“Jurnal Simulasi Palang Pintu Gerbang Berbasis Arduino Uno ”
Andika Yudha Dwi SaputraElectromedical Engineering Poltekkes Kemenkes Jakarta 2 Pekanbaru, Indonesia
Abstract
Jurnal ini membahaskan suatu simulasi kerja dari palang portal pintu masuk parkiran dengan metode kerja dari sensor (Radio Frequency Identification) atau Pengenal Frekuensi Radio yaitu sebuah metode identifikasi dengan menggunakan sarana yang disebut RFID berbasis Ardiuno Uno dengan menggunakan motor servo sebagai alat penggerak respon ketika RFID berhasil membaca kartu yang telah di coding oleh aplikasi Arduino, dan apabila kartu tersebut belum di input di Arduino maka sensor Buzzer akan berbunyi dan mengakibatkan motor servo tidak dapat berputar untuk membuka.
Kata Kunci: Simulasi, RFID, Motor Servo, Buzzer
Abstract
In this Journal, we describe a working simulation of a parking gate entrance bar with a work method of a Radio Frequency Identification sensor, a method of identification using a facility called RFID based on Ardiuno Uno by using a servo motor as a response drive when RFID is successful. read the card that has been coded by the Arduino application, and if the ID card has not been input in Arduino then the Buzzer sensor will sound and cause the servo motor cannot spin to open.
PENDAHULUAN
Seiring dengan berkembangnya zaman kemajuan teknologi dibidang elektronika dan komunikasi tidak terbendung. Radio Frequency Identificarion (RFID) merupakan beberapa dari teknologi yang berkembang pesat dalam penggunaannya. Teknologi RFID yang dapat diterapkan di berbagai bidang membuat penggunaan RFID semakin digemari. RFID berfungsi sebagai pembaca dari tag RFID, dalam penelitiannya yang dilakukan oleh Li Wei dan Wang Jie (2011) RFID akan memberikan sinyal radio yang diterima oleh tag RFID dan diproses dengan memberikan informasi berupa unik ID. Penggunaan RFID dikarenakan memiliki beberapa kelebihan seperti penelitian yang pernah dilakukan oleh Yue, Wu, Hao dan Bai (2011) teknologi RFID memeiliki beberapa keunggulan seperti pemindaian cepat, daya tahan, penggunaan berulang, penetrabilitas, pembacaan tanpa penghalang, kapasitas memori yang besar dan keamanan yang tinggi. Menurut Fadhilatul (2014) penerapan teknologi saat ini memberi kemudahan untuk mendapatkan kualitas layanan yang baik serta pengembangan efisiensi pekerjaan.
Berdasarkan kemajuan teknologi sekarang muncul gagasan inovatif untuk membuat model sistem parkir dengan menggunakan RFID dan Arduino UNO R3 sebagai mikrokontroler dan penggerak palang pintu menggunakan Micro Servo.
Tujuan pembuatan sistem parkir dengan menggunakan RFID ini untuk membatasi orang yang tidak mempunyai kepentingan mempunyai akses masuk dan memudahkan pengguna jasa parkir dan penjaga dalam hal keamanan. Menurut Kumar dan Pati (2016) dengan sistem hak akses akan memberikan pilihan yang fleksibel bagi pemegang hak akses untuk interaksi dengan aman dan mudah. Penggunaan sensor dalam sistem parkir penah diteliti oleh Mutiara, Agung, dan Handayani (2015) menggunakan sensor HC-SR04, PING, & CT-SL110.
Ketika kendaraan parkir maka akan memacu sensor untuk merubah status parkir sedang ditempati. Penerapan teknologi RFID untuk manajemen parkir pernah dikembangkan oleh Sheelarani, Anand, Shamili, dan Sruthi (2016) dengan menggunakan PIC16F877A, Zigbee dan RFID. Ketika sudah melakukan pemesanan parkir dengan aplikasi android pengguna menunjukkan Tag RFID dan disampaikan ke transreceiver Zigbee maka mikrokontroller akan membuka palang pintu.
Di Indonesia sistem pembayaran menggunakan RFID dikembangkan di Surabaya mass rapid oleh Herdiyanto, Endroyono, dan Pratomo (2016) dengan menggunakan Arduino Uno, RFID dan wifi module yang terkoneksi ke On-Board Unit (OBU) dan server. Ketika penumpang menempelkan tag RFID, OBU mengirim data ke server dan apabila saldo mencukupi penumpang bisa masuk sedangkan jika kurang maka harus melakukan pengisian saldo.
1. Teknologi Radio Frequency Identification (RFID)
Sensor Radio Frequency Identification
(RFID) adalah sensor yang
mengidentifikasi suatu barang dengan menggunakan frekuensi radio. Sensor ini terdiri dari dua bagian penting: transceiver
(reader) dan transponder (tag). Pada
reader biasanya berhubungan dengan suatu mikrokontroler. Mikrokontroler ini berfungsi untuk mengolah data yang didapat reader. Struktur cara kerja Radio Frequency Identification (RFID) terdapat pada gambar di bawah ini:
Sebuah pembaca RFID harus menyelesaikan dua buah tugas, yaitu: a)Menerima perintah dari software aplikasi b)Berkomunikasi dengantag RFID
Pembaca Radio Frequency Identification (RFID) adalah merupakan penghubung antara softwareaplikasi dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Gambar menunjukkan contoh bentuk pembaca RFID.
3. Tag Card (Transponder)
Tag RFID adalah perangkat yang dibuat dari rangkaian elektronika dan antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut seperti terlihat pada gambar rangkaian elektronik dari tag
RFID umumnya memiliki memori sehingga tag ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada tagsecara dibagi menjadi sel-sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya serial number yang unik yang disimpan pada saat tag tersebut diproduksi. Selain pada RFID mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang (Suyoko, 2012).
4. Frekuensi Kerja RFID
Faktor penting yang harus diperhatikan dalam Radio Frequency Identification (RFID) adalah frekuensi
kerja dari sistem RFID. Ini adalah frekuensi yang digunakan untuk komunikasi wireless antara pembaca RFID dengan tag RFID.
Ada beberapa band frekuensi yangdigunakan untuk sistem RFID yaitu:
Low Frequency (LF): 125 -134 KHzHigh Frequency (HF): 13.56 MHzUltra High Frequency (UHF): 868 - 956 MHzMicrowave: 2.45 GHz
5.Akurasi Radio Frequency Identification (RFID)
Akurasi Radio Frequency Identification (RFID) dapat didefinisikan sebagai tingkat keberhasilan pembaca RFID melakukan identifikasi sebuah tag
yang berada pada area kerjanya. Keberhasilan dari proses identifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa batasan fisik, yaitu:
a. Posisi antena pada pembaca RFID b.Karakteristik dari material lingkungan yang mencakup system RFID
c. Batasan catu daya
d. Frekuensi kerja sistem RFID 6. Database
Database adalah susunan data
record operasional lengkap dari suatu organisasi atau perusahaan, yang diorganisir dan disimpan secara terintegrasi dengan menggunakan metode tertentu dalam komputer sehingga mampu memenuhi informasi secara optimal yang dibutuhkan oleh para pengguna. Jadi, file database dalam bentuk Borland Delphi 7 hanya menampung nama file, hubungan relasi dan keterangan dari fiIe tabel lainnya.
7. Mikrokontroler
Penggunaan utama dari mikrokontroler adalah untuk mengontrol
operasi dari mesin. Strategi kendali untuk mesin tertentu dimodelkan dalam program algoritma pengaturan yang ditulis dalam bahasa rakitan (assembly language). Program tersebut selanjutnya ditranslasi ke kode mesin digital yang selanjutnya disimpan di dalam media penyimpan digital yang disebut ROM. Pendekatan disain dari mikrokontroler dan mikroprosesor adalah sama. Jadi mikroprosesor merupakan rumpun dari suatu mikrokontroler.
8. Mikrokontroler AVR
Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah atau pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analogconverter) dan serial komunikasi. Pada dasarnya yang membedakan
masing-masing kelas adalah
memori,peripheral, dan fiturnyaSeperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega328
terdiri atas unit-unit
fungsionalnyaArithmetic and Logical Unit(ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktubeserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengan prosesornya (in chip).
METODE
Penelitian ini model eksperimen menggunakan simulasi model. Hasil penelitian yang direncanakan adalah berupa model. Metode yang digunakan dalam proses pembuatan model mengacu pada system development life cycle
(SDLC) pendekatan waterfall. Alur kerja dari metode waterfall dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Metode Waterfall
2.1 Analisa Kebutuhan
2.1.1 Kebutuhan Perangkat Keras
Model penelitian ini menggunakan Arduino UNO R3 sebagai kontroler, pemilihan ini disebabkan karena mempunyai fitur port USB langsung ke komputer dan bahasa pemograman yang mudah dimengerti. RFID RC522 sebagai pendeteksi RFID Tag dengan frekuensi 13,56Mhz. Tag RFID sebagai akses masuk parkir. LED Merah (1,8v), Biru (3,0v). Micro servo Tower Pro SG90 (5,0 v) sebagai penggerak palang pintu masuk atau keluar. Resistor (100 ohm) sebagai penghambar rangkaian antara LED, Micro Servo ke Arduino UNO R3. I2C LCD (5,0v) sebagai tampilan.
2.1.2 Kebutuhan Perangkat Lunak
Perangkat lunak yang digunakan adalah Notepad++ sebagai teks editor, perangkat ini dipilih karena memudahkan dalam proses penulisan program. Arduino IDE juga diperlukan untuk menulis dan mengunggah kodeprogram ke arduino board.
2.2 Perancangan Perangkat
Arsitektur model dapat dilihat pada Gambar 2.Pada pintu masuk parkir user menempelkan tag RFID ke reader, apabila ID yang ditempelkan cocok dengan data yang tersedia di list arduino, maka data diteruskan ke Arduino untuk membuka palang pintu dan tampilan LCD akan berubah.
Gambar 2. Perancangan Arsitektur Model Dalam pembuatan model ini terdapat satu tahap, yaitu pembuatan perangkat keras berupa pemograman arduino dan perangkaian perangkat.
2.2.1PerancanganPerangkat Keras
Dalam model penelitian ini, Micro Servo digunakan untuk mengendalikan palang pintu. RFID reader untuk membaca
Tag RFID. LED merah dan biru berfungsi untuk penanda status palang pintu. Dibutuhkan resistor untuk menurunkan arus agar sesuai dengan LED. Arduino UNO R3 berfungsi untuk mengendalikan LED dan Servo sedangkan I2C LCD sebagai tampilan perangkat.
2.2.2Perancangan Perangkat Lunak
Dalam penelitian ini, perancangan perangkat lunak pemograman arduino menggunakan Arduino IDE dengan menggunakan bahasa C. Diagram alir untuk pemrograman arduino ditunjukan pada Gambar 3.
Gambar 3. Diagram Alir Pemograman Arduino
2.2.2.1 Arduino
Arduino IDE digunakan untuk mengunggah dan menulis program ke arduino board. Berikut beberapa penjelasan dalam memprogram arduino. Untuk melakukan komunikasi serial ke komputer dari Arduino menggunakan baudrate 9600. Berfungsi untuk mengatur kecepatan datadalam bits per detik untuk penyampaian data serial dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Kecepatan Data Untuk Komunikasi dengan Komputer a. RFID
RFID adalah sebuah teknologi untuk mengidentifikasi suatu objek dengan menggunakan komponen elektronik melalui frekuensi radio dengan menggunakan piranti Tag RFID. Pada Arduino penggunaan RFID haru memasukkan library terlebih dahulu dan tinggal dipanggil ke dalam program. Pada Gambar 5 dapat dilihat data yang terdaftar dalam list yang mempunyai hak akses.
Gambar 5. Bagian Pemograman Data ID Yang Terdaftar
b. Micro Servo
Micro Servo adalah sebuah motor dengan sistem umpan balik tertutup dimana posisi motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di servo. Penggunaan servo sendiri untuk menggerakkan palang pintu parkir. Pada Arduino untuk menggerakkan Servo harus memasukkan library terlebih dahulu. Pada Gambar 6 dapat dilihat posisi awal servo
adalah 0 derajat dan akan bergerak ke posisi yang dituju yaitu pada posisi 90 derajat setelah delay beberapa saat posisi servo kembali ke keadaan awal arduino akan menggerakkan Servo dari posisi tertutup ke terbuka dan sebaliknya.
Gambar 6. Bagian Pemograman Yang Berfungsi Menggerakkan Servo c. BUZZER
BUZZER adalah komponen elektronik yang menghasilkan suara ketika diberi tegangan, BUZZER pada penelitian ini berfungsi untuk menegaskan status RFID jika kartu belum dimasukin kedalam codingan tertutup. Dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Bagian Pemograman BUZZER ketika kartu benar
Gambar 7. Bagian Pemograman BUZZER ketika kartu salah
d. Logika
Kondisi logika mempunyai maksud apabila RFID menerima Tag RFID yang terdeteksi, maka Arduino akan memanggil Servo untuk membuka palang pintu. Jika
Tag ID yang terdeteksi oleh RFID tidak dikenali, maka tampilan pada LCD akan memunculkan “id salah”. Kode program
dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Bagian pemograman logika
3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil
Dari penelitian yang telah dibuat berupa model, dengan papan akrilik sebagai alas dan terdapat arduino serta miniatur gerbang parkir termasuk micro servo, rfid reader, buzzer dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 10. Hasil Model Perangkat Pada model penelitian ini, kontroler utama adalah Arduino sedangkan BUZZER berfungsi sebagai penanda status keadaan pintu, dimana apabila BUZZER berbunyi berarti kartu yang di Tap pada RFID belum di akses maka palang pintu tidak dapat dibuka. RFID sebagai readeryang terhubung ke arduino, Micro Servo berfungsi sebagai penggerak palang pintu.
3.2 Pengujian Dan Pembahasan
Ada beberapa aspekyang akan diuji dalam model ini, diantaranya :
3.2.1 Pengujian kartu RFID
Dalam pengujian ini dikakukan untuk mengetahui bahwa tag ID dapat terbaca oleh komputer, dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Tag ID Dapat Terbaca Oleh Komputer
3.2.2Pengujian ID yang terdaftar
Pengujian ID yang terdaftar dilakukan dengan menempelkan Tag RFID ke RFID reader. Hasilnya palang pintu terbuka, dapat dilihat pada Gambar 12.
Gambar 12. ID Terdaftar Dapat Membuka Gerbang Parkir
Pada pengujian arsitektur perangkat model, saat kartu RFID terdeteksi gerbang akan terbuka keatas dan turun lagi setelah beberapa saat. Lampu LED juga akan berubah hijau ketika gerbang terbuka dan layar LCD akan menampilkan kalimat selamat datang. RFID digunakan sebagai pembatasan akses dan hak masuk.
3.2.3Pengujian ID yang tidak terdaftar
Pengujian dilakukan dengan cara menempelkan Tag RFID ke RFID reader. Hasilnya palang pintu tidak terbuka dan LED masih berwarna merah. Dapat dilihat pada Gambar 13
Gambar 13. ID Tidak Dikenali Tidak Dapat Membuka Gerbang
Pada pengujian arsitektur perangkat model dengan menggunakan kartu RFID yang tidak terdaftar, maka tidak terjadi perubahan pada perangkat dengan gerbang masih tertutup dan BUZZER akan berbunyi. LISTING PROGRAM MIKROKONTROLER #include <MFRC522.h> #include <LiquidCrystal.h> #include <SPI.h> #include <Servo.h> #define SS_PIN 10 #define RST_PIN 9
#define LED_G 5 //define green LED pin #define LED_R 4 //define red LED #define BUZZER 2 //buzzer pin
MFRC522 mfrc522(SS_PIN, RST_PIN); // Create MFRC522 instance.
Servo myServo; //define servo name int a=0,putar=0;
LiquidCrystal paulbangsat (0,1,4,5,6,7,8); //(rs,rw,e,d4,d5,d6,d7)
void setup() {
Serial.begin(9600); // Initiate a serial communication
SPI.begin(); // Initiate SPI bus
mfrc522.PCD_Init(); // Initiate MFRC522
myServo.attach(3); //servo pin
myServo.write(0); //servo start position pinMode(LED_G, OUTPUT);
pinMode(LED_R, OUTPUT); pinMode(BUZZER, OUTPUT); pinMode(BUZZER,OUTPUT);
Serial.println("Tempelkan kartu E-KTP anda!"); Serial.println(); paulbangsat.begin(16,2); paulbangsat.clear(); } void loop() { digitalWrite(BUZZER,1); paulbangsat.clear(); paulbangsat.setCursor(6,0); paulbangsat.print("TEMPEL"); paulbangsat.setCursor(7,1); paulbangsat.print("KARTU"); delay(100);
// Look for new cards
if ( !
mfrc522.PICC_IsNewCardPresent()) {
return; }
// Select one of the cards
if ( ! mfrc522.PICC_ReadCardSerial()) {
return; }
//Show UID on serial monitor Serial.print("No Seri :"); String content= ""; byte letter;
for (byte i = 0; i < mfrc522.uid.size; i++) { Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i] < 0x10 ? " 0" : " "); Serial.print(mfrc522.uid.uidByte[i], HEX); content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte [i] < 0x10 ? " 0" : " "));
content.concat(String(mfrc522.uid.uidByte [i], HEX)); } Serial.println(); Serial.print("Message : "); content.toUpperCase(); if (content.substring(1) == "2B C0 A0 00") //change here the UID of the card/cards that you want to give access { a=1; } else { a=2;} switch (a) { case 1: paulbangsat.clear(); paulbangsat.setCursor(4,0); paulbangsat.print("SILAHKAN"); paulbangsat.setCursor(7,1); paulbangsat.print("MASUK"); Serial.println("Silakan Masuk"); Serial.println(); delay(300); digitalWrite(BUZZER, HIGH); delay(0);
for(putar==0; putar<90; putar++) {
myServo.write(putar); delay(1);
}
delay(5000);
for(putar==90; putar>=0; putar--) { myServo.write(putar); delay(1); } digitalWrite(LED_G, LOW); a=0; break; case 2:
Serial.println("Silakan Coba Lagi"); digitalWrite(BUZZER, 0); paulbangsat.clear(); paulbangsat.setCursor(4,0); paulbangsat.print("SILAHKAN"); paulbangsat.setCursor(3,1); paulbangsat.print("COBA LAGI"); delay(1000); a=0; break; PENUTUP
Setelah melalui beberapa tahap dalam penelitian yang meliputi, perancangan, pembuatan, dan pengujian, makan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut (1). Arduino berperan penting dalam sistem karena dapat mengatur dan mengendalikan kinerja sistem ini secara keseluruhan, (2). Pada sistem parkir ini hanya yang mempunyaikartu RFID terdaftar yang berhak masuk, (3). Perangkat RFID yang digunakan sebagai penginput data dan sebagai hak akses mauk dapat berjalan
dengan optimal dalam batas jarak maksimal 3 cm, (4). Pemanfaatan Micro servo sebagai model palang pintu masuk memberikan keuntungan karena mempunyai harga yang lebih murah.
DAFTAR PUSTAKA
1) Juprianto Rerungan, Denny Wiria Nugraha, Yusuf Anshori. sistem pengaman pintu otomatis menggunakanradio
frequency identification (rfid) tag card dan personal identification number (pin) berbasis mikrokontroler avr atmega 128.
Universitas Tadulako: Palu, Sulawesi Tengah.
2) Willy Argoteo Prasetyo (2017).
pengelolaan sistem parkir dengan rfid berbasis arduino uno.universitas muhammadiyah: surakarta.
