card-reader NFC dapat pula digunakan untuk membaca NFC yang tertanam pada telepon pintar berbasis Android. Operator hanya perlu mengaktifkan dan mendekatkan kartu dan perangkat pada jarak sekitar 7cm atau kurang.
Gambar 9. Perangkat Card Reader ISO14443A
Halaman web pada sistem ini berfungsi sebagai penampil daftar transaksi kartu elektronik ISO14443A. Halaman ini membantu pengguna untuk mengawasi seluruh transaksi yang telah terjadi.
8 Gambar 11. Tampilan Halaman Web
B. Diagram Alur Sistem
Diagram alur dari sistem transaksi elektronik ISO14443A ini termasuk gabungan dari fungsi perangkat card reader NFC PN532, mikrokontroler Teensy 3.2, modul WiFi Atmel ATWINC1500 dan keluaran dari sistem berupa tampilan halaman web yang berisi rekaman daftar transaksi dan LED indikator pada perangkat.
9 Gambar 12. Diagram Alur Sistem
MULAI
Inisialisasi Sistem
Memulai Hubungan Nirkabel
Hub. Nirkabel Terbentuk?
A
Y
T
Server mempersiapkan data
respon bahwa data kartu telah diterima Data diterima
oleh server?
Kartu ISO14443A
terdeteksi?
Y
T
Mengirim data kartu ke server web
Penghitung Ulang Hubungan = 1
Penghitung Ulang Hubungan ++
Penghitung Ulang Hubungan
< 3
Y
T
A Y
A Catu daya
Tersedia?
T
SELESAI T Y
LED Blinking (3 detik) A
Mempersiapkan data kartu sesuai format API web
service Membaca kartu
ISO14443A
10 C. Pengujian Sistem
Pengujian pada sistem dilakukan tahap demi tahap, sesuai dengan peran pada blok diagram sistem.
Pengujian pertama dilakukan pada blok input. Sebuah kartu ISO14443A akan didekatkan pada antena NFC card reader PN532. Jika proses ini berhasil, maka akan ada tampilan pada layar serial monitor, terdapat sebuah kartu ISO14443A telah terdeteksi. Serial monitor juga menampilkan nomor seri kartu ISO14443A yang telah dibaca. Perangkat card reader akan terus standby jika tidak ada kartu yang terbaca.
Gambar 13. Pembacaan kartu ISO14443A
Setelah card reader berhasil membaca sebuah kartu ISO14443A, berikutnya mikrokontroler Teensy 3.2 akan membuat sebuah data kartu yang nantinya dikirim ke web server. Data ini disusun sesuai dengan struktur dokumen JSON yang sintaknya telah ditentukan sebelumnya. Sintak data kartu dibuat sesuai dengan API web service yang digunakan.
Setelah hubungan terhadap web server berhasil dilakukan, maka mikrokontroler akan mencoba mengirim data kartu ke server. Tampilan Serial monitor akan berisi informasi yang telah dikirim ke server web. Perangkat menunggu umpan balik dari server untuk mengetahui apakah pengiriman telah berhasil dilakukan atau tidak.
Gambar 14. Memulai koneksi dan pengiriman data sesuai format API web service ke server web
Jika pengiriman data kartu berhasil dilakukan, maka server akan mengirim respon berupa data kartu dan data perangkat yang telah mengirim. Informasi lain seperti jenis transaksi yang telah dilakukan juga akan disertakan pada dokumen respon.
11 Gambar 15. Respon dari server web bahwa data telah diterima
Pengujian paling akhir yaitu melihat daftar transaksi yang telah tersimpan di dalam web server. Melalui tampilan halaman web, terlihat ada sejumlah transaksi yang telah terekam oleh server web. Daftar transaksi ini tercatat setiap transaksi dilakukan.
Gambar 16. Tampilan Daftar Transaksi di Aplikasi Web IV. KESIMPULAN
Penerapan pembaca RFID PN532 pada transaksi kartu elektronik telah berhasil dilakukan. Modul ini akan membaca data pada kartu ISO14443A yang didekatkan pada modul pembaca RFID/NFC PN532. Komponen mikrokontroler teensy 3.2 berhasil membuat data kartu yang telah dibaca, berikutnya komponen ini mengirim data ke server web. Pengiriman data kartu berhasil dilakukan secara nirkabel menggunakan modul WiFi ATWINC1500. Modul WiFi yang sudah terhubung dengan internet secara nirkabel akan meneruskan data kartu ke web server.
12 Setelah data kartu diterima, web server akan mengirim data kartu dan pengenal perangkat pengirimnya yang telah melakukan pengiriman sebagai respon. Sistem ini sudah bekerja dengan sesuai dengan keadaan yang diharapkan.
Masukan yang untuk penelitian berikutnya adalah menambah fungsi otentikasi yang lebih mutakhir, yakni dengan melakukan penggabungan pembacaan kartu dengan otentikasi tingkat lanjut seperti serial atau token yang dibuat oleh pihak ketiga secara realtime untuk berikutnya dikirim ke perangkat pengguna seperti ponsel atau komputer.
REFERENSI
Agocs, A.; Goff, J. M. L., 2018, "A web service based on RESTful API and JSON Schema/JSON Meta Schema to construct knowledge graphs", Institute of Electrical and Electronics Engineers, Colmar, France.
Anonim, "Tutorial: how an RFID 13.56 Mhz read/write ISO-14443A tag works. ",
(http://www.puntoflotante.net/TUTORIAL-RFID-ISO-14443A-TAGS-13.56-MHZ.htm), Diakses pada Januari 2020.
Bojinov, Valentin, 2015, "RESTful Web API Design with Node.js", Packt Publishing, Birmingham, Mumbai
Bouguettaya, Athman, Sheng, Quan Z., Daniel, Florian, "Advanced Web Services",2014, Springer Science Business Media, New York,
Fariz Ramadhan, "farizdotid/DAFTAR-API-LOKAL-INDONESIA",
(https://github.com/farizdotid/DAFTAR-API-LOKAL-INDONESIA"), diakses Februari 2020.
Leens, F., 2009, "An introduction to I2C and SPI protocols", IEEE Instrumentation &
Measurement Magazine
Ramzan, A., Rehman, S., Perwaiz, A., 2017, "RFID technology: Beyond cash-based methods in vending machine", 2nd International Conference on Control and Robotics Engineering (ICCRE).
Saminger, C.; Grünberger, S.; Langer, J., 2013,"An NFC ticketing system with a new approach of an inverse reader mode", Institute of Electrical and Electronics Engineers, Zurich, Switzerland Valdez , J., Becker, J., 2015, " Understanding the I2C Bus", Texas Instruments, USA
