459
PENGEMBANGAN PROTOTIPE SISTEM KENDALI MP3PLAYER
BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATIONPADA SISTEM
PELAYANAN INFORMASI OBJEK MUSEUM
I Gede Nurhayata1), I Wayan Sutaya2) 1,2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha
Singaraja, Indonesia
email : [email protected],
Abstrak
Standarisasi pelayanan informasi objek museum secara lisan masih belum optimal karena adanya perbedaan dari setiap pemandu dalam menyampaikan informasi objek museum yang sama baik dari segi sistematika maupun isinya. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan prototipe sistem kendali MP3 player berbasis Radio Frequency Identification (RFID) sebagai upaya alternatif perbaikan standarisasi sistem pelayanan informasi objek museum secara lisan. Penelitian ini dilaksanakan dalam multi tahun dimana pada tahun pertama telah berhasil mengembangkan prototipe yang mampu menelusuri dan memainkan nomor file audio pada MP3 player berdasarkan nomor identitas objek dari RFID reader. Kendala pada tahun pertama terjadi peralihan informasi objek secara otomatis pada MP3 player ketika informasinya sudah berakhir. Pada penelitian tahun kedua ini dilanjutkan dengan pengembangan perangkat keras tone decoder dan perangkat lunak untuk mendeteksi batas akhir pada setiap informasi audio. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tone decoder mampu mendeteksi frekuensi nada pilot 9 kHz sehingga file audio objek yang sedang dimainkan dapat berhenti secara otomatis ketika informasinya sudah berakhir.
Kata kunci : RFID, MP3 Player,Tone Decoder
Abstract
Standardization of information services orally museum objects is still not optimal because of differences of each guide in a museum object conveying the same information in terms of both systematic and content. The purpose of this study was to develop a prototype MP3 player control system based on Radio Frequency Identification (RFID) as an alternative effort repair service system standardization museum object information orally. The research was conducted in a multi-year in the first year which has successfully developed a prototype that is able to browse and play a number of audio files on MP3 player based on the object identification number of the RFID reader. Constraints in the first year there was a shift object information automatically on the MP3 player when the information is already berakhir.Pada second year of this study followed the development of hardware and software tone decoder to detect the deadline on any audio information. The results showed that the tone decoder is capable of detecting the frequency of 9 kHz pilot tone to the audio file object that is being played may stop automatically when the information is already over.
Keywords: RFID, MP3 Player, Tone Decoder
1. Pendahuluan
Standarisasi layanan informasi objek museum pada umumnya dalam bentuk tertulis dimana informasinya sangat ringkas sehingga tidak memberikan informasi secara lengkap kepada pengunjung museum. Disamping itu bentuk layanan lain dengan dipandu langsung petugas museum akan memberikan informasi lebih lengkap dibandingkan dengan layanan tertulis namun standarisasi informasinya masih kurang baik. Karena setiap petugas museum dalam menyampaikan informasi pada objek museum yang sama akan bervariasi baik dari segi sistematika maupun isinya. Oleh karena itu, standarisasi layanan informasi
objek museum secara lisan perlu diperbaiki dengan menerapkan perangkat teknologi informasi yang mampu memberikan informasi suara yang selalu sama untuk satu objek museum.
Untuk mewujudkan tujuan tersebut, dibutuhkan sistem identifikasi objek museum dimana setiap objek museum diberi nomor identitas objek yang tersimpan pada sebuah kartu identitas berbasis gelombang radio (Bob
Violino, 2005). Nomor identitas ini sebagai
password untuk membuka file audio objek museum yang tersimpan pada MP3 player. Pembacaan nomor identitas melalui perangkat
460
Perangkat ini telah dikembangkan dalam penelitian sebelumnya dengan dua metode layanan yakni berbasis server (Rasben Dantes, 2012) dan berbasis MP3 player (M. Azwar A.G.N,2012). Pada layanan berbasis server, informasinya bersifat on line dimana informasinya dapat diperbaharui secara langsung pada komputer jikalau sewaktu-waktu terjadi perubahan informasi objek. Kelemahannya adalah kurang ekonomis karena membutuhkan banyak server untuk sejumlah perangkat penerima, disebabkan belum ditemukan teknik yang tepat dalam proses multifleks file audio yang dikirim dari satu server ke sejumlah perangkat penerima. Sedangkan pada layanan berbasis MP3 player, informasi audionya tersimpan secara terpisah pada flashdisk sehingga diperlukan perangkat MP3 player untuk memainkan file audio tersebut. Layanan ini bersifat off line karena informasinya tidak dapat diperbaharui secara langsung karena harus mengubah seluruh file memory eksternal.Apabila informasi objek tidak berubah dalam waktu yang lama maka metode kedua akan lebih ekonomis dibandingkan dengan berbasis server. Dalam layanan berbasis MP3 player, peneliti sebelumnya menerapkan kendali relay untuk menggantikan fungsi tombol pada MP3 player dalam mengakses file audio secara sekuensial sehingga terjadi tundaan waktu sebelum file audio dapat dimainkan. Tundaan waktu ini akan terasa lama jika daftar file audionya sangat panjang, sehingga dengan kendali relay merupakan suatu kelemahan dari metode tersebut. Kelemahan yang lain yakni untuk pendeteksian batas akhir dari file audio yang dimainkan menerapkan sistem pewaktuan dengan mencacat secara tepat durasi waktu file audionya.
Dalam penelitian ini akan menerapkan metode layanan yang kedua yakni berbasis MP3 player dengan melakukan perbaikan terhadap waktu akses informasi audio dan pengenal batas akhir file audio. Percepatan waktu akses dilakukan melalui kendali remote kontrol. Beberapa penelitian telah dilakukan terkait dengan kendali melalui remote kontrol inframerah yaitu kontrol pintu (Johansah
Liman, 2011) dan kendali alat rumah tangga
(Benny,2012). Dari kedua penelitian tersebut menunjukkan bahwa sebuah mikrokontroller AT89S51 dapat digunakan sebagai kendali MP3 player untuk mengakses informasi file audio secara otomatis tanpa operasi secara manual. Disamping itu, perbaikan metode pendeteksian batas akhir file audio menerapkan metode detektor frekuensi
dimana pada setiap akhir file audio akan disisipkan frekuensi isyarat 9 kHz sehingga ketika frekuensi ini dikenali maka file audio akan dihentikan secara otomatis.
Pengembangan hasil penelitian ini berupa prototipe sistem kendali MP3 player berbasis RFID untuk diterapkan pada sistem pelayanan informasi objek museum sebagai pengganti peran petugas museum. Rancangan penelitian ini diharapkan menjadi salah satu solusi standarisasi layanan informasi objek museum untuk mengurangi kesalahan informasi yang terjadi akibat perbedaan pengetahuan dan pemahaman dari setiap petugas pemandu wisata di museum. 2. Metode Penelitian
Penelitian ini menerapkan metode pengembangan pada rancangan perangkat keras dan perangkat lunak dari sistem kendali MP3 player berbasis Radio Frequency Identification (RFID) dengan mikrokontroler AT89S51. Adapun diagram blok sistem diperlihatkan seperti tampak pada Gambar 1 di bawah ini.
Gambar 1. Sistem kendali MP3 Player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51
Prinsip kerja dari diagram blok pada Gambar 1 adalah pada saat perangkat RFID didekatkan pada sebuah kartu Tag ID yang menempel pada objek museum maka kartu Tag ID mengirimkan nomor identitas objek museum ke RFID reader. Mikrokontroler AT89S51 bekerja menerima dan memproses data dari RFID reader sehingga dapat mengenali nomor identifikasi objek museum tersebut. Kemudian mikrokontroler menelusuri nomor file audio dan dikirim ke MP3 player sehingga file audio pada flashdisk dapat dibaca dan dimainkan oleh perangkat MP3 player. Selanjutnya isyarat file audio yang dimainkan diperkuat dengan sebuah penguat suara agar informasi objek museum dapat didengar langsung melalui headphone. Perangkat tone decoder
461
akan memantau keberadaan frekuensi isyarat 9 kHz selama audio dimainkan. Jika tone decoder mendeteksi isyarat frekuensi 9 kHz maka audio akan dihentikan secara otomatis. Dari diagram blok di atas diperoleh rancangan rangkaian sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51 seperti tampak pada Gambar 2.Gambar 2. Rangkaian lengkap sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroller AT89S51
Gambar 3. Bentuk fisik RFID Reader ID-12
Gambar 3 menunjukkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID Reader ID-12. (Sparkfun, 2013). RFID
Reader berfungsi menangkap gelombang
elektromagnetik, dan menangkap data-data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital.
Gambar 4. Bentuk fisik Tag Card ID EM 4001 dan prinsip kerjanya
Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah Tag Card ID EM 4001 sebagai pemancar gelombang radio (RF). Ketika Tag
Card ini melalui medan listik yang dihasilkan
oleh RFID Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.
Mikrokontroler AT89S51 merupakan sebuah sistem mikroprosseor lengkap yang
terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller AT89S51 memiliki kemasan 40 pin seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Mikrokontroller AT89S51
Motion Picture Experts Group Audio Layer-3/MPEG Audio Layer-3, MP3 adalah
kompresi audio codec yang dapat digunakan dengan perangkat komputer serta perangkat elektronik lain (Dedy Setiadi,2002). MP3 player pada Gambar 6 digunakan sebagai pemutar (player) berkas file berupa audio dengan format MP3 yang disimpan pada sebuah memory eksternal berupa Flash Disk.
Gambar 6. MP3 Player dengan remote control
Remote control inframerah merupakan perangkat elektronik yang bekerja mengirimkan informasi data dari jarak jauh dengan media cahaya. Cahaya infra merah mengirimkan data ke penerima dalam bentuk pulsa-pulsa cahaya dengan modulasi frekuensi 40 kHz (Benny, 2012).
Sebelum kode dikirim, terlebih dahulu mengirimkan sinyal awal yang disebut sebagai
headerseperti diperlihatkan pada Gambar 7.
Setelah header dikirimkan, baru dikirim kode remote kontrol. Kode remote kontrol dibagi menjadi dua (2) fungsi yaitu fungsi pertama digunakan sebagai penunjuk alamat peralatan yang akan diaktifkan, fungsi kedua sebagai
command atau perintah untuk melaksanakan
instruksi dari remote kontrol.
462
Berdasarkan hasil pengamatan dengan menggunakan Osiloskop Digital diperoleh hasil bahwa protocol yang digunakan pada remote control MP3 player adalah protocol NEC yang memiliki pola gelombang data seperti tampak pada Gambar 8.Gambar 8. Pola sinyal protocol NEC
Oleh pabrik, produk MP3 player sudah dirancang untuk berpindah secara otomatis setiap kali terjadi pergantian file audio. Hal tersebut dapat menyebabkan informasi objek museum akan berganti secara otomatis tanpa kendali sehingga terjadi ketidakcocokan antara informasi suara dengan objeknya. Oleh karena itu diperlukan suatu tone decoder seperti pada Gambar 9 yang berfungsi mendeteksi suatu isyarat frekuensi 9 kHz yang ditempatkan pada batas akhir dari file audio yang sedang dimainkan pada MP3 player‘..
Gambar 9. Diagram blok tone decoder NE 567
Adapun tahapan pengembangan perangkat lunak pada mikrokontroler AT89S51 sebagai berikut :
a. Program identifikasi Tag ID melalui RFID Reader
b. Program identifikasi kode fungsi tombol remote kontrol MP3 player c. Program pengiriman nomor akses file
audio ke MP3 player
d. Program pendeteksi batas akhir file audio
Pengujian kinerja setiap program perangkat lunak dilakukan dengan melihat secara langsung respon kinerjanya pada perangkat keras.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil penelitian ini berupa prototipe perangkat keras dan data kinerja setiap sub sistem dari perangkat lunak yang diperoleh
melalui pengujian pengamatan secara langsung pada layar LCD (Liquid Crystal
Display). Adapun data hasil penelitian ini
adalah sebagai berikut :
Gambar 10. Prototipe perangkat keras sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51
Pada Gambar 10 menunjukkan bentuk akhir dari pengembangan prototipe sistem kendali MP3 player berbasis RFID dimana perangkat dapat bekerja dengan baik dalam mengenali nomor identitas objek dan mengelurkan informasi berupa suara. Hal ini berarti kinerja program perangkat lunak pada mikrokontroler AT89S51 telah bekerja baik.
Gambar 11. Hasil pembacaan Tag ID dan nomor urut file auido pada MP3 Player
Pada Gambar 11 menunjukkan salah satu data hasil pembacaan nomor identitas dari sebuah kartu Tag ID berikut nomor urutan file audio di MP3 player. Nomor identitas ini mewakili identitas objek museum. Pada Tabel 1 memperlihatkan beberapa hasil pembacaan nomor identitas kartu Tag ID. Setiap nomor identitas tersusun atas 8 kombinasi angka desimal yang berbeda. Setiap nomor kartu Tag ID mewakili nomor urut file audio yang tersimpan di MP3 player. Jika misalnya terdeteksi nomor 09931714 maka file audio dengan nomor urut 009 akan dimainkan pada MP3 player.
Tabel 1. Identifikasi Tag ID dengan RFID Reader ID-12 Register Card Tag ID Card No File
51147 09881547 001 51138 09881538 002 57616 09888016 003 59203 09889603 004 04795 09900731 005 59287 09889687 006 59247 09889647 007 59281 09889681 008 35778 09931714 009 51098 09881498 010
463
Pada Gambar 12 memperlihatkan salah satu hasil pembacaan kode dari remote kontrol MP3 player dengan operasi manual jarak jauh. Kode yang ditampilkan terdiri atas 8 kombinasi angka heksadesimal atau 32 bit. Dua data byte pertama ‗00FF‘ menunjukkandata alamat perangkat dan 2 data byte berikutnya ‗45BA‘ menunjukkan data kode.
Gambar 12. Hasil pembacaan kode remote kontrol MP3 Player
Seluruh kode tombol pada remote kontrol MP3 player diperlihatkan pada Tabel 2. Dari tabel tersebut tampak bahwa perbedaan data hanya terjadi pada 2 byte data terakhir yang menunjukkan posisi tombol yang ditekan. Tabel 2. Pembacaan Kode Tombol Remote Kontrol MP3 Player.
Sumber : Hasil penelitian
Dengan kode tombol remote kontrol MP3 player tersebut kemudian dikembangkan program perangkat lunak pada mikrokontroler AT89S51 untuk meniru sinyal kode remote kontrol MP3 player.
Tabel 3. Respon frekuensi Tone Decoder
Sumber : Hasil penelitian
Pada Tabel 3 menunjukkan hasil pengujian respon frekuensi dari Tone Decoder yang aktif pada frekuensi isyarat 9 kHz. Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 3 ketika MP3 player memainkan salah satu file audio dan tepat pada batas akhir file audio
memancarkan frekuensi suara 9 kHz, maka tone decoder menjadi aktif dan mengirimkan sinyal stop ke mikrokontroler AT89S51 sehingga MP3 player berhenti memainkan file audio secara otomatis.
Hasil pengujian perangkat secara keseluruhan dalam penelusuran file audio membutuhkan waktu akses kurang dari 3 detik seperti terlihat pada Tabel 4. Tampak pada tabel tersebut bahwa waktu penelusuran file audio memiliki waktu yang sama tanpa bergantung panjangnya urutan file.
Tabel 4. Respon akses file audio MP3 player Tag ID Card No.File Waktu tanggapan (detik) 09881547 001 2,5 09881538 002 2,5 09888016 003 2,5 09889603 004 2,5 09900731 005 2,5 09889687 006 2,5 09889647 007 2,5 09889681 008 2,5 09931714 009 2,5 09881498 010 2,5
Sumber : Hasil penelitian
Pada tabel 5 menunjukkan hasil penelitian sebelumnya dari M. Azwar terkait dengan pengendalian suara berbasis RFID yang menjadi dasar pengembangan penelitian ini. Pada tabel tersebut terlihat bahwa waktu akses penelusuran file audionya memiliki waktu yang berbeda pada setiap penekanan tombol NEXT dimana semakin panjang nomor urut file audio dibutuhkan waktu penelusuran yang semakin lama. Selisih yang terjadi antar nomor urut file setelah penekanan tombol manual NEXT diperoleh selisih waktu sekitar 1 detik.
Tabel 5. Hasil tanggapan waktu dengan pengendalian tombol next secara manual
Selisih indeks Tombol Waktu tanggapan (detik)
1 next 2,94
2 next 3,74
3 next 4,56
4 next 5,34
5 next 6,14
Sumber : Hasil Penelitian dari M. Azwar A.G.N
Jika dimisalkan berdasarkan tabel 5 dimana sebuah objek museum memiliki nomor urut informasi audio pada urutan ke-100 maka estimasi waktu penelusurannya kira-kira 100 detik atau lebih dari 1 menit. Nilai waktu ini jelas terasa cukup lama bagi pengunjung museum untuk menunggu sampai informasi objek museum dapat didengar melalui headphone.
Jika dibandingkan dengan hasil penelitian pada tabel 4 dimana nomor urut file memiliki waktu penelusuran yang sama pada Tombol ID Number Tombol ID Number
0 #00FF0DF2 Repeat #00FF40BF 1 #00FF0CF3 Mode #00FF46B0 2 #00FF18E7 CH- #00FF44BB 3 #00FF5EA1 CH+ #00FF40BF 4 #00FF08F7 EQ #00FF43BC 5 #00FF1CE3 << #00FF07F8 6 #00FF5AA5 >> #00FF15EA 7 #00FF42BD >|| #00FF09F6 8 #00FF52AD VOL- #00FF16E9 9 #00FF4AB5 VOL + #00FF19E6 Power #00FF45BA MUTE #00FF47BB
Frekuensi (Hz) Kondisi led (ON/OFF) Frekuensi (Hz) Kondisi led (ON/OFF) 50 OFF 2k OFF 100 OFF 4k OFF 200 OFF 6k OFF 300 OFF 8k OFF 400 OFF 9k ON 500 OFF 10k OFF 1k OFF 15k OFF
464
nomor urut ke-100 akan memiliki waktu akses kurang dari 3 detik. Nilai waktu ini jelas lebih pendek dibandingkan dengan kasus di atas. Dengan waktu penelusuran yang lebih pendek maka kecepatan pelayanan informasi objek museum menjadi lebih baik sehingga pengunjung museum tidak harus menunggu cukup lama sampai informasi objek museum dapat didengar. Berdasarkan pembahasan di atas maka penelitian tahun kedua ini sudah berhasil memperbaiki waktu akses dan pendeteksian batas akhir file audio MP3 player berbasis RFID secara otomatis.4. Simpulan dan Saran
Perangkat sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51 dapat memperbaiki waktu akses dan pendeteksian batas akhir file audio sehingga dapat dijadikan sebagai perangkat pemandu wisata otomatis untuk memperbaiki standarisasi layanan informasi objek museum. Disamping itu perangkat pemandu wisata otomatis dapat digunakan untuk mengganti peran petugas pemadu wisata museum yang jumlahnya terbatas.
5. Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha (Lemlit Undiksha) yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada peneliti melaksanakan penelitian ‖Pengembangan
Prototipe Sistem Kontrol MP3 Player Berbasis Radio Frequency Identification (RFID) dengan
Mikrokontroler AT89S51 Pada Sistem
Pelayanan Informasi Objek Museum ― dengan
surat kontrak penelitian nomor : 119/UN48.14/PL/2015.
DAFTAR PUSTAKA
Altium.(2013). NEC Infrared Transmission Protocol. http://wiki.altium.com/display/ADOH/NEC+ Infrared+Transmission+ Protocol.
Atmel.(2013).8-Bit Microcontroller With 4K Bytes AT89S51 Datahseet‖, http:/www.atmel.com /images/doc2487.pdf.
Bob Violino. (2005).The History of RFID
Technology, http:// www.
rfidjournal.com/articles/view? 1338.
Benny.(2012).Pemanfaatan Infrared Remote Universal Sebagai Pengendali Pintu, ORBITH, Vol. 8, No. 3, November 2012: 196-200.
Charles Kim.(2013). Infra Red (IR) Remote Control,http tinkerish.com/docs/ir%20 remot e%20control%20details.pdf.
Johansah Liman.(2011).Pengendali Alat Rumah Tangga Dengan Remote TV Berbasis Mikrokontroller, Vol. 10, No. 21. September-Desember 2011.http://azama
mrullah.blogs.ukrida.ac.id/JKUNUKR/jou/FTEl/ 2012jkunukr-ns-jou-2012-3011-2398-
remote_co ntrol-resource.pdf.
Li Yang, Rushi Vyas. (2007). RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007
M. Azwar A. G. N. (2012). ―Pengendali Suara Penjelasan Objek Museum Berbasis RFID (Radio Frequency Identification), www.elektro.u
ndip.ac.id/el_kpta/wp_content/uploads/2012/0 5/L2F008055_MTA.pdf
Roy Want. (2006). An Introduction to RFID Technology, Published by the IEEE CS and IEEE ComSoc.
Rasben Dantes. (2012). Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015.
Sparkfun. (2013). ID-Series Datasheet, http://www.sp
arkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12- Datashe et.pdf.
