BAB II TEORI DASAR
2.1 Defenisi Dan Aplikasi Rfid
RFID merupakan teknologi identifikasi yang fleksibel, mudah digunakan, dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain. RFID dapat disediakan dalam bentuk tag yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dapat dibaca dan ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena teknologi ini sulit dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan yang tinggi.
Rintisan tegnologi RFID dimulai saat seorang mata-mata Uni soviet (sekarang=Rusia) menemukan sistem pengiriman gelombang radio melalui informasi audio. Gelombang suara yang menggetarkan diagfragma yang telah dibentuk menjadi sebuah resonator yang memodulasi gelombang radio yang terpantul. Meskipun alat ini bukan sebuah identifikasi namun dianggap sebagai pendahulu teknologi RFID.
Selain itu ada juga teknologi transponder IFF yang digunakan oleh tentara inggris pada perang dunia ke-2 untuk mengidentifikasi pesawat sebagai teman atau musuh. Perangkat RFID yang menjadi cikal bakal sistem RFID modern adalah Perangkat Mario Cardullo, karena menggunakan transponder radio pasif dengan memori. Paten dasar Cardullo meliputi penggunaan RF, suara dan cahaya sebagai media transmisi. RFID ditawarkan kepada investor pada tahun 1969 meliputi penggunaan dalam bidang transportasi, perbankan, keamanan dan medis. Radio Frequency Identification (RFID) adalah teknologi wireless yang kompak. RFID berpotensi sangat besar untuk kemajuan perniagaan (commerce).
karena kebutuhan akan proses yang berhubungan dengan identifikasi dan keamanan yang lebih nyaman, efisien, dan hemat waktu.
2.1 Gambar Modul Tag Rfid
Penggunaan RFID dengan berbagai macam arsitektur, dapat diimplementasikan dalam berbagai macam aplikasi
2.1.1 Aplikasi RFID Sebagai Inventory Control
Sistem penanganan barang pada proses manufaktur dan distribusi yang efisien dan hemat waktu, dapat disediakan dengan sistem identifikasi yang cepat dan aman. Hal ini dapat dengan mudah direalisasikan dengan RFID, karena tidak memerlukan kontak langsung, maupun kontak optik. Dengan tambahan fitur anticollision sejumlah barang dapat diperiksa secara bersamaan. Pada aplikasi ini masalah lingkungan dan kecepatan merupakan peranan yang penting.
2.1.2 Aplikasi RFID Dalam Bidang Transpotasi
Contohnya adalah penggunaan tag RFID untuk menandai bawaan penumpang, dan pengganti tiket sehingga dapat mencegah antrian yang panjang.
2.1.3 APLIKASI RFID DALAM BIDANG AKSES CONTROL
Contoh aplikasi pada bidang ini adalah sistem keamanan pada mobil, atau fasilitas tertentu, di mana untuk aplikasi ini diperlukan keamanan dengan level yang tinggi dan tidak mudah ditiru. Untuk kebutuhan ini dapat direalisasikan dengan generasi kedua tag RFID yaitu Digital Signature Transponder. Perkembangan teknologi RFID terus dilakukan secara terus-menerus untuk perbaikan performa RFID, sehingga dapat menangani lebih banyak masalah anticollision, dapat beroperasi dengan daya yang rendah.
2.2 Mikrokontroler ATMega328
Mikrokontroler merupakan suatu trobosan teknelogi mikrokontroler dan mikrokomputer menjadi kebutuhan pasar dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang kecil serta dapat diproduksi secara missal (dalam jumlah yang banyak ) sehingga harga menjadi murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan pada alat-alat bantu dan mainan yang lebih canggih.
pengguna harus menaikkan dan menurunkan sendri palang atas kepala, dan kemudian membaca penunjukkan skalanya. Sementara itu, bagi anak kecil atau orang yang tubuhnya pendek tentu akan kesulitan atau bahkan tidak dapat melakukannnya sendiri. Olehkarenanya dengan adanya alat ukur tinggi badan yang berbasis kendali elektronika, orang yang hendak mengetahui tinggi badanya cukup berdiri di depan alat, dan secara otomatis alat tersebut akan mengukur dan menampilkannya pada display, ysng semua itu diperoleh dari mikrokontroler yang digunakan.
Mikrokontroler adalah suatu keeping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PPL, EEPROM dalam suatu kemasan.
Penggunaan mikrokontroler dalam bidang control sangat luas dan popular. Ada beberapa vendor yang membuat mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain-lain buatan Atmel.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard,yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untukdata sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satualur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksiberikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.
register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z (gabungan R30 dan R31 ). ATMega328 merupakan IC mikrokontroler yang dipakai pada board arduino ataupun di AVR miniboard V1. Mikrokontroler ATMega328 memiliki 14 input digital output in/(6 output PWM), 6 input analog, 16 MHz osilator Kristal , koneksi serial, ICSP header, dan tombol reset.
2.2.1 Konfigurasi Pin ATmega328
2.2 Gambar Pin Mikrokontroler Atmega328
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/outputdigital atau difungsikan sebagai periperal lainnya. 1. Port B
Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini. a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuktimer.
2. Port C
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut. a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.
ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3. Port D
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsihardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0. e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.2.2 Fitur ATmega328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan. 2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. 2.2.3 Kontruksi Mikrokontroler ATmega328
ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
• 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock. • 32 x 8-bit register serba guna.
• Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
• 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
• Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB
sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
• Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
• Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin ,6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Hardware, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism. Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.
R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ). Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh
2.3 LCD (Liquid Crystal Display)
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler, LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. M1632 merupakan modul LCD matrix dengan konfigurasi 16 karakter dan 2 baris dengan setiap karakter nya dibentuk oleh baris pixel dan 5 kolom pixel (1 baris pixel terakhir adalah kursor).
merupakan karakter yang akan ditampilkan pada LCD atau perintah yang mengatur proses tampilan pada LCD saja.
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD M1632 antara lain: 1. Pin 1 dihubungkan ke Gnd
2. Pin 2 dihubungkan ke Vcc +5V
3. Pin 3 dihubungkan ke bagian tengah potensiometer 10KOhm sebagai pengatur kontras.
4. Pin 4 untuk memberitahukan LCD bahwa sinyal yang dikirim adalah data, jika Pin 4 ini diset ke logika 1 (high, +5V), atau memberitahukan bahwa sinyal yang dikirim adalah perintah jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). 5 digunakan
5. Pin 5 digunakan untuk mengatur fungsi LCD. Jika di set ke logika 1 (high, +5V) maka LCD berfungsi untuk menerima data (membaca data). Dan fungsi untuk mengeluarkan data, jika pin ini di set ke logika 0 (low, 0V). Namun kebanyakan aplikasi hanya digunakan untuk menerima data, sehingga pin 5 ini selalu dihubungkan ke Gnd.
6. Pin 6 adalah terminal enable. Berlogika 1 setiap kali pengiriman atau pembaca data.
7. Pin 7 – Pin 4 adalah data 8 bit data bus (Aplikasi ini menggunakan 4 bit MSB saja, sehingga pin data yang digunakan hanya Pin 11 – Pin 14). 8. Pin 15 dan Pin 16 adalah tegangan untuk menyalakan lampu LCD.
Gambar 2.3 Struktur Memori LCD
Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau memproses data-data yang ditampilkan pada layar LCD. Setiap memori mempunyai fungsi-fungsi tersendiri:
a. DDRAM
DDRAM merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan. Contohnya karakter „A‟ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut di alamat 40h, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.
b. CGRAM
CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola seluruh karakter dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang.
c. CGROM
pengguna tidak dapat menubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter tersebut akan hilang walaupun power supply tidak aktif. 2.4 Driver Motor L298
Driver motor L298N merupakan driver motor yang paling populer digunakan untuk mengontrol kecepatan dan arah pergerakan motor terutama pada robot line foller / line tracer. Kelebihan dari driver motor L298N ini adalah cukup presisi dalam mengontrol motor. Selain itu, kelebihan driver motor L298N adalah mudah untuk dikontrol.
Untuk mengontrol driver L298N ini dibutuhkan 6 buah pin mikrokontroler. Dua buah untuk pin Enable ( satu buah untuk motor pertama dan satu buah yang lain untuk motor kedua. Karena driver L298N ini dapat mengontrol dua buah motor DC) 4 buah untuk mengatur kecepatan motor motor tersebut. Skematik rangkaian driver motor L298N harus ditambahkan beberapa komponen lagi agar dapat bekerja.
Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC L298
Gambar 2.5 Driver Motor
Bila switch 1 dan 4 dalam keadaan close dan switch 2 dan 3 dalam keadaan open, maka motor akan berbutar kearah kiri. sebaliknya, Bila switch 2 dan 3 dalam keadaan close dan switch 1 dan 4 dalam keadaan open, maka motor akan berputar kearah kanan.
Gambar 2.6 Diagram Blok IC L298
Di dalam data-sheet-nya, IC L298 dapat bekerja dengan tegangan catu hingga 46 volt DC dan memiliki arus (DC) kerja maksimal hingga 4 Ampere. Dengan spesifikasi tersebut, IC L298 sudah dapat digunakan dalam
mengendalikan putaran motor DCMP dengan arus kerja hingga 4 Ampere. IC L298 memiliki 15 kaki yang memiliki fungsi tersendiri. Konfigurasi kaki-kaki IC L298 dapat kita lihat pada gambar 3 berikut ini, sedangkan keterangan fungsi untuk setiap kakinya dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 2.1 Keterangan Fungsi Kaki/Pin IC L298
Tabel 2.2 Data Karakter Elektronis IC L298
Cara kerja driver motor DCMP menggunakan IC L298 adalah seperti halnya Hbridge. Sambil menyermati gambar diagram blok di atas (gambar 2.6). Disana tampak bahwa IC L298 memiliki 2 buah rangkaian driver motor DCMP H-bridge. Untuk memudahkan dalam menjelaskan cara kerja H-bridge pada IC L298, kita fokus pada salah satu H-bridge saja, yaitu H-bridge yang sebelah kiri
Kemudian input salah satu gerbang AND (yaitu gerbang AND bagian bawah) diberi inverter (pembalik kondisi) yang berfungsi untuk pembalik sinyal.
Selanjutnya (masih pada H-bridge sebelah kiri pada IC L298), kaki input yang kedua pada keempat gerbang AND dihubungkan dengan kaki EnA (Enable A). Kaki EnA berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298.
Dari penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa untuk
mengendalikan putaran motor DCMP menggunakan H-bridge pada IC L298 perlu melibatkan 3 buah pin/kaki IC L298, yaitu:
Pertama dan kedua,
Kaki In1 (Input 1) dan kaki In2 (Input 2) yang diatur secara bersamaan
(berpasangan namun berkebalikan logikanya) untuk menentukan arah putaran as motor DCMP yang dikendalikan, apakah berputar CW atau berputar CCW. Ketiga,
Kaki EnA (Enable A) yang berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan rangkaian H-bridge pada IC L298. Aktif ketika kaki EnA diberi logika high (1 atau 5 volt) dan nonaktif ketika kaki EnA diberi logika low (0 atau 0 volt)
