INDRO SUSILO M3109043

(1)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

KUNCI PENGAMAN GANDA BERBASIS RFID UNTUK

KENDARAAN BERMOTOR

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Mencapai Gelar Ahli Madya

Program Diploma III Teknik Informatika

Disusun Oleh :

INDRO SUSILO

NIM. M3109043

PROGRAM DIPLOMA III TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

(2)

commit to user

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

KUNCI PENGAMAN GANDA BERBASIS RFID UNTUK

Disusun Oleh

INDRO SUSILO

NIM. M3109043

Tugas Akhir ini telah disetujui untuk dipertahankan

di hadapan dewan penguji

pada tanggal _____________

Pembimbing Utama

NANANG MAULANA, S.Si

(3)

commit to user

iii

HALAMAN PENGESAHAN

KUNCI PENGAMAN GANDA BERBASIS RFID UNTUK

INDRO SUSILO NIM. M3109043

Dibimbing oleh Pembimbing Utama

NANANG MAULANA, S.Si

NIDN. 0614078103

Tugas Akhir ini telah diterima dan disahkan oleh dewan penguji Tugas Akhir Program Diploma III Teknik Infotmatika

pada hari Senin pada 14 Januari 2013

Dewan Penguji

1. Penguji 1 NANANG MAULANA,S.Si

NIDN. 0614078103 ( _________________ )

2. Penguji 2 Drs. SYAMSURIZAL

NIP. 19561212 198803 1 001 ( _________________ )

3. Penguji 3 AGUS PURBAYU,S.Si

NIDN. 0629088001 ( _________________ )

Disahkan Oleh

Dekan Fakultas MIPA UNS Ketua Program Studi

DIII Teknik Informatika UNS

Prof.Ir.Ari Handono Ramelan,M.Sc (Hons),PhD Drs. YS. Palgunadi, M.Sc

(4)

commit to user

iv

ABSTRACT

INDRO SUSILO, 2013. DOUBLE SAFETY LOCK RFID BASED FOR MOTOR VEHICLE . 3rd Diploma Degree of Informatics Engineering, Mathematic and Science Faculty, Sebelas Maret University Surakarta.

Many kinds of Key lock for vehicle has been developed along with the development of technology. Type of the keys lock are now variation shuc as manual locks, digital locks, magnetic locks, and locks with RFID.

Radio Frequency Identification/RFID is a new technology used in security system applications. The safety lock with RFID has a major part such as sensors, a processor unit, and relay. The difference is the input used Radio Frequency Identification/RFID. Double safety lock with RFID Requires hardware that is: RFID tags, RFID Reader, microcontrollers, relays. As the controller is Atmega8 microcontroller that processes the input data from RFID reader with output to control the relay. Works of the double lock RFID is RFID tag read by the RFID reader , then the data (ID) is sent by the reader to the microcontroller. In the microcontroller received data then compared with the data stored in the memory. If the RFID tag match with data in the memory stored then microcontroller will activate the relay.

From the results of research and trials can be concluded that RFID technology can be implemented as double safety for motor vehicles.

(5)

commit to user

v

ABSTRAK

INDRO SUSILO. 2013. KUNCI PENGAMAN GANDA BERBASIS RFID UNTUK KENDARAAN BERMOTOR. DIII Teknik Informatika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

Kunci kedaraan bermotor banyak jenisnya, seiring dengan perkembangan teknologi. Jenis kunci skarang bermacam-macam seperti manual kunci, kunci digital, magnetis kunci, dan kunci dengan RFID.

Radio Frequensi Indentifikasi (RFID) adalah sebuah teknologi baru yang digunakan dalam aplikasi sistem keamanan. Kunci pengaman dengan RFID memiliki bagian utama seperti sensor, sebuah unit prosesor, dan relay. Yang membedakan adalah masukan yang digunakan yaitu menggunakan Radio

Frequency Identification (RFID). Kunci pengaman ganda dengan RFID

membutuhkan hardware yaitu : tag RFID, reader RFID, mikrokontroler, relay. Sebagai pengendali adalah mikrokontroler ATmega8 yang memproses data masukan dari reader RFID dengan keluaran untuk mengendalikan relay. Kerja dari kunci pengaman ganda dengan RFID dalah tag RFID dibaca oleh reader, kemudian data (ID) dikirim reader ke mikrokontroler. Dalam mikrokontroler data yang diterima kemudian dibandingkan dengan data yang tersimpan didalam memori. Jika tag RFID sesuai dengan yang tersimpan dalam memori maka mikronkontroler akan mengaktifkan relay.

Dari hasil penelitian dan uji coba dapat disimpulkan bahwa penggunaan teknologi RFID dapat digunakan untuk kunci pengaman ganda kendaraan bermotor.

(6)

commit to user

vi

HALAMAN MOTTO

Jika Anda menginginkan sesuatu yang belum pernah anda miliki, Anda harus

bersedia melakukan sesuatu yang belum pernah Anda lakukan.

(Thomas Jefferson)

Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi

bangkit kembali setiap kali kita jatuh.

(7)

commit to user

vii

HALAMAN PERSEMBAHAN

Tugas Akhir ini dipersembahkan kepada :

Ayah dan Ibunda tercinta Sugiyanto dan Ruby E.M.

Kakak tersayang, Sutanto, Diah Ayu S , Kuswanto, dan Nurul K

(8)

commit to user

viii

KATAPENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas karunia, hidayah serta inayahNya

sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul Kunci Pengaman

Ganda Berbasis RFID untuk Kendaraan Bermotor. Tugas akhir ini bertujuan

untuk memenuhi dan melengkapi salah satu syarat dalam menempuh ujian untuk

memperoh derajat Ahli Madya pada studi Diploma III Teknik Informatika

Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret.

Penulis mengucapkan banyak terima kasih dan memberikan penghargaan

yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dan mendukung

baik itu secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan laporan Tugas

Akhir ini mulai dari persiapan hingga tahap penyelesiannya, terutama kepada :

1. Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kesempatan, sehingga

penulisan bisa menyelesaikan pembuatan laporan ini.

2. Drs. YS. Palgunadi, M.Sc, selaku Ketua Program Teknik Informatika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas

Maret.

3. Nanang Maulana S.Si selaku pembimbing Tugas Akhir.

4. Drs. Syamsurizal dan Agus Purbayu S.Si selaku penguji.

5. Seluruh Dosen Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

khususnya Jurusan DIII Teknik Informatika atas segala ilmu yang

diberikan.

Akhir kata semoga tulisan ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan para

pembaca pada umumnya.

Surakarta, Junuari 2013

(9)

commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

ABSTRACT ... iv

HALAMAN ABSTRAK ... v

HALAMAN MOTTO ... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... ix

DAFTAR GAMBAR ... xii

DAFTAR TABEL ... xiv

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan dan Manfaat ... 2

1.4.1 Tujuan ... 2

1.4.2 Manfaat ... 3

1.5 Metode Penelitian ... 3

1.5.1 Observasi Lingkungan ... 3

1.5.2 Pengumpulan Data ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI ... 5

2.1 RFID ... 5

2.2Mikrokontroler AVR ... 6

2.3 Arsitektur Mikrokontroler ATmega8 ... 7

(10)

commit to user

x

2.5Konfigurasi Pin ATmega8 ... 9

2.6 Status Register ... 10

2.7 PCB (Printed Circuit Board) ... 11

2.8 LED (Light Emiting Diode) ... 12

2.9 Relay ... 13

2.10 Transistor ... 15

2.11 IC Regulator ... 15

2.12 Resistor ... 17

2.13 Kapasitor ... 18

2.14 Dioda ... 18

2.15 Arduino Uno Board ... 19

2.16 Arduino ... 21

2.17 Blok Diagram ... 22

2.18 Flowchart ... 23

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN ALAT ... 24

3.1 Blog Diagram Alat ... 24

3.2 Catu Daya ... 24

3.3 Minimum Sistem ATmega8 ... 25

3.4 Rangkaian RFID reader ... 26

3.5 Komponen yang Digunakan ... 26

3.6 Diagram Alir ... 27

3.7 Software Pendukung ... 29

3.7.1 Diptrace dan Proteus ... 29

3.7.2 Arduino 1.0.1 ... 29

3.8 perangcangan PCB dan Komponen ... 29

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA ... 31

4.1 Skema Rangkaian Setiap Bagian ... 31

4.1.1 Rangkaian Catu Daya... 31

4.1.2 Rangkaian RFID Reader ... 31

4.1.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 ... 32

(11)

commit to user

xi

4.2 Listing Program ... 33

4.2.1 Perintah Pengenalan Nomor Tag RFID ... 33

4.2.2 Perintah Inisialisasi RFID Reader ... 33

4.2.3 Perintah Pembaca Nomor Tag RFID ... 34

4.2.4 Perintah Pengecekan Nomor Tag RFID ... 34

4.2.5 Perintah Membandingkan Nomor Tag RFID ... 35

4.3 Pengujian Pada Perangkat Keras (Hardware) ... 35

4.3.1 Pengujian Rangkaian Catu Daya... 35

4.3.2 Pengujian Rangkaian RFID Reader ... 36

4.3.3 Pengujian Rangkaian Driver Relay ... 38

4.4 Pengujian Sistem Secara Keseluruhan ... 39

4.4.1 Pengujian Pembacaan Tag RFID ... 40

4.4.2 Analisa Dari Hasil Pengujian Program Keseluruhan ... 40

4.5 Pengujian Pada Perangkat Lunak (Software) ... 41

4.6 Cara Penggunaan Alat ... 41

BAB V PENUTUP ... 43

5.1 Kesimpulan ... 43

5.2 Saran ... 43

(12)

commit to user

xii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Gambar 2.1 Tag RFID... 5

2. Gambar 2.2 Arsitektur ATmega8 ... 7

3. Gambar 2.3 Pin Out ATmega8 ... 9

4. Gambar 2.4 Status Register ... 10

5. Gambar 2.5 PCB Dengan Jenis Bahan Pertinak ... 12

6. Gambar 2.6 PCB Dengan Jenis Bahan Fiber ... 12

7. Gambar 2.7 LED ... 13

8. Gambar 2.8Relay HKE HRS4H-5-DC5V ... 14

9. Gambar 2.9 Skema Relay SPDT ... 14

10.Gambar 2.10 Transistor ... 15

11.Gambar 2.11 IC Regulator L7805CT... 16

12.Gambar 2.12 Kapasitor Elektrolit ... 18

13.Gambar 2.13 Dioda ... 19

14.Gambar 2.14 Arduino Uno rev.3 ... 19

15.Gambar 2.15 Software Arduino ... 21

16.Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ... 24

17.Gambar 3.2 Rangkaian Catu Daya ... 25

18.Gambar 3.3. Minimum Sistem ATmega8 ... 25

19.Gambar 3.4 Rangakian RFID Reader ... 26

20.Gambar 3.5 Diagram Alur Program Utama ... 28

21.Gambar 3.6 Desain PCB ... 29

22.Gambar 4.1 Rangkaian Regulator 5V ... 31

23.Gambar 4.2 Rangkaian RFID reader ... 32

24.Gambar 4.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 ... 32

25.Gambar 4.4 Rangkaian Driver Relay ... 33

26.Gambar 4.5 Pengujian Rangkaian Catu Daya ... 36

27.Gambar 4.6 Pengujian rangkaian RFID reader ... 37

(13)

commit to user

xiii

29.Gambar 4.8 Pengujian Rangkaian Driver Relay ... 39

30.Gambar 4.9 Pengujian Pembacaan Tag RFID dan Relay ... 40

(14)

commit to user

xiv

DAFTARTABEL

1. Tabel 2.1 Tipe IC Regulator... 16

2. Tabel 2.2 Nilai-Nilai Gelang Warna Resistor ... 17

3. Tabel 2.3 Spesifikasi Arduino Uno rev.3 ... 20

4. Tabel 2.4 simbol flowchart ... 23

5. Tabel 3.1 Komponen yang Digunakan... 26

6. Tabel 4.1 Pengukuran Catu Daya 5Volt ... 36

7. Tabel 4.2 Pengujian RFID Tanpa Penghalang ... 37

8. Tabel 4.3 Pengukuran Jarak Baca RFID ... 38

9. Tabel 4.4 Hasil Pengujian Driver Relay ... 39

10.Tabel 4.5 Hasil Pengujian Pembacaan Tag RFID dan Relay ... 40

(15)

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada saat ini banyak terjadi tindak kriminal, misalnya pembunuhan,

perampokan, pencurian dan lain sebagainya. Sindikat pelaku tindak kriminal juga

semakin mahir dalam melakukan aksi kejahatannya. Mereka terspesialisasi pada

tindak kriminalitas yang spesifik, misalnya spesialis pembunuhan, spesialis

pencurian, dan lain sebagainya. Salah satu tindak kriminal yang meresahkan

adalah pencurian kendaraan bermotor.

Sering sekali terjadi pencurian kendaraan yang sedang diparkir di tempat

parkir, sebagai contoh pencurian kendaraan di tempat parkir minimarket, rumah

sakit, kampus atau bahkan di area parkir tempat ibadah. Terkadang kita merasa

yakin kendaraan bermotor kita aman saat kita parkir di tampat parkir. Kendaraan

kita juga berada pada posisi terkunci dan merasa aman dengan sejumlah kunci

yang terpasang pada kendaraan kita. Padahal para pencuri dengan mudah

membuka kunci kontak yang terpasang hanya dengan kunci tiruan atau

menggunakan kunci letterT.

Teknologi sistem keamanan kendaraan yang dapat mengurangi tindak

pencurian dan membantu kegiatan manusia menjadi lebih mudah dan praktis.

Teknologi RFID sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang, salah satu

contohnya digunakan dibidang sistem keamanan. Saat ini tersedia aplikasi yang

bernama RFID atau Radio Frequency Identification untuk membantu menjawab

pemasalahan yang terjadi seperti diatas. RFID adalah sebuah metode identifikasi

secara otomatis dengan menggunakan suatu piranti yang disebut RFID tag atau

transponder. Dengan menggunakan frekuensi radio untuk mengirimkan informasi

atau data antara RFID tag dan RFID reader-nya, sehingga tidak memerlukan

kontak fisik diantara keduanya untuk dapat berhubungan. Data dari RFID reader

(16)

commit to user

2

Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor di mana di dalamnya

sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock, dan peralatan lainya yang sudah

saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik

pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai.

Berbeda dengan kunci mekanik, kunci ganda elektronik berbasis

mikrokontroler dan radio frequency identification (RFID) adalah sebagai

pengaman ganda. Dengan ini dapat mengurangi atau mencegah tindak kriminal

pencurian kendaraan bermotor.

1.2. Perumusan Masalah

Berdasar latar belakang di atas dapat diambil perumusan masalah sebagai

berikut “Bagaimana cara membuat kunci ganda elektronik berbasis

mikrokontroler dan Radio Frequency Identification (RFID)?”

1.3. Batasan Masalah

Pada penulisan Tugas Akhir ini penulis membatasi pokok pembahasan

pada pembuatan kunci pengaman ganda berbasis RFID untuk kendaraan bermotor

yang akan dibahas yaitu:

a. RFID reader digunakan untuk membaca tag RFID.

b. Rangakaian minimum sistem ATmega8 digunakan sebagai pemroses data

dari RFID reader dan pengendali relay.

c. Pengidentifikasian tag RFID oleh RFID reader, kemudian data dikirimkan ke

pemroses yaitu mikrokontroler ATmega8.

d. Pengaktifan relay dikendalikan oleh mikrokontroler yang memicu transitor

untuk menghubungkan tegangan ke relay.

e. Relay sebagai skalar yang bertindak sebagai pengaman yang memutus arus

yang masuk ke coil.

1.4. Tujuan dan Manfaat

1.4.1. Tujuan

Tujuan dari adanya penelitian ini adalah untuk membuat kunci ganda

elektronik berbasis mikrokontroler dan Radio Frequency Identification (RFID)

(17)

commit to user

3

1.4.2. Manfaat

Dengan adanya penelitian ini diharapkan pemilik kendaraan bermotor

merasa aman jika meninggalkan kendaraannya di tempat parkir dan tindak

kriminal pencurian kendaraan yang terjadi dapat berkurang.

1.5. Metodologi Penelitian

1.5.1. Observasi lingkungan

Tahap observasi lingkungan merupakan tahap paling awal dalam kegiatan

penelitian ini. Pada tahap ini dilakukan identifikasi permasalahan yang

berhubungan sistem keamanan kedaraan.

1.5.2. Pengumpulan data

Didalam proses pengumpulan data terdiri dari beberapa metode yaitu :

a. Observasi

Observasi merupakan metode pengumpulan data yang dilakukan melalui

pengamatan, pencatatan dan pencarian informasi tentang sistem pengamana

kendaraan bermotor.

b. Wawancara

Wawancara merupakan salah satu metode pengumpulan data yang paling

akurat, karena dalam pelaksanaannya penulis langsung melakukan wawancara

dengan orang yang berhubungan dengan sistem pengamanan kendaraan bermotor.

c. Studi Pustaka

Studi pustaka merupakan suatu metode yang dilakukan dengan cara

mencari buku-buku referensi serta tutorial yang membahas mengenai data-data

yang dibutuhkan dalam penelitian.

d. Browsing

Browsing merupakan proses pencarian data dengan menggunakan

perantara koneksi internet.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan Tugas Akhir ini

(18)

commit to user

4

BAB I PENDAHULUAN, memuat latar belakang masalah, perumusan

masalah, penetapan tujuan dan manfaat, batasan masalah, metode penelitian dan

sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI, bab ini berisi landasan teori yang memuat

teori-teori yang menunjang dalam laporan Tugas Akhir ini.

BAB III DESAIN DAN PERANCANGAN, memuat tentang data-data

yang diperlukan dalam desain dan perancangan. Desain dan perancangan tersebut

meliputi skema rangkaian, desain PCB, dan source code firmware.

BAB IV IMPLEMENTASI DAN ANALISA, membuat tentang langkah

implementasi dan hasil analisa. Hasil analisa dapat disajikan dalam bentuk kunci

ganda berbasis RFID untuk kendaraan bermotor.

BAB V PENUTUP, bab ini berisi kesimpulan yang didapatkan dari

analisis mengenai keterkaitan dengan tujuan pembuatan alat, berikut saran-saran

berkaitan dengan penggunaan alat dan atau pengembangan alat dimasa yang akan

(19)

commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

Teori yang mendasari atau manjadi landasan dari pelaksanaan dan

pengerjaan tugas akhir ini diambil dari beberapa sumber termasuk juga dalam hal

ini penerapan kemampuan dan pengetahuan penulis baik yang telah diperoleh

selama duduk dibangku perkuliahan ataupun pengetahuan umum lainnya.

Dengan mengetahui arti dan istilah-istilah yang digunakan akan lebih

mudah dalam memecahkan masalah yang penulis jumpai saat mengerjakan tugas

akhir. Adapun landasan teori yang mendasari tugas akhir ini adalah :

2.1. RFID

RFID atau Radio Frequency Identification, adalah suatu metode yang

mana bisa digunakan untuk menyimpan atau menerima data secara jarak jauh

dengan menggunakan suatu piranti yang bernama RFID tag atau transponder.

Suatu RFID tag adalah sebuah benda kecil, misalnya berupa, kartu pengenal,

gantungan kunci, kancing baju, gelang dan stiker yang dapat ditempelkan pada

suatu barang atau produk. RFID tag berisi antena yang memungkinkan mereka

untuk menerima dan merespon terhadap suatu query yang dipancarkan oleh suatu

RFID transceiver. Tag RFID ditunjukan oleh Gambar 2.1

Gambar 2.1. Tag RFID

RFID tag dapat bersifat aktif atau pasif. RFID tag yang pasif tidak

memiliki catu daya sendiri. Dengan hanya berbekal induksi listrik yang ada pada

antena yang disebabkan oleh adanya frekuensi radio pemindai yang masuk, sudah

cukup untuk memberi kekuatan yang cukup bagi RFID tag untuk mengirimkan

respon balik. Sehubungan dengan power dan biaya, maka respon dari suatu RFID

(20)

commit to user

6

daya pada RFID tag yang pasif maka akan menyebabkan semakin kecilnya

ukuran dari RFID tag yang mungkin dibuat. Beberapa RFID komersial yang saat

ini sudah beredar di pasaran ada yang bisa diletakkan di bawah kulit. Pada tahun

2005 tercatat bahwa RFID tag terkecil berukuran 0.4 mm x 0.4 mm dan lebih tipis

daripada selembar kertas. Dengan ukuran sekian maka secara praktis benda

tersebut tidak akan terlihat oleh mata. RFID tag yang pasif ini memiliki jarak

jangkauan yang berbeda mulai dari 10 mm sampai dengan 6 meter.

RFID tag yang aktif, di sisi lain harus memiliki catu daya sendiri dan

memiliki jarak jangkauan yang lebih jauh. Memori yang dimilikinya juga lebih

besar sehingga bisa menampung berbagai macam informasi di dalamnya. Ukuran

terkecil dari RFID tag yang aktif ini ada yang sebesar koin. Jarak jangkauan dari

RFID tag yang aktif ini bisa sampai sekitar 10 meter dan dengan umur baterai

yang bisa mencapai beberapa tahun lamanya. Ada empat macam RFID tag yang

sering digunakan bila dikategorikan berdasarkan frekuensi radio, yaitu:

1. Low Frequency Tag (antara 125 ke 134 kHz)

2. High Frequency Tag (13.56 MHz)

3. UHF tag (868 sampai 956 MHz)

4. Microwave Tag (2.45 GHz)

UHF tag tidak bisa digunakan secara global, karena tidak ada peraturan

global yang mengatur penggunaannya.

2.2. Mikrokontroler AVR

Mikrokontroler AVR adalah jenis prosesor yang saat ini paling banyak

digunkan dalam membuat aplikasi sistem kendali bidang intrumentasi,

dibandingkan dengan mikrokontroler keluarga MCS51 seperti AT89S51/52.

Mikrokontroler seri AVR pertama kali diperkenalkan ke pasaran tahun

1997 oleh perusahaan Atmel, yaitu sebuah perusahaan yang sangat terkenal

dengan produk mikrokontroler seri AT89S51/52-nya yang sampai sekarang masih

banyak digunakan di lapangan. Keterbatsan pada mikrokontroler tersebut (

resolusi, memori, dan kecepatan) menyebabkan banyak orang beralih ke

mikrokontroler AVR. Hal ini karena ada beberapa kelebihan dari tipe AVR ini

(21)

commit to user

7

Mikrokontroler AVR standar memiliki arsitektur 8 bit, di mana semua

instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar intruksi dieksekusi dalam

satu situs clock, berbeda dangan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 situs

clock (Budiarto dan Rizal, 2007:28). Hal ini karena kedua jenis mikrokontroler

tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduce

Instruction Set Computing). AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas

yaitu keluarga AT90Sxx, keluarga Atmega, dan AT86RFFxx. perbedaan dari

masing-masing keluarga AVR tersebut adalah memori, peripherial, dan fungsinya

(Iwan.2010).

2.3. Arsitektur Mikrokontroler ATmega8

(22)

commit to user

8

2.4. Fitur ATmega8

Fitur-fitur yang terdapat pada mikrokontroler ATmega8 antara lain

adalah sebagai mberikut :

1. High-Peformance, Low-Power AVR 8-bit RISC microcontroller

2. Advanced RISC Architecture

a. 130 Powerful instructions – most single-clock execution

b. 32 x 8 general purpose working registers

c. Fully static operation

d. Up to 16 mips throughpu at 16Mhz

e. On-chip 2-cycle multiplier

3. High-endurance non-volatile memory segments

a. 8K byte In-System Self-Programmable Flash Program Memory

b. 512 Byte EEPROK

c. 1K Byte of internal SRAM

d. Write/Erase Cycles : 10.000 Flash / 100.000 EEPROM

e. Data Retetiuons : 20 years at 85’C / 100 years at 25 ‘C

f. Optionsal boot code section with independent lock bits

g. In-System Programing by O-chip Boot Program

h. True Read-While-Write Operation

i. Programming lock for software security

4. Peripheral features

a. Two 8-bit Timer / Counter with separate prescaler, one compare mode

b. One 16-bit timer/counter with separe prescaler, compare mode, and

capture mode

c. Real time counter with separate oscillator

d. Three pwm channels

e. 6-channels ADC with 10-bit accuracy

f. Byte-oriented two-wire sserial interface

g. Programmable serial USART

h. Master/slave SPI Serial Interface

(23)

commit to user

9

j. On-chip analog comparator

5. Special microcontroller feartures

a. Power-On Reset and Programmable BrownPout Detection

b. Internal calibrate RC Oscillator

c. Exteranal and internal interrupt sources

d. Five Sleep modes : idle, ADC Noise Reductions, save,

power-down, and standbay

6. I/O and Packages

a. 23 Programmable I/O Lines

b. 28-Lead PDIP, 32-lead TQFP, and 32-Pad QFN/MLF

7. Operating voltages

a. 2.7 – 5.5 Volt (ATmega8L)

b. 4.5 – 5.5 Volt (Atmega8)

8. Speed Grades

a. 0 – 8 MHz (ATmega8L)

b. 0 – 16MHz (Atmega8)

9. Power Consumtion at 4MHz, 3V, 25’C

a. Active : 3.6mA

b. Idle Mode 1.0 mA

c. Power-Down Mode : 0.5 uA

2.5. Konfigurasi pin ATmega8

Berikut ini adalah susunan pin/kaki dari ATmega8 ditunjukan oleh Gambar 2.3.

(24)

commit to user

10

1. VCC adalah merupakan pin masukan positif catu daya.

2. GND sebagai pin Ground.

3. PORT B (B.0-B.5) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu

Timer/Counter, dan SPI.

4. PORT C (C.0-C.6) merupakan pin I/O dua arah dan dapat diprogram

sebagai pin ADC.

5. PORT D (D.0-D.4) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu

interupsi eksternal dan komunikasi serial.

6. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

7. XTAL1 dan XTAL2 sebagai pin masukan clock eksternal. Suatu

mikrokontroler membutuhkan sumber detak (clock) agar dapat

mengeksekusi instruksi yang ada di memori. Semakin tinggi kristalnya,

semakin cepat kerja mikrokontroler tersebut.

8. AVCC sebagai pin supplay tegangan untuk ADC.

9. AREF sebagai pin masukan tegangan referensi untuk ADC.

2.6. Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap

operasi yang dilakukan ketika suatu intruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian

dari inti CPU mikrokontroler. Berikut ini adalah status register dari ATmega8

beserta penjelasanya. Status register ditunjukan oleh Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Status Register

1. BIT 7 ( I )

Merupakan bit Global Interupt Enable. Bit ini harus diset supaya semua

perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk fungsi interupsi individual akan

dijelaskan pada bagian lain. Jika bit ini di-set, maka semua perintah interupsi baik

yang individual maupan secara umum akan diabaikan. Bit ini akan dibersihkan

(25)

commit to user

11

di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui

aplikasi dengan intruksi SEI dan CLI.

2. BIT 6 (T)

Merupakan Bit Copy Storage. Intruksi Bit Copy Intructions BLD (Bit

LoaD) dan BST (BitStorage) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk

bit yang telah dioperasikan. Sebuah bit dari sebuah register dalam Register File

dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan intruksi BST, dan sebuah bit

di dalam bit ini disalin ke dalam sebuah bit di dalam register pada Register File

dengan menggunakan perintah BLD.

3. BIT 5 (H)

Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry

dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatik BCD.

4. BIT 4 (S)

Merupakan Sign Bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara

Negative Flag (N) dan Tow’s Complement Overflow Flag(V).

5. BIT 3 (V)

Merupakan bit Tow’s Complement Overflow Flag. Bit ini menyediakan

fungsi-fungsi aritmatika dua komplemen.

6. BIT 2 (N)

Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif

di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika.

7. BIT 1 (Z)

Merupakan bit Zero Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil “0” dalam

sebuah fungsi aritmatika atau logika.

8. BIT 0 (C)

Merupakan bit Carry Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah carry atau sisa

dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.

2.7. PCB (Printed Circuit Board)

Adalah papan berlapis tembaga yang digunakan untuk membuat jalur

rangkaian elektronik. PCB ada beberapa jenis yaitu tergolong dari bahan yang

(26)

commit to user

12

single layer. PCB berjenis duoble layer memiliki dua lapisan tembaga dan yang

berjenis single layer hanya memiliki satu lapisan tembaga. PCB yang digunakan

pada umumnya adalah yang terbuat dari bahan pertinak dan berjenis single layer.

PCB jenis pertinak ini rata-rata memiliki ketebalan tembaga 0,035 mm – 0,06

mm. Sedangkan PCB dengan jenis lain yaitu dari bahan fiber dengan ketebalan

tembaga lebih dari 0,0 6mm. Ketebalan tembaga ini mempengaruhi kualitas jalur

rangakaian dan proses pelarutan PCB. Jenis-jenis pcb ditunjukan pada Gambar 2.5

dan Gamabr 2.6.

Gambar 2.5. PCB dengan jenis bahan pertinak

Gambar 2.6. PCB dengan jenis bahan fiber

2.8. LED ( Light Emitting Diode)

LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED

merupakan produk temuan setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi

belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan p-n juga

melepaskan panas dan energi cahaya. Karakteristik LED sama dengan

karakteristik pada dioda penyearah. Bedanya jika dioda membuang energi dalam

bentuk panas, sedangakan LED membuang energi dalam bentuk cahaya.

Keuntungan menggunkan LED adalah struktur solid, ukurannya kecil, masa

(27)

commit to user

13

dipakai, dan mudah didapat. Karena tahan lama dan tidak terpengaruh on/off

pensaklaran, maka LED banyak digunakan sebagai display atau indikator baik itu

pada audio atau mesin-mesin kontrol.

Gambar 2.7. LED (Light Emitting Diode)

Radiasi yang dipancarkan LED tergantung dari materi dan susunan dioda

p-n dan bahan semi konduktor penyusun LED itu sendiri. Bahan semi konduktor

yang sering digunakan dalam pembuatan LED adalah :

1. Ga As (Galium Arsenid) meradiasikan sinar infra merah.

2. Ga As P(Galium Arsenid Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.

3. Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning.

Seperti halnya sebuah dioda, salah satu karakteristik LED adalah harga

ketergantungan anata I terhadap V. Grafik antara V-I untuk LED sama dengan

grafik V-I untuk dioda penyearah. Perbedaannya terletak pada pengertian

teganggan dan arus yang lewat. Harga arus I yang melewati LED menentukan

intensitas cahaya yang dipancarkan, atau dengan kata lain arus LED sebanding

dengan intensitas cahaya yang dihasilkan. Jika arus yang melewati LED besar,

maka intensitas cahaya dihasilkan juga terang. Sebaliknya jika arus yang lewat

kecil, maka nyala LED akan redup atau LED tidak akan menyala sama sekali.

2.9. Relay

Relay merupakan komponen output yang paling sering digunakan pada

beberapa peralatan elektronika dan di berbagai bidang lainnya. Relay berfungsi

untuk menghubungkan atau memutus arus listrik yang dikontrol dengan

memberikan tegangan dan arus tertentu pada koil. Ada 2 macam relay

(28)

commit to user

14

Gambar 2.8. Relay HKE HRS4H-S-DC5V

Ada berbagai macam jenis relay berdasarkan pole-nya, yaitu Single Pole

Double Throw (SPDT) dan Double Pole Double Throw (DPDT) yang berfungsi

untuk menghubungkan dan memutus arus untuk menggerakan peralatan di luar

rangakaian. Pada dasarnya relay adalah kumparan yang dialiri arus listrik

sehingga kumpuran mempunyai sifat sebagai magnet. Magnet sementara tersebut

digunakan untuk menggerakan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam

sehingga pada saat relay dialiri arus listrik maka kumparan akan terjadi medan

magnet dan menarik logam tersebut, saat arus listrik diputus maka logam akan

kembali pada posisi semula.

Gambar 2.9. Skema Relay SPDT

Pada saat ada arus yang mengalir pada kaki 1 dan 2, maka inti besi lunak

akan menjadi magnet, kemudian inti besi itu akan menarik kontak yang ada pada

kaki 3, sehingga kaki 3 yang pada mulanya terhubung ke kaki 5 berubah

kedudukannyam yaitu terhubung ke kaki 4. Hal tersebut dapat terjadi jika kaki 5

(29)

commit to user

15

2.10. Transistor

Transistor merupakan semi konduktor berbahan dasar silicon atau

germanium dengan bentuk kemasan yang sangat banyak jenisnya ( 92,

TO-220, dll). Secara umum transistor memiliki 3 titik penyambungan, yaitu basis (B),

Kolektor (C) dan Emittor (E).

Pada prinsipnya transistor ,merupakan dioda basis-emittor dan dioda

basis-kolektor. Kondisi tersebut menyebabkan transistor semacam ini disebut juga

transistor pertemuan (junctions). Dengan adanya 2 kemungkinan untuk

mempertemukan dua buah dioda tersebut, maka akan terdapat jenis transistor

yang dibentuk, yauti transistor NPN (Negatif Positive Negatif) bila yang

dipertemukan anodanya dan transistor PNP (Positive Negatif Positive) bila yang

dipertemukan katodanya.

Gambar 2.10. Transistor

Berdasarkan jenisnya, indentifikasi transistor dapat dengan mudah

dilakukann dengan melihat datasheet transistor yang bersangkutan.

2.11. IC Regulator

Untuk menstabilkan tegangan DC (+) dan tegangan DC (-) dari catu daya

utama sebelum mensuplay rangakaian maka perlu digunakan regulator dangan

memasang IC regulator tipe 78xx dan 79xx agar tegangan outputnya sesuai

(30)

commit to user

[image:30.595.117.510.109.731.2]

16

Gambar 2.11. IC Regulator 7805CT

IC regulator memiliki berbagai macam jenis tergantung dari besar output

keluaranya. Tidak semua nilai tegangan dapat diwujudkan dengan menggunkan

IC regulator. Produsen IC regulator sudah menetapkan jenis IC regulator

berdasarkan outputnya yang sampai sekarang ini banyak digunakan dalam

rangkaian elektronik. Berbagai tipe IC regulator beserta keluaran outputnya dapat

dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Tipe IC regulator

No Tipe Output Tipe Output

1 L7805C 5V L7905C -5V

2 L7852C 5.2V L7952C -5.2V

3 L7806C 6V L7906C -6V

4 L7808C 8V L7908C -8V

5 L7809C 9V L7909C -9V

6 L7812C 12V L7912C -12V

7 L7815C 15V L7915C -15V

8 L7818C 18V L7918C -18V

9 L7820C 20V L7920C -20V

10 L7822C 22V L7922C -22V

(31)

commit to user

17

2.12. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan

namanya resistor bersifat menghambat dan umunya terbuat dari karbon. Dan

hukum Ohms diketahui, resistensi benbanding terbalik dengan jumlah arus yang

mengalir melaluinya. Satuan dari suatu resitor disebut Ohm atau dilambangkan

dengan simbol Ω.

Tipe resistor yang umum adalah dalam bentung tabung dengan dua kaki

tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang

kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistensi tanpa

mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut dalah standar

[image:31.595.115.512.262.696.2]

manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA ( Electronic Industries Association ).

Tabel 2.2. Nilai-nilai gelang warna resistor

Warna Nilai Faktor Pengali Toleransi

Hitam 0 1

Coklat 1 10

Merah 2 100

Jingga / Orange 3 1000

Kuning 4 10000

Hijau 5 100000

Abu-abu 6 1000000

Biru 7 10000000

Ungu / Violet 8 100000000

Putih 9 1000000000

Emas - 0.1 5%

Perak - 0.01 10%

(32)

commit to user

18

2.13. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan

listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan

oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya dikenal

misanya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal

diberi tegangan listrik maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah

satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif

terkumpul pada ujung yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir manuju

ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ujung

positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik

ini “tersimpan” selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam

bebas, fenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan

[image:32.595.112.513.252.497.2]

positif dan negatif di awan.

Gambar 2.12. Kapasitor elektrolit

2.14. Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari 2 buah bahan semi

konduktor yang berlainan jenis yaitu tipe P dan tipe N. Susunan kaki dioda yaitu

Anoda (kutub + ) dan katoda (kutub -). Dioda ada 2 jenis berdasarkan bahan semi

konduktornya yaitu tipe germanium dan silicon. Dioda hanya dapat mengalirkan

arus listrik searah saja. Maka dioda sering dipakai sebagai penyerah arus AC.

Untuk dapat mengalirkan arus pada dioda maka harus diberi bias maju (forward)

(33)

commit to user

[image:33.595.115.516.106.661.2]

19

Gambar 2.13. Dioda

2.15. Arduino UNO Board

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di

antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator

Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header,

dan sebuah tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk

menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah komputer

dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC

atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Gambar 2.14. Arduino Uno rev.3

Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino

UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur

(34)

commit to user

20

pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino Uno mempunyai sebuah

resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah

untuk diletakkan ke dalam DFU mode. Revisi 3 dari board Arduino UNO

memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut:

1. Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan

dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF

yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang

disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan

kompatibel dengan board yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan

tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan

3.3V

2. Sirkuit RESET yang lebih kuat

[image:34.595.126.501.201.731.2]

3. ATmega 16U2 menggantikan ATmega 8U2

Tabel 2.3. Spesifikasi Arduino UNO rev.3

NO Keterangan Spesifikasi

1 Mikrokontroler ATmega328

2 Tegangan pengoperasian 5V

3 Tegangan input yang

disarankan 7-12V

4 Batas tegangan input 6-20V

5 Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

6 Jumlah pin input analog 6

7 Arus DC tiap pin I/O 40 mA

8 Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

9 Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5

KB digunakan oleh bootloader

10 SRAM 2 KB (ATmega328)

11 EEPROM 1 KB (ATmega328)

(35)

commit to user

21

2.16. Arduino

Arduino merupakan platform yang terdiri dari software dan hardware.

Hardware Arduino sama dengan microcontroller pada umumnya hanya pada

arduino ditambahkan penamaan pin agar mudah diingat. Software Arduino

merupakan software open source sehingga dapat di download secara gratis.

Software ini digunakan untuk membuat dan memasukkan program ke dalam

Arduino. Pemrograman Arduino tidak sebanyak tahapan mikrokontroller

konvensional karena Arduino sudah didesain mudah untuk dipelajari, sehingga

para pemula dapat mulai belajar microcontroller dengan Arduino.

Proyek Arduino dimulai pertama kali di lvre, Italy pada tahun 2005.

Tujuan proyek ini awalnya adalah untuk membuat peralatan control interaktif dan

modul pembelajaran bagi siswa yang lebih murah dibandingkan dengan prototype

yang lain. Pada tahun 2010 telah terjual lebih dari 120.000 unit Arduino.

Arduino yang berbasis open source melibatkan beberapa tim pengembang

diantaranya Massimo Banzi dan David Cuartielles sebagai pendiri, Wiring

diciptakan oleh artis sekaligus programmer asal Kolombia bernama Hernando

Barragán, IDE (Integrated Development Environment) diciptakan oleh Casey

Reas dan Ben Fry, beberapa programmer yang lain juga terlibat seperti Tom Igoe,

[image:35.595.179.451.517.681.2]

Gianluca Martino, David Mellis, dan Nicholas Zambetti.

Gambar 2.15. Software Arduino

Arduino diciptakan untuk para pemula bahkan yang tidak memiliki basic

(36)

commit to user

22

dipermudah melalui library. Arduino menggunakan Software Processing yang

digunakan untuk menulis program kedalam Arduino. Processing sendiri

merupakan penggabungan antara bahasa C++ dan Java. Software Arduino ini

dapat di-install di berbagai operating system(OS) seperti: LINUX, Mac OS,

Windows. Software IDE Arduino terdiri dari 3 (tiga) bagian:

1. Editor program, untuk menulis dan mengedit program dalam bahasa

processing. Listing program pada Arduino disebut sketch.

2. Compiler, modul yang berfungsi mengubah bahasa processing (kode

program) kedalam kode biner karena kode biner adalah satu–satunya

bahasa program yang dipahami oleh mikrocontroller.

3. Uploader, modul yang berfungsi memasukkan kode biner kedalam memori

microcontroller.

Struktur perintah pada arduino secara garis besar terdiri dari 2 (dua) bagian

yaitu void setup dan void loop. Void setup berisi perintah yang akan dieksekusi

hanya satu kali sejak arduino dihidupkan sedangkan void loop berisi perintah yang

akan dieksekusi berulang-ulang selama arduino dinyalakan.

2.17. Blok Diagram

Blok diagram adalah diagram dari sebuah sistem, di mana bagian utama

atau fungsi yang diwakili oleh blok dihubungkan dengan garis, yang menunjukkan

hubungan dari blok. Mereka banyak digunakan dalam dunia rekayasa dalam

desain hardware , desain elektronik , software desain , dan proses aliran diagram .

Blok diagram digunakan untuk tingkatan yang lebih tinggi, deskripsi kurang

jelas dan ditujukan pada pemahaman konsep secara keseluruhan serta kurang di

pemahaman tentang implementasi. Berbeda dengan diagram skematik dan

diagram layout yang digunakan di dunia teknik elektro, di mana diagram skematik

memberikan rincian dari setiap komponen elektro dan diagram layout

menunjukkan penjelasan tentang pembangunan fisik. Karena blok diagram adalah

bahasa visual untuk menggambarkan tindakan dalam suatu sistem yang kompleks,

dimungkinkan untuk merumuskan menjadi Programmable Logic Controller

(37)

commit to user

23

2.18. Flowchart

Flowchart atau bagan alir adalah penggambaran yang menunjukan arus

pekerjaan secara keseluruhan dari sistem. Bagan alir menjelaskan urut-urutan dari

prosedur yang ada di dalam sistem. Bagan alir menunjukan apa yang dikerjakan di

sistem. Bagan alir digambarkan dengan menunjukan simbol-simbol yang tampak

[image:37.595.156.471.250.681.2]

(Jogiyanto.1990). Simbol-simbol flowchart ditunjukan pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Simbol Flowchart

No Simbol Arti

1 Input / Output Mempresentasikan input data atau

Output data yang diproses atau

informasi

2 Proses Mempresentasikan operasi

3 Garis alir Mempresentasikan alur kerja dari

proses

4 Keputusan Keputusan dalam sistem

5 Preparetion Pemberian nilai awal

(38)

commit to user

24

BAB III

PERANCANGAN ALAT

3.1. Blok Diagram Rangkaian

Kunci pengaman ganda berbasis RFID untuk kendaraan bermotor

mempunyai beberapa bagian seperti :

1. Unit Catu Daya

2. Unit Minimum sistem ATmega8

3. Unit Rangkaian RFID Reader

Blok diagram rangkaian dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Unit Catu Daya

Rangkaian RFID Reader Rangakaian Mikrokontroler

[image:38.595.140.452.235.490.2]

Rangkaian Relay

Gambar 3.1 Blok diagram rangkaian

Perancangan dan cara kerja dari tiap-tiap bagian Gambar 3.1 dapat

diuraikan dalam sub bab berikutnya.

3.2. Catu daya

Catu daya ini merupakan pembakit daya untukk mengaktifkan peralatan

elektronik. Catu daya ini juga digunakan untuk mengaktifkan mikrokontroler, IC

yang terkait dan komponen eletronika lainnya. Gambar 3.2 adalah menunjukan

(39)

commit to user

[image:39.595.112.509.115.519.2]

25

Gambar 3.2. Rangkian Catu Daya

3.3. Minimum sistem ATmega8

Pada prinsipnya rangkaian ini merupakan otak dari alat yang dibuat.

Mikrokontroler digunakan sebagai kendali atau kontrol untuk mengendalikan

kerja dari komponen-komponen pendukung. Mikrokontroler untuk dapat bekerja

menggunakan tegangan sebesar 5 volt dan clock 16Mhz. Perlu diketahui pula

bahwa mikrokontroler bekerja dengan memasukan program yang berbentuk file

heksa kedalamnya. Program yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini

adalah Arduino. Bahasa yang digunakan adalah bahasa C. Listing program yang

telah berisi perintah-perintah diubah ke dalam file heksa dengan menggunakan

Arduino dan kemudian memasukan file heksa ke mikrokontroler. Proses

memasukan file heksa tersebut juga menggunakan software Arduino. Rangkaian

minimum sistem ATmega8 ditunjukan pada Gambar 3.3.

[image:39.595.150.469.560.702.2]

(40)

commit to user

26

3.4. Rangkaian RFID reader

Bagian ini adalah rangkaian RFID reader yang berfungsi untuk membaca

tag RFID. Rangkaian ini terdiri dari sebuah ID-12 sebagai reader (pembaca), dan

beberapa komponen pendukung yaitu sebuah buzzer. Buzzer ini digunakansebagai

indicator bahwa ada sebuah tag RFID yang terdeteksi oleh reader. Jika ada maka

buzzer akan berbunyi (beep). Pin 1 pada ID-12 berfungsi sebagai ground, pin 9

sebagai jalur data yang dikirim ke mikrokontroler, pin 3 dan pin 4 digunakan

sebagai antena, pin 2 sebagai reset, pin 11 sebagai sumber arus dan pin 7 sebagai

selector data, namun hanya pin 7 yang digunakan. Rangkaian RFID reader

[image:40.595.113.505.235.484.2]

ditunjukkan oleh Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Rengkaian RFID reader.

3.5. Komponen yang Digunakan

Daftar komponen yang digunakan dalam membuat kunci pengaman ganda

berbasis RFID untuk kendaraan bermotor dapat dilihat dalam tabel 3.1 berikut ini.

Tabel 3.1 Komponen yang Digunakan

Nama Komponen Jenis / Seri Komponen Satuan / buah

Mikrokontroler ATmega8 1

RFID reader ID-12 1

Tag RFID ISO CARD GK4001 3

Kristal / xtal 16 Mhz 1

Kapasitor Keramik 22pF 2

Kapasitor eletrolit 10uf, 16v 2

[image:40.595.134.496.547.739.2]

(41)

commit to user

27

Resistor 10 kiloohm, 0.25w 3

Resistor 1 kiloohm, 0.25w 1

LED 3 mm / Merah 2

Dioda 1N4148 3

Dioda 1N4001 1

Transistor BC548 2

Regulator 7805 1

Push Button 1

Relay HRS4H-S-DC5V 1

3.6. Diagram Alir

Sebelum pada pembuatan program, didahului dengan pembuatan diagram

alir terlebih dahulu. Diagram alir merupakan alur atau langkah –langakah dari

program yang akan dibuat, dengan begitu akan lebih jelas tentang

langkah-langkah apa saja yang harus dilakukan membuat program. diagram alir program

utama untuk kunci pengaman ganda berbasis RFID untuk kendaraan bermotor

(42)

commit to user

28

START

Inisialisasi Port

Alat dimatikan? END

Baca Tag RFID

Ada Tag RFID?

Terdaftar?

Relay Aktif

Reset

Ya

Tidak

Ya

Ya Cek kode

Ya Tidak

Tidak

[image:42.595.171.426.108.618.2]

Tidak

Gambar 3.5 Diagram Alir Program Utama

Pertama-tama program melakukan pembacaan dari tag RFID. Setelah itu

alat akan membandingkan kode yang ada didalam memory. Jika kode yang dibaca

oleh RFID reader sesuai dengan kode yang yang tersimpan didalam memori,

(43)

commit to user

29

3.7. Software Pendukung

3.7.1. Novarm Diptrace 2.0. dan Proteus

Digunakan untuk mendesain gambar skema rangkaian. Proteus juga dapat

digunakan untuk simulasi mikrokontroler secara grafis. Selain itu dapat juga

digunakan untuk mendesain PCB, agar rangkaian tampak lebih rapi.

3.7.2. Arduino 1.0.1

Digunakan untuk menuliskan program. Selain itu juga digunakan untuk

meng-compile file menjadi .hex dan men-download file .hex ke IC

mikrokontroler.

3.8. Perancangan PCB dan Komponen

Perancangan rangkaian dimulai dari menggambar skema rangkaian dengan

menggunakan software Proteus yang akan digunakan untuk membuat rangkaian

pada PCB. Jalur PCB rangkaian yang akan dibuat dengan menggunakan software

[image:43.595.111.512.249.718.2]

Novarm Diptrace 2.0. Desain PCB ditunjukkan pada Gambar 3.6.

(44)

commit to user

30

Kemudian dicetak ke papan PCB dengan langkah-langkah sebagai berikut

:Membuat layout PCB dengan Novarm Diptrace2.0

1. Mencetak desain pcb ke kertas transfer PCB atau ke kertas glosy

mengunakan printer laser jet.

2. Memindahkan desain PCB yang telah dicetak ke kertas transfer atau kertas

glosy ke PCB.

3. Melarutkan desain PCB dengan larutan ferrycloride dan air panas.

4. Kurang lebih selama 15 menit , di bersihkan trus di lakukan pengeboran

pada lubang kaki komponen.

5. Pemberian tiner untuk menghilangkan tinta yang menempel pada jalur PCB.

6. Mengolesi PCB dengan getah Damar atau gondhorukem agar tembaga

mudah menyatu dengan tenol dan mengurangi korosi pada jalur PCB.

(45)

commit to user

31

BAB IV

IMPLEMENTASI DAN ANALISA

Tugas akhir ini merupakan inovasi dalam mengurangi kasus pencurian

kendaraan bermotor. Pengujian dilakukan pada beberapa aspek, yaitu pengujian

hardware, software, dan pengujian fungsionalitas.

4.1. Skema Rangkaian setiap Bagian

4.1.1. Rangakian Catu Daya

Perangkat elektronika semestinya dicatu oleh suplai arus DC (direct

current) yang stabil agar dapat bekerja dengan baik. Sumber catu daya yang

digunakan adalah dari aki atau accu dengan keluaran tegangan 12V. Untuk

mendapatkan tegangan 5V diperlukan satu buah regulator yaitu IC LM7805 yang

berfungsi untuk mencatu IC mikrokontroler yang ada di rangkaian. Rangkian catu

[image:45.595.112.512.239.500.2]

daya ditunjukkan oleh Gambar 4.1.

Gambar 4.1 Rangkaian Regulator 5V

4.1.2. Rangkaian RFID Reader

Rangkaian RFID reader ini digunakan untuk membaca tag RFID sebelum

akhirnya di kirimkan ke mikrokontroler. Pada rangkaian ini pin out dari RFID

masuk ke mikrokontroler ATmega8. Pin 9 (D0) masuk ke pin 2 (rx) pada

ATmega8 dan pin 2(reset) masuk ke pin 19(sck) ATmega8. Rangkaian RFID

(46)

commit to user

[image:46.595.114.509.270.723.2]

32

Gambar 4.2 Rangkaian RFID reader

4.1.3. Rangkaian Mikrokontoller ATmega8

Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 digunakan sebagai alat pengontrol

dari nyala relay sebagai saklar. Pada rangkaian ini ATmega8 bertindak sebagai

pemroses data dari RFID reader yang mengirim data masuk melalui port 2 (rx)

dari ATmega8. Selanjutnya diproses dan dicocokan dengan nomor tag RFID yang

tersimpan didalam mikrokontroler. Setalah sama maka mikrokontroler

mengaktifkan pin 4,5,dan 6 untuk dioda dan di teruskan transistor. Transistor

bertindak sebagai saklar yang akan menghidupkan relay. Rangkaian

mikrokontroler ATmega8 ditunjukan oleh Gambar 4.3.

(47)

commit to user

33

4.1.4. Rangkaian Driver Relay

Rangkaian driver relay ini berkerja jika mendapat masukan dari pin 4, 5,

dan 6 yang akan mengatifkan transistor dan menyambung tegangan ke relay.

[image:47.595.112.507.196.533.2]

Rangkaian driver relay ditunjukan oleh Gambar 4.4.

Gambar 4.4 Rangkaian Driver Relay

4.2. Listing Program

Listing program ini dibagi per blok sesuai fungsi program tersebut untuk

mempermudah analisa. Berikut adalah listring program yang di jelasakan per

bagian dari program.

4.2.1. Perintah Pengenalan Nomor Tag Rfid

int RFIDResetPin = 13;

char tag1[13] = "4C00D496959B"; char tag2[13] = "4C00D4997D7C"; char tag3[13] = "4C00D49AF5F7";

Perintah ini menerangkan tentang pengenalan nomor tag RFID yang

digunakan untuk membandingkan apakah nomor tag RFID yang di baca oleh

RFID reader sesuai dengan yang telah di tuliskan ke program.

4.2.2. Perintah inisialisasi RFID reader

void setup(){

Serial.begin(9600);

pinMode(RFIDResetPin, OUTPUT); digitalWrite(RFIDResetPin, LOW); pinMode(2, OUTPUT);

(48)

commit to user

34

Potongan program ini digunakan untuk membuka jalur input serial untuk

komunikasi antara mikrokontroler dengan RFID reader. Serta membuka jalur

output untuk menyalakan LED dan transistor.

4.2.3. Perintah pembaca nomor tag RFID

void loop(){

char tagString[13]; int index = 0;

boolean reading = false;

while(Serial.available()){

int readByte = Serial.read(); //read next available byte if(readByte == 2) reading = true; //begining of tag if(readByte == 3) reading = false; //end of tag

if(reading && readByte != 2 && readByte != 10 && readByte != 13){

//store the tag

tagString[index] = readByte; index ++;

} }

checkTag(tagString); //Check if it is a match clearTag(tagString); //Clear the char of all value resetReader(); //reset the RFID reader

}

Penggalan program ini digunakan untuk membaca nomor tag RFIDketika

tag RFID di dekatkan ke RFID reader. Selain itu perintah ini juga akan me-reset

jika tag RFID tidak sesuai dengan yang di dalam program dan akan mengulangi

proses baca tag RFID.

4.2.4. Perintah pengecekan nomor tag RFID

void checkTag(char tag[]){

if(strlen(tag) == 0) return; //jika kosong, tidak akan dilanjutkan

if(compareTag(tag, tag1)){ // if matched tag1, do this lightLED(2);

delay(5000);

}else if(compareTag(tag, tag2)){ //if matched tag2, do this

lightLED(3); delay(5000);

}else if(compareTag(tag, tag3)){ lightLED(4);

(49)

commit to user

35

Serial.println(tag); //read out any unknown tag }

}

void lightLED(int pin){ Serial.println(pin); digitalWrite(pin, HIGH); } void resetReader(){ digitalWrite(RFIDResetPin, LOW); digitalWrite(RFIDResetPin, HIGH); delay(150); }

for(int i = 0; i < strlen(one); i++){ one[i] = 0;

} }

Penggalan program ini akan mengecek apakah nomor tag RFID sesuai

dengan yang ada di dalam program. Jika sama maka program akan mengeksekusi

dan akan menyalakan LED dan transistor, jika tidak sesuai maka LED dan

transistor tidak akan menyala. Selang waktu memproses tag RFID adalah 5 detik.

Penggalan program ini juga mengatur nyala LED dan transistor.

4.2.5. Perintah Membandingkan Nomor tag RFID

boolean compareTag(char one[], char two[]){ if(strlen(one) == 0) return false; //empty for(int i = 0; i < 12; i++){

if(one[i] != two[i]) return false; }

return true; //no mismatches }

Penggalan program ini digunakan untuk membandingkan antara nomor tag

RFID yang ada didalam program dengan hasil dari baca tag RFID.

4.3. Pengujian pada Perangkat Keras (Hardware)

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat yang telah

direncanakan bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan dengan berbagai cara

sesuai kebutuhan. Ada beberapa blok bagian rangkaian yang perlu diuji secara

khusus antara lain sebagai berikut:

4.3.1. Pengujian Rangakaian Catu Daya

Pengujian terhadap rangkaian catu daya ini dilakukan dengan cara

(50)

commit to user

36

rangkaian regulator menggunakan multimeter. Pengujian dilakukan pada bagian

[image:50.595.133.506.149.481.2]

unregulator dan pada bagian regulator.

Gambar 4.5 Pengujian rangakaian catu daya

Pengujian dilakukan dari pengukuran, adapun hasilnya seperti pada tabel :

Tabel 4.1. Pengukuran Catu Daya 5 Volt

Tegangan Perancangan Hasil Pengukuran

VDC masukan 12 Volt 11.9 Volt

VDC regulator 5 Volt 4.9 volt

4.3.2. Pengujian Rangkaian RFID Reader

Pengujian dilakukan dengan cara mengunakan arduino yang sebelumnya

sudah di download program RFID reader. Setelah itu tag RFID didekatkan pada

RFID reader, jika buzzer berbunyi artinya rangkaian RFID reader sudah bekerja.

Pengukuran jarak baca ini untuk mengetahui jarak baca yang paling efektif

kemampuan baca RFID reader ID-12. Utnuk kemampuan daya baca tergantung

pada catu daya dan frekuensi yang digunakan oleh RFID. Untuk tag RFID pasif

biasanya mempunyai jarak baca yang lebih pedek dari pada RFID aktif. Sampai

saat ini teknologi RFID sudah mampu membaca tag RFID dari jarak ratusan

meter. Hasil pengukuran kemampuan baca RFID reader ID-12 adalah sebagai

(51)

commit to user

37

a. Pengujian tanpa penghalang

Pengujian dilakukan dengan menghitung jarak yang mampu dibaca oleh

RFID reader tanpa adanya penghalang. Pengujian ini digunakan untuk

[image:51.595.116.511.217.592.2]

menentukan jarak dan posisi yang paling efektif terhadap penggunaan tag RFID.

Gambar 4.6 Pengujian Rangkaian RFID Reader

Hasil pengujian untuk menentukan posisi dan jarak baca tag RFID

ditunjukkan oleh Tabel 4.2.

Tabel 4.2 Pengujian RFID Tanpa Penghalang

Posisi Tag RFID Kemampuan

Baca

Posisi tag RFID horisontal 8 cm

Posisi tag RFID miring 45 derajat 7 cm

Posisi tag RFID vertikal 1 cm

b. Pengujian dengan halangan

Pengujian dengan halangan ini dilakukan dengan berbagai percobaan.

Penghalang yang digunakan antara lain dengan kertas, triplek, kaca dan plat besi

atau tembaga. Pengujian ini dilakukan untuk menentukan kemampuan reader

dalam membca tag RFID dengan penghalang tertentu. Penghalang berupa wadah

atau casing yang digunakan untuk perangakat kunci pengaman RFID. Pengujian

(52)

commit to user

[image:52.595.119.503.112.490.2]

38

Gambar 4.7 Pengujian RFID reader dengan Penghalang

Hasil pengujian dengan mengukur jarak baca dengan penghalang adapun

hasilnya seperti pada Tabel 4.3

Tabel 4.3. Pengukuran Jarak Baca RFID

Penghalang Jarak baca (x) Hasil pengukuran

Plastik 5mm 7 cm Terbaca

Kayu 10mm 5 cm Terbaca

Plat besi/tembaga 0.5mm Tidak terdeteksi Tidak terbaca

Karet 6,5 cm Terbaca

Kertas 7,5 cm Terbaca

4.3.3. Pengujian Rangkaian Driver Relay

Pengujian rangkaian diver relay dengan cara memberi inputan tegangan

pada kaki basis pada transistor. Jika relay bekerja ditandai dengan bunyi klik

pada relay.

Prinsip kerja relay adalah pada saat ada arus yang mengalir pada kaki A

dan B, maka inti besi lunak akan menjadi magnet, kemudian inti besi itu akan

menarik kontak yang ada pada kaki 1, sehingga kaki 1 yang pada mulanya

terhubung ke kaki 2 berubah kedudukannyam yaitu terhubung ke kaki 3. Hal

tersebut dapat terjadi jika kaki 2 relay bersifat NC ( Normally Close ) dan kaki 3

bersifat NO (Normally Open ). Pengujian rangkaian driver relay ditunjukan pada

(53)

commit to user

[image:53.595.240.384.118.229.2]

39

Gambar 4.8 Pengujian Rangkaian DriverRelay.

Pengujian rangakaian driver relay untuk memutus tegangan ke coil motor

dapat bekerja dengan baik pada tegangan 5 volt sesuai dengan tegangan keluaran

mikrokontroler. Hasil pengujian ditunjukan oleh Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian DriverRelay

No Tegangan Kondisi Relay

1 3 Volt OFF

2 4,5 Volt OFF

3 5 Volt ON

4 6,5 Volt ON

4.4. Pengujian Perangakat Keras Secara Keseluruhan

Pengujian pembacaan tag RFID dan menyambung atau memutus aliran

listrik dari aki ke coil motor. Langkah-langkahmya sebagai berikut :

1. Menyambungkan rangkaian ke sumbuer tegangan.

2. Mendekatkan tag RFID ke rangkaian RFID reader untuk mengaktifkan relay.

3. Menekan tombol (push button) pada rangkaian untuk mereset program dan

mematikan relay.

Hasil pengujian diperoleh berupa saklar pemutus aliran listrik dari aki ke

coil motor. Sistem bekerja jika tag RFID sesuai dengan program yang di masukan

ke dalam mikrokontroler. Jika tag RFID tidak sesuai dengan yang ada di dalam

mikrokontroler maka relay tidak akan aktif dan motor tidak dapat nyala karena

[image:53.595.112.501.254.472.2]

(54)

commit to user

40

4.4.1. Pengujian Pembacaan Tag RFID dan Relay

Pada pengujian kedua yaitu pengujian pembacaan tag RFID. Hasil

pengujian diperoleh berupa data dari tag RFID yang dibaca oleh RFID reader

yang kemudian dikirimkan ke mikrokontroler. Mikrokontroler akan memproses

dan mengerimkan signal ke transistor untuk mengaktifkan relay. Pengujian

[image:54.595.118.510.247.615.2]

pembacaan tag RFID dan relay ditunjukan oleh Gambar 4.9.

Gambar 4.9 Pengujian Pembacaan Tag RFID dan Relay

Dari hasil pengujian pembacaan tag RFID dan relay dapat bekerja dengan

baik