BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Timbangan Digital
Pengukuran banyak dilakukan dalam berbagai bidang, pengukuran sendiri merupakan serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran yang disebut sebagai hasil pengukuran. Pada setiap pengukuran, terdapat suatu acuan masing-masing yang dapat disebut sebagai satuan. Besaran-besaran pada fisika dibagi menjadi dua kelompok, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu untuk menetapkan satuan besaran-besaran yang lain. Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari besaran pokok.
No. Besaran Satuan Simbol
1. Panjang meter M
2. Massa kilogram Kg
3. Waktu sekon S
4. Kuat arus listrik ampere A
5. Suhu kelvin K
6. Jumlah zat mole Mol
7. Intensitas cahaya kandela Cd
Tabel 2. 1 Tabel Besaran dan Satuan
Alat ukur yang berfungsi sebagai pembandingnya mempunyai berbagai jenis sesuai dengan kegunaannya masing-masing, misalnya pengukuran berat menggunakan timbangan. Dalam melakukan pengukuran, perlu diperhatikan beberapa hal, seperti:
• Standard yang dipakai memiliki ketelitian yang sesuai dengan standard Internasional (SI) yang telah di tentukan.
• Tata cara pengukuran dan alat yang digunakan harus memenuhi persyaratan.
• Pengetahuan tentang penentuan besaran yang akan diukur, penggunaan alat ukur yang sesuai.
Timbangan digital adalah adalah alat yang dipakai melakukan pengukuran massa suatu benda secara digital. Timbangan Digital lebih banyak digunakan karena hasil pengukurannya yang lebih akurat dan presisi. Timbangan digital biasanya digunakan pada pasar swalayan untuk mengukur berat dari buah ataupun sayur dengan contohnya terdapat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Timbangan Digital 2.1.1 Load Cell
Pada penggunaan timbangan digital tidak dapat terlepas dari komponen penyusun, yaitu load cell. Load cell (Raldi Artono Koestoer, 2004) adalah suatu alat transducer yang menghasilkan output yang proporsional dengan beban atau gaya yang diberikan. Load cell dapat memberikan pengukuran yang akurat dari gaya dan beban. Load cell digunakan untuk mengkonversikan regangan pada logam ke tahanan variabel.
Gambar 2.2 Load Cell
Dalam penggunaan, load cell mengkonversi suatu berat menjadi sinyal listrik. Konversi ini terjadi secara tidak langsung dan berlangsung dalam dua tahap. Melalui suatu rangkaian mekanikal, gaya akan terdeteksi oleh strain gauge yang kemudian di ukur regangannya sebagai sebuah sinyal listrik. Sebuah load cell umumnya berisi 4 buah strain gauge yang tersusun dalam sebuah rangkaian jembatan wheatstone. Nilai keluaran dari transducer tersebut akan dimasukkan ke dalam sebuah algoritma untuk menghitung berapa besarnya gaya yang masuk ke dalam transduser. Kemudian nilainya ditampilkan ke dalam suatu display pada timbangan digital.
2.1.2 Jembatan Wheatstone
Suatu metode yang sangat teliti untuk mengukur hambatan telah ditemukan pada tahun 1843 oleh Charles Wheatstone, pengukuran itu dilakukan dengan menggunakan suatu rangkaian yang dinamakan jembatan wheatstone.
Gambar 2.3 Jembatan Wheatstone
Dalam rangkaian (gambar 2.3) hambatan R1 dan R2 tetap. Sedangkan hambatan Rs dapat dikalibrasi. Hambatan Rs diatur besarnya sedemikian rupa sehingga galvanometer menunjukkan angka nol (tidak ada arus yang melewatinya), yang disebut keadaan seimbang. Pada keadaan seimbang, titik P dan Q mempunyai potensial sama. Oleh karena itu, beda potensial untuk R1 sama dengan untuk Rs dan beda potensial untuk R2 sama dengan untuk Rx. Dari pernyataan tersebut dapat dihasilkan persamaan
1 2 ... (persamaan 1)
Pada gambar 2.2 R1 bersilangan dengan Rx, dan R2 bersilangan dengan Rs sehingga dapat dikatakan pada rangkaian jembatan wheatstone yang seimbang (jarum galvanometer menunjukkan angka nol), hasil kali hambatan yang saling bersilangan adalah sama besar.
2.2 RFID
Menurut (Maryono, 2005), Radio frequency identification (RFID) adalah teknologi untuk mengidentifikasi seseorang atau objek benda menggunakan transmisi frekuensi radio, khususnya 125KHz, 13.65MHz atau 800-900MHz. Teknologi RFID dapat disediakan dalam perangkat yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) ataupun dapat dibaca dan ditulis (Read/Write), selain itu penggunaan beberapa jenis RFID tidak memerlukan kontak langsung untuk dapat beroperasi.
Pada sistem RFID umumnya, transponder (tag) ditempelkan pada suatu objek. Setiap objek mempunyai informasi unik masing-masing, seperti serial number dan beberapa data lain yang ada pada objek tersebut. Ketika tag ini melalui medan yang dihasilkan oleh RFID reader yang kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada tag kepada RFID reader, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan.
Gambar 2.4 Sistem RFID
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengaplikasian sistem RFID : 1. Jenis tag yang digunakan
2. Jenis reader yang dipakai 3. Frekuensi operasi dari sistem
Pada pembacaan RFID dapat dipengaruhi juga oleh beberapa jenis material yang ada, sehingga bisa saja tag RFID tidak dapat dibaca oleh readernya.
2.2.1 RFID Transponder (Tag)
Gambar 2.5 Gambar Tag RFID
Sistem RFID umumnya terdiri dari dua bagian besar komponen, yaitu:
• Transponders (tag), diletakkan pada objek yang akan di identifikasi.
• Readers, digunakan untuk membaca identitas dari transponders
Tag RFID diklasifikasikan menjadi lima kelas, yaitu:
1. Class O/I – Read Only, Factory programmed
Jenis ini adalah jenis tag paling sederhana, dimana data ditulis sekali ketika di produksi. Lalu memori di non-aktifkan dari segala bentuk pembaruan.
2. Class II – Write Once Read Only Factory or User Programmed
Dalam kasus ini tag diproduksi tanpa ada data yang tertulis di dalam memori. Data dapat ditulis oleh pembuat tag, atau oleh pengguna untuk satu kali. Setelah itu tag tidak dapat di program lagi, tetapi masih dapat dibaca.
3. Class III – Read Write
Jenis ini, pengguna mempunyai akses untuk menulis dan membaca data kedalam memori tag.
4. Class IV – Read Write with on board sensors
Tag jenis ini mempunyai sensor onboard untuk merekam parameter seperti temperatur, tekanan udara dan pergerakan, yang dapat direkam dengan menuliskannya ke dalam memori tag. Pembacaan parameter dilakukan ketika terhubung dengan reader, tag class IV ini bisa dari jenis tag aktif ataupun semi pasif.
5. Class V – Read Write with integrated transmitters
Jenis tag ini seperti miniatur radio, yang dapat berkomunikasi dengan tag dan devices lain, tanpa harus menggunakan reader. Hal ini berarti tag aktif dengan power dari baterai tag sendiri.
Tag RFID berdasarkan sumber energinya terbagi menjadi beberapa jenis, yaitu :
• Tag RFID pasif, yaitu tag RFID yang tidak menggunakan baterai, dapat terbaca apabila tag cukup dekat dengan reader.
• Tag RFID aktif, yaitu tag RFID yang menggunakan baterai, dan selalu memancarkan sinyal secara terus menerus.
• Tag RFID semi pasif, yaitu tag RFID dengan bantuan baterai tetapi bekerja secara pasif, bekerja ketika tag RFID didekatkan dengan reader.
Secara umum, tag RFID ini bekerja saat antena mendapatkan sinyal dari reader RFID dan sinyal tersebut akan dipantulkan lagi, sinyal pantul ini biasanya sudah ditambahkan dengan data yang dimiliki tag tersebut. Tag RFID ukurannya dapat berbeda-beda, namun pada umumnya berukuran kecil.
Beberapa bentuk RFID yang sudah di produksi:
1. Tag berbentuk disk atau koin 2. Tag dari bahan kaca
3. Tag dari bahan plastik
4. Tag yang ditanamkan ke dalam logam, kunci, dsb
Gambar 2.6 Gambar Berbagai Macam Bentuk Tag RFID
Tag RFID pada umumnya tersusun dari:
1. Silicon Microprocessor, merupakan chip yang terletak dalam sebuah tag yang berfungsi sebagai penyimpan data.
2. Metal coil, terbuat dari kawat aluminium yang berfungsi sebagai antena
3.
Encapsulating material, bahan pembungkus tag.2.2.2 RFID Reader
Gambar 2.7 Gambar RFID Reader
RFID Reader merupakan komponen pengidentifikasi pada sistem RFID. RFID Reader berfungsi untuk membaca kode-kode dari RFID tag dan membandingkan dengan nilai yang ada pada memori reader. RFID reader selalu menghasilkan gelombang radio secara konstan yang bertujuan untuk menginduksi tag RFID.
RFID reader yang beredar di pasaran beberapa sudah dikemas dalam reader module, tetapi masih ada beberapa perusahaan yang menjual IC reader secara terpisah.
2.2.3 Frekuensi Kerja RFID
Faktor penting yang juga harus diperhatikan dalam penggunaaan RFID adalah frekuensi kerja dari sistem RFID ini sendiri. Frekuensi kerja ini adalah frekuensi yang digunakan untuk komunikasi antara RFID reader dengan tag RFID.
Ada empat macam RFID tag yang sering digunakan bila dikategorikan berdasarkan frekuensi radio, yaitu:
• Low frequency tag (antara 125 ke 134 kHz)
• High frequency tag (13.56 MHz)
• UHF tag (868 sampai 956 MHz)
• Microwave tag (2.45 GHz)
Jarak antara antena RFID reader dengan tag secara langsung dipengaruhi oleh frekuensi kerja yang digunakannya. Frekuensi RFID yang berbeda mempengaruhi beberapa faktor, seperti:
1. Jarak komunikasi
2. Interferensi dengan frekuensi sistem radio lain 3. Kecepatan komunikasi data
4. Ukuran antena
Frekuensi yang rendah digunakan pada tag pasif, dan untuk frekuensi tinggi digunakan pada tag aktif.
Pada frekuensi rendah komunikasi antara tag dan reader sangat bergantung pada daya yang diterima tag dari antena yang terhubung dengan reader RFID, tag pasif tidak dapat mentransmisikan data dengan jarak yang jauh, karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan elektromagnetik. Akan tetapi komunikasi tetap dapat dilakukan tanpa kontak langsung.
Pada kasus ini hal yang perlu mendapatkan perhatian adalah tag pasif harus terletak jauh dari objek logam, karena logam secara signifikan mengurangi fluks dari medan magnet. Akibatnya tag RFID tidak bekerja dengan baik, karena tag tidak menerima daya maksimum untuk dapat bekerja.
Pada frekuensi tinggi, jarak komunikasi antara tag aktif dengan RFID reader dapat lebih jauh, tetapi terbatas oleh daya yang ada, akurasi dapat berkurang apabila terjadi kekurangan daya. Sinyal elektromagnetik pada frekuensi tinggi juga mendapatkan pelemahan (atenuasi) ketika tag tertutupi oleh es atau air. Pada kondisi terburuk, tag yang tertutup oleh logam tidak terdeteksi oleh pembaca RFID.
Ukuran antena yang harus digunakan untuk transmisi data bergantung dari panjang gelombang elektromagnetik. Untuk frekuensi yang rendah, maka antena harus dibuat dengan ukuran yang lebih besar dibandingkan dengan RFID dengan frekuensi tinggi.
Akurasi RFID dapat didefinisikan sebagai tingkat keberhasilan RFID reader melakukan identifikasi sebuah tag yang berada pada area kerjanya. Keberhasilan dari proses identifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa batasan, seperti:
• Posisi antena pada RFID Reader
• Karakteristik material lingkungan di sekitar sistem RFID
• Batasan daya dari supply
• Frekuensi kerja sistem RFID
2.3 Komunikasi Data Serial
Dalam komunikasi data serial, data dikirim dengan bentuk pulsa listrik continue yang disebut bit. Data dikirim satu bit demi satu bit secara berurutan melalui jalur komunikasi yang telah di tentukan. Penerima juga menerima data dalam bentuk bit-bit pulsa listrik yang kontinyu.
Gambar 2. 8 Gambar Komunikasi Data Serial
Ada tiga metode yang umumnya digunakan dalam komunikasi data serial, yaitu:
• Simplex, data hanya dapat dikirim dalam satu arah saja.
• Half duplex, data dapat ditransmisikan dalam dua arah secara bergantian.
• Full duplex, dapat melakukan transmisi dua arah
Ada dua metode dasar yang digunakan pada komunikasi data serial, yaitu: komunikasi serial asinkronous dan komunikasi serial sinkronous.
2.3.1 Komunikasi Serial Asinkronous
Pada transmisi serial asinkronous, sebelum terjadinya komunikasi data, tidak diadakan sinkronisasi waktu antara pengirim dan penerima. Data tersebut kemudian dikirim per karakter.
Masing-masing karakter memiliki start bit dan stop bit. Start bit berfungsi untuk menandakan adanya rangkaian bit karakter yang sudah siap untuk dikirim. Sedangkan stop bit berfungsi untuk melakukan proses menunggu karakter berikutnya.
Setiap karakter terdiri dari 10 bit dengan rincian 1 bit start bit, 1 bit stop bit, 7 bit data dan 1 bit parity. Setelah start bit, bit-bit data dikirim satu persatu yang dimulai dengan Least Significant Bit (LSB). Data dapat berisi beberapa bit tergantung dari sistem yang ada.
Parity bit dikirim setelah bit-bit data. Parity bit digunakan untuk mendeteksi kesalahan pada data yang terjadi pada saat transmisi berlangsung. Setelah parity bit dikirim, dikirim
kembali bit satu untuk menunjukkan bahwa data satu karakter sudah berakhir. Bit-bit yang menunjukkan bahwa data telah selesai dikirim inilah yang disebut dengan stop bit. Kecepatan transmisi data dinyatakan dengan istilah baud rate dengan satuan simbol per sekon. Contoh perangkat yang menggunakan komunikasi data serial asinkronous adalah USB (Universal Serial Bus).
Gambar 2. 9 Komunikasi Serial Secara Asinkronous
2.3.2 Komunikasi Serial Sinkronousous
Pada komunikasi serial sinkronous, sebelum terjadi komunikasi antar data, diadakan sinkronisasi waktu antara transmitter dan receiver terlebih dahulu sebelum dilakukan pengiriman. Data yang dikirim tersebut dikirim dalam satu blok data yang disebut frame. Frame ini berisi bit pembuka, bit data, dan bit penutup, serta penambahan bit-bit kontrol pada blok tersebut. Contoh penggunaan komunikasi serial sinkronous adalah penggunaan kabel Ethernet.
Proses pengiriman diatur sedemikian rupa agar memiliki pengaturan yang sama, sehingga dapat dikirimkan dan diterima dengan baik antar alat tersebut. Umumnya pengaturan tersebut berdasarkan pada clock dalam pengiriman sinyal.
Pada komunikasi sinkronous, clock antar pengirim dan penerima harus benar-benar sama dan akurat. Clock yang ada pada penerima akan memberitahu kepada clock yang ada pada
penerima kapan proses pengiriman dilakukan. Clock ini yang memungkinkan terjadinya komunikasi secara real time.
2.3.3 Konverter Logika RS-232
Dalam komunikasi, terkadang diperlukan penyesuaian tegangan antara komputer dengan peralatan yang digunakan. Apabila peralatan yang digunakan menggunakan logika TTL (Transistor-Transistor Logic), maka sinyal serial port harus dikonversikan terlebih dahulu ke pulsa TTL sebelum digunakan, dan sebaliknya, sinyal dari peralatan juga harus di konversikan dahulu ke logika RS-232 sebelum di inputkan ke serial port. Konverter yang paling mudah dapat digunakan adalah menggunakan IC MAX-232. Di dalam IC ini terdapat charge pump yang dapat membangkitkan +10 volt dan -10 volt dari sumber +5 volt tunggal.
2.4 MySQL
MySQL adalah perangkat lunak database server. Menurut Sidik (2003), MySQL dikembangkan oleh sebuah perusahaan Swedia bernama MySQL AB, yang pada saat itu bernama TcX Data Konsult AB sekitar tahun 1994-1995. MYSQL sudah ada sejak 1979.
MySQL termasuk jenis RDBMS (Relational Database Management System). MYSQL digunakan oleh banyak portal-portal internet sebagai basis data dari informasi yang ditampilkan pada situs web. Kepopuleran MYSQL dimungkinkan karena kemudahan untuk digunakan, cepat secara kinerja query, dan mencukupi untuk kebutuhan basis data perusahaan-perusahaan skala menengah dan kecil. Istilah seperti tabel, baris, dan kolom tetap digunakan dalam MySQL.
Sebuah basis data yang terdapat pada MYSQL mengandung satu atau beberapa tabel yang terdiri dari sejumlah baris dan kolom.
Sebagai server database dengan konsep database modern, MySQL memiliki keistimewaan. Beberapa keistimewaan dimiliki MySQL sebagai berikut :
• Portability
Database MySQL berfungsi dengan stabil tanpa kendala, berarti berlaku pada berbagai sistem operasi seperti Windows, Linux, FreeBSD, Mac OS X Server, Solaris, Amiga, HP- Unix, dan lain-lain.
• Open Source
MySQL merupakan database open source (gratis), di bawah lisensi GPL.
• Multiuser
MySQL merupakan database yang dapat digunakan untuk menangani beberapa user dalam waktu bersamaan tanpa mengalami masalah. Dan memungkinkan sebuah database server MySQL dapat diakses client secara bersamaan pula.
• Performace Tuning
MySQL mempunyai kecepatan yang cukup baik dalam menangani query-query sederhana, serta mampu memproses lebih banyak SQL per satuan waktu.
• Column Type
Database MySQL didukung dengan tipe data yang besar, seperti signed/unsigned integer, float, double, char, varchar, text, blob, data, time, datetime, timestamp, year, set serta enum.
• Command dan Functions
MySQL server memiliki operator dan fungsi secara penuh yang mendukung perintah SELECT dan WHERE dalam query.
• Security
Sistem Security pada MySQL mempunyai beberapa lapisan sekuritas seperti tingkatan subnetmask, hostname, dan izin akses user dengan sistem perizinan yang mendetil serta password terenkripsi.
• ScalabilityLimits
MySQL mempunyai kemampuan menangani database dalam skala cukup besar, dengan jumlah record lebih dari 50 juta dan 60 ribu tabel serta 5 miliar baris. Selain itu dapat menampung indeks sampai 32 indeks pada tiap tabelnya.
• Connectivity
Adanya kemampuan MySQL melakukan koneksi dengan client menggunakan protokol TCP/IP, Unix socket (Unix), atau Named Pipes (NT). Localization Adanya kemampuan dalam mendeteksi kesalahan (error code) pada client menggunakan lebih dari dua puluh bahasa.
• Interface
MySQL memiliki interface terhadap berbagai aplikasi dan bahasa pemograman menggunakan fungsi API (Application Programming Interface).
• Clients dan Tools
Database MySQL dilengkapi berbagai tools yang dapat digunakan untuk administrasi database.
• StrukturTabel
MySQL memiliki struktur tabel cukup baik serta cukup fleksibel, misalnya ketika menangani alter table.
2.5 Qt Creator
Qt SDK (Software Development Kit) apabila digunakan bersama dengan Qt framework dengan menggunakan peralatan yang sudah disediakan dapat mempersingkat beberapa proses pembuatan aplikasi untuk symbian, Maemo, MeeGo dan untuk aplikasi berbasis desktop, seperti Microsoft Windows, Mac OS X dan Linux.
Qt framework memiliki API (Application Programming Interface) yang dapat bekerja lebih baik untuk C++ dan CSS/JavaScript. Qt Creator IDE (International Development Enterprises) merupakan suatu aplikasi yang sangat berguna dan dapat digunakan untuk cross platform.
Beberapa keuntungan penggunaan Qt yaitu
• Mudah digunakan dan dipelajari
• Menghasilkan code-code yang mudah dibaca
Dalam penggunaannya, Qt dapat berfungsi sebagai compiler, debugger dan editor.
