v
UNIVERS ITAS BINA NUS ANTARA
_________________________________________________________________
Jurusan Sistem Komputer
Skripsi Sarjana Komputer
Semester Genap 2004/2005
APLIKASI RFID
UNTUK PEMISAHAN PRODUK PADA INDUSTRI
Alexander
Nicolas
0500577602
Frederic
Yolanda
0500586683
Welly
0500578883
Abstrak
Skripsi ini ditujukan sebagai sumber pembelajaran dan penelitian akan
perancangan sistem aplikasi RFID (
Radio Frequency Identification
) untuk pemisahan
produk berdasarkan jenisnya pada industri serta untuk meningkatkan pemahaman dan
penggunaan FPGA sebagai salah satu sistem pengendali. M etode studi pustaka
dilakukan melalui buku acuan, artikel,
internet resource
, jurnal serta saran dan
dukungan dari para dosen yang bersangkutan. M etode perancangan meliputi
perancangan konsep sistem, perangkat keras, perangkat lunak, serta
percobaan-percobaan dan pengujian terhadap sistem yang dibuat. Implementasi dilakukan dengan
menggunakan
Micro-Reader
yang dihubungkan dengan FPGA (
Field Programable Gate
Array
) dan
database
pada PC. Sistem pada FPGA digunakan sebagai pengendali motor
langkah yang dihubungkan pada
belt conveyor
. Hasil yang dicapai melalui implementasi
tersebut adalah sebuah sistem pemisah produk dengan
transponder
sebagai identifikasi
produk tersebut. (WNF).
vi
PRAKATA
Ucapan syukur kepada Tuhan Yang M aha Esa atas berkat rahmat dan
karuniaNya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Aplikasi RFID untuk
Pemisahan Produk pada Industri. Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat dalam
menyelesaikan studi strata-1 jurusan Sistem Komputer Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Bina Nusantara.
Selama pembuatan skripsi ini, penulis menyadari banyak bantuan dari berbagai
pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1.
Orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan moral, materiil dan doa
kepada penulis.
2.
Bapak Envermy Vem, M sc., selaku Pejabat Rektor Sementara Universitas Bina
Nusantara yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan
penulisan skripsi ini.
3.
Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang
telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
4.
Bapak Robby Saleh S.Kom, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah
memberikan kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.
5.
Bapak Handi M uljoredjo, Ir. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan ide,
saran, dorongan dan bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan penyusunan
skripsi ini.
6.
Bapak Wiedjaja, S.Kom, selaku Kepala UPT Laboratorium Perangkat Keras yang
vii
7.
Bapak Sofyan, S.Kom atas semua bantuan yang telah diberikan kepada penulis.
8.
Semua dosen Universitas Bina Nusantara yang selama ini telah memberikan ilmu
dan bimbingan akademis kepada penulis selama perkuliahan.
9.
Teman-teman dan asisten laboratorium UPT Perangkat Keras.
10.
Teman-teman dari divisi Penelitian dan Pengembangan Sistem Komputer (Bengkel)
11.
Segenap civitas akademika Universitas Bina Nusantara, tempat penulis membina
ilmu dan berkarya selama ini.
12.
Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan
bantuan sehingga terselesaikan penyusunan skripsi ini.
M eskipun perancangan yang dilakukan pada skripsi ini masih sangat sederhana
dan mendasar, namun penulis berharap melalui skripsi ini pembaca dapat mengerti
mengenai cara merancang dan membangun aplikasi RFID untuk pemisahan produk pada
Industri.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu
penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca agar kesalahan
pada perancangan dapat diperbaiki dan dapat dilakukan pengembangan lebih lanjut.
Akhirnya penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita
semua serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di Universitas Bina
Nusantara.
Jakarta, 20 Juni 2005
viii D AFTAR IS I
Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam
Halaman Persetujuan So ftcover ……….………. ………... i
Halaman Perny ataan Dewan Penguji …………. ………. ………... ii
Abstrak ………. ………. v
Prakata ……….. vi
Daftar Isi ……….. viii
Daftar T abel ………. xii
Daftar Gambar ………... xiii
Daftar Lamp iran ……….. xv
BAB 1 P EN DAHU LUAN 1.1 Latar Belak ang ………... ………... 1
1.2 Ruang Lingkup ………... ………. ……... 2
1.3 T ujuan dan Manfaat ………. 4
1.4 Metodologi Penelitian ……….. 4
1.5 Sistematika Penulisan ……….. 5
BAB 2 LAN DASAN TEO RI 2.1 Radio Frequency Identification (RFID) ………... …………. …... 7
2.1.1 Pengen alan RFID ... 7
2.1.2 T ag RFID ... 9
ix
2.1.2.2 Frekuensi Kerja RFID ... 13
2.1.2.3 Standar T ag ... 16
2.1.3 Pembaca RFID ( RFID Reader ) ... 17
2.1.3.1 Kriteria Utama Pembaca RFID ... 18
2.1.3.2 Antena Pembaca ... 19
2.1.4 Back-End Database ... 20
2.2 FPGA (Field-Programable Gate Array) ... 20
2.2.1 Xilin x Spartan II FPGA (Field-Programable Gate Array) ... 25
2.2.2 Xilin x Foundation Ser ies 2.1 ... 26
2.2.2.1 VHDL (VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language) ... 27
2.2.2.2 Desain Skematik ... 29
2.3 Motor Langkah ... 30
2.3.1 Prinsip Kerja M otor Langkah ... 33
2.3.2 Mode Langkah ... 35
2.4 Visual B asic ... 36
2.4.1 Sistem Basis Data ... 37
2.4.2 Komunikasi den gan Hardwar e ... 38
BAB 3 S TRAT EG I P ERANC AN GAN 3.1 Konsep Perancangan Sistem ... 40
3.2 Sistem Sub Modul RFID ... 41
3.2.1 Komunikasi Tag ... 43
3.2.2 Komunikasi Serial RFID ... 44
x
3.2.2.2 Format Data dari Micro-Reader ke FPGA dan PC ... 47
3.3 Sub Modul FPGA ... 50
3.4 Sub Modul PC ... 58
3.5 Sub Modul Mekanika ... 65
3.5.1 Motor Langkah ... 65
3.5.2 Belt conveyor ... 73
BAB IV IMPLEM EN TAS I D AN EV ALUASI 4.1 Spesifikasi Sistem ... 75
4.1.1 Perangk at Keras y ang digunakan ... 75
4.1.2 Perangk at Lunak y ang digunakan ... 76
4.2 Imp lementasi ... 77
4.2.1 Persiap an Implementasi ... 77
4.2.1.1 Persiap an Perangkat Keras ... 77
4.2.1.2 Persiap an Perangkat Lunak . ... 79
4.2.2 Pelaksanaan Implementasi ... 83
4.3 Evaluasi Hasil Percobaan ... 87
4.3.1 Evaluasi Sub M odul RFID ... 87
4.3.2 Evaluasi Sub M odul FPGA ... 89
4.3.3 Evaluasi Sub M odul Belt Conveyor dan M otor Langkah ... 90
4.3.4 Evaluasi Sub M odul PC dan Visual B asic ... 92
BAB V KESIMPU LAN D AN SARAN 5.1 Kesimp ulan ………. 96
xii
DAFTAR T AB EL
Tabel 2.1
Perbandingan Teknologi
Barcode
dengan RFID ……...……..……… 12
Tabel 2.2
Frekuensi RFID ……… 16
Tabel 2.3
Evolusi Standar
EPCglobal
…..……… 17
Tabel 2.4
Keluarga Xilinx Spartan II FPGA ……….... 26
Tabel 3.1
Protokol
Micro-Reader
ke FPGA ……….…… 48
Tabel 3.2
Definisi Pin dari Port Serial RS232 ………... 53
Tabel 3.3
Arah Pergerakan M otor Langkah ………..…... 56
Tabel 3.4
Tabel
Inventory
……….……… 58
Tabel 3.5
Tabel
LookUp
……….….. 59
Tabel 3.6
Tabel
Log
……….………. 59
Tabel 3.7
Tabel Utama ……….……… 61
Tabel 3.8
Konfigurasi Pin berdasarkan Kode Barang ………..……… 63
Tabel 3.9
Eksitasi Kumparan Tunggal ………...….. 69
Tabel 3.10
Eksitasi Dua Kumparan ……… 70
Tabel 3.11
Eksitasi Setengah Langkah ……….………….. 72
Tabel 4.1
Pengukuran Waktu Pergerakan
Belt
……….………... 90
Tabel 4.2
Data Waktu Pergerakan Rak ………...………. 91
xiii
DAFTAR GAMB AR
Gambar 2.1
Sistem RFID ………...……… 8
Gambar 2.2
Arsitektur IC pada Tag RFID
………..………...………… 9
Gambar 2.3
Contoh Tag (13,56 MHz) ……….……… 10
Gambar 2.4
Kumparan pada Chip Tag
……….…….... 10
Gambar 2.5
Pembaca RFID ……….…….…… 18
Gambar 2.6
Tiga Komponen Utama FPGA
……….…….... 21
Gambar 2.7
Skematik Sebuah
Slice
………..…... 22
Gambar 2.8
Skematik IOB
………..….……… 24
Gambar 2.9
M odul FPGA Xilinx Spartan II dan Rangkaian Penyangga
…...…….. 25
Gambar 2.10
Xilinx Foundation Series 2.1
…….………..…. 27
Gambar 2.11
VHDL
………..……….……… 29
Gambar 2.12
Desain Skematik
……….…..……… 30
Gambar 2.13
M otor Langkah Dengan M agnet Permanen ………...….. 31
Gambar 2.14
Cross-section dari variable reluktansi
………..……… 32
Gambar 2.15
Cross-section dari variable reluktansi
………….…………...……….. 33
Gambar 2.16
M otor langkah yang memiliki dua buah stator
………...…….. 34
Gambar 2.17
M otor Langkah Bipolar dan unipolar
………..………. 36
Gambar 2.18
Tampilan Visual Data M anager
………..……….. 38
Gambar 3.1
Blok Diagram Perancangan Sistem ……….………. 40
Gambar 3.2
Tag /
Transponder
RW ………...………….. 41
Gambar 3.3
Tag /
Transponder
RO ………..……… 42
xiv
Gambar 3.5
Diagram Alir
Micro-Reader
M enerima Data dari PC ………….……. 47
Gambar 3.6
Diagram Alir
Micro-Reader
mengirimkan data ke PC …………...…. 49
Gambar 3.7
Struktur Xilinx Spartan2 XC2S200-PQ208 ... 50
Gambar 3.8
Penghubungan
Micro-Reader
dengan
serial transceiver
M AXIM 3386E
...
51
Gambar 3.9
Sirkuit Diagram dari Konektor DB9 ke Xilinx Spartan2 ... 52
Gambar 3.10
Pin pada Port Serial DB9 ... 53
Gambar 3.11
Skematik Rangkaian dari Port Paralel pada FPGA ... 54
Gambar 3.12
Diagram Alir dari Sistem dari FPGA ... 57
Gambar 3.13
Pin pada Port Paralel DB-25 ... 63
Gambar 3.14
Diagram Alir dari Sistem
Database
pada Visual Basic ...…... 64
Gambar 3.15
M otor Langkah pada Rak Pemisah ………...……...…...…….. 65
Gambar 3.16
M otor Langkah dengan
driver
M otor Langkah dan M odul FPGA ... 66
Gambar 3.17
M odul
Driver
M otor Langkah ... 67
Gambar 3.18
Urutan Eksitasi dari Beberapa M ode Langkah yang Berbeda ... 68
Gambar 3.19
Belt Conveyor
... 73
Gambar 3.20
Belt Conveyor
dan Rak Pemisah (Tampak Atas) ... 74
Gambar 4.1
M odul
Driver
M otor Langkah (
Stepper Motor Driver
) ... 78
Gambar 4.2
New Project Property
... 80
Gambar 4.3
Tampilan
Xilinx ISE
pada Implementasi ... 82
Gambar 4.4
Belt Conveyor
(M otor Langkah, M otor DC, Rak Pemisah) ... 84
Gambar 4.5
Sistem Keseluruhan ... 86
Gambar 4.6
Tag RO ... 87
xv
DAFTAR LAMPIRAN
Listing Source Code VHDL
Listing Source Code StepLedMot.vhd ………...………... L- 1
Listing File Constrain StepLedMot.ucf ……….……….. L- 4
Listing Source Code VB (Skripsi.vbp)
Listing Source Code Form1 (Skripsi.frm) ……….……… L- 4
Listing Source Code Form2 (Form2.frm) ………….…...……….... L-16
Listing Source Code Log (Log.frm) ……….………...……….... L-17
Listing Source Code LookUp (LookUp.frm) …….………...…...………. L-22
Listing Source Code Module1 (Module1.bas) ….………...……….... L-27
