.
APLIKASI MIKROKONTROLER AT89S51 SEBAGAI KENDALI
MP3 PLAYER BERBASIS RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION
PADA SISTEM PELAYANAN INFORMASI OBJEK MUSEUM
I Gede Nurhayata1), I Wayan Sutaya2)1,2
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan Universitas Pendidikan Ganesha
Singaraja, Indonesia
email : [email protected],
Abstrak
Daya tarik museum bagi wisatawan sangat ditentukan oleh bentuk pelayanan informasi tentang benda-benda peninggalan bersejarah. Umumnya bentuk layanan informasi objek museum dilakukan secara tertulis maupun lisan. Kelemahan layanan tertulis yakni informasinya bersifat ringkas dan kurang lengkap. Sedangkan layanan lisan yang dipandu langsung oleh petugas museum ditujukan hanya pada sekelompok pengunjung. Karena setiap pemandu memiliki pemahaman yang berbeda terhadap objek museum sehingga informasi yang disampaikan tidak standar. Tujuan penelitian ini adalah melakukan standarisasi layanan informasi secara lisan pada objek museum. Penelitian ini menggunakan metode pengembangan prototipe sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51 sebagai pusat kontrolnya. Hasil penelitian berupa kinerja perangkat dalam mengindentifikasi objek museum dan memberikan informasi objek museum yang dapat didengar melalui headphone. Kesimpulan penelitian ini adalah perangkat pemandu wisata otomatis dapat digunakan sebagai salah satu sarana standarisasi layanan informasi objek museum secara lisan dan dapat menggantikan peran petugas pemandu wisata museum.
Kata kunci : RFID, MP3 Player, AT89S51
Abstract
The appeal of museums for tourists is highly determined by the form of the Ministry of information on historic heritage objects. General form of the museum object information service conducted in written and oral. Weaknesses written service i.e. information is succinct and less complete. While the oral service-guided directly by the officers of the museum is devoted only to a group of visitors. Because each has a different understanding of the guide of the museum objects so that the information submitted is not standard. The purpose of this study is to conduct the standardization of information orally on objects of the museum. This method uses the reseacrh of development of a prototype system of control of RFID-based MP3 player with the microcontroller AT89S51 as the central control. The research of the performance of devices in the identify the object of the museum and provide the information the museum objects which can be heard through the headphones. Conclusion of this research is an automatic tour guide can be used as one means of standardization of museum object information orally and can replace the role of officer museum tour guides.
Keywords: RFID,MP3 Player, AT89S51
1. Pendahuluan
Bentuk pelayanan informasi objek museum menentukan daya tarik kunjungan bagi wisatawan.Kualitas layanan suatu museum dapat dilihat dari jumlah rata-rata pengunjung datang ke museum. Setiap pengunjung memiliki minat dan kepentingan yang berbeda dalam menjelajah objek museum. Karena itu, untuk memberikan kebebasan kepada setiap pengunjung menerapkan bentuk layanan secara tertulis
yang informasinya diletakkan langsung pada objek tersebut. Informasi yang disampaikan berlaku sama bagi setiap penunjung namun kurang lengkap karena disajikan dalam bentuk ringkasan. Bentuk layanan lain yaitu dengan dipandu langsung oleh petugas museum. Layanan ini dapat memberikan infromasi jauh lebih lengkap dibandingkan dengan layanan tertulis. Kelemahannya petugas museum memiliki tingkat
menyampaikan informasi objek museum yang sama sehingga informasinya bervariasi dan tidak standar bagi setiap pengunjung. Permasalahan standarisasi layanan informasi objek museum berbasis panduanini perlu diupayakan dengan suatu perangkat teknologi informasi yang mampu mengenali objek museum yang diinginkan dan menghasilkan informasi objek museum yang dapat didengar langsung melalui headphone. Perangkat ini harus portable layaknya handphone sehingga mudah dibawa oleh pengunjung dan dapat menggantikan peran petugas museum yang jumlahnya terbatas.
Untuk mewujudkan tujuan tersebut, dibutuhkan sistem identifikasi objek museum. Setiap objek museum dapat diwakili dengan sebuah nomor identitas dari suatuTag ID (Bob Violino, 2005). Nomor identitas objek museum dibaca dengan perangkat RFID reader. Hasil pembacaan digunakan sebagai password untuk membuka informasi file audionya. Setelah objek museum dapat diidentifikasi diperlukan perangkat untuk menghasilkan informasi objek museum yang didengar langsung melalui headphone.
Pengembangan perangkat ini telah dilakukan dalam suatu penelitian sebelumnya dengan dua metode layanan yakni berbasis server (Rasben Dantes, 2012) dan berbasis MP3 player (M. Azwar A.G.N,2012). Pada layanan berbasis server, informasinya tersimpan di komputer dan sistem layanannya bersifat on line dimana informasinya dapat diperbaharui secara langsung pada komputer jikalau sewaktu-waktu terjadi perubahan informasi objek. Kelemahannya adalah kurang ekonomis karena membutuhkan banyak server untuk sejumlah perangkat penerima, karena belum ditemukan teknik yang tepat dalam proses multifleks file audio yang dikirim dari satu server ke sejumlah perangkat penerima. Sedangkan pada layanan berbasis MP3 player, informasi audionya tersimpan secara terpisah pada sebuah memory eksternal berupa flashdisk sehingga sebuah perangkat MP3 player digunakan untuk memainkan file audio tersebut. Layanan ini bersifat off line karena informasinya tidak dapat diperbaharui secara langsung melainkan harus mengubah seluruh file memory eksternal. Dengan menganggap bahwa tidak terjadi perubahan informasi objek dalam waktu yang lama maka layanan ini lebih ekonomis dibandingkan dengan berbasis server. Dalam layanan berbasis MP3 player ini, peneliti sebelumnya menerapkan kendali relay berbasis mikrokontroller yang menggantikan
fungsi tombol pada MP3 player. Dalam mengakses file audio melalui kendali relay pada memory ekesternal dilakukan secara sekuensial sehingga terdapat tundaan waktu atau delay sebelum file audio dimainkan. Tundaan waktu ini akan sangat terasa semakin lama jika daftar file audionya sangat panjang, sehingga akses dengan kendali relay memiliki suatu kelemahan. Dari kedua metode layanan informasi tersebutmaka penelitian ini menggunakan metode layanan berbasis MP3 player dengan melakukan perbaikan terhadap rancangan akses informasi audio melalui remote kontrol. Beberapa penelitian telah dilakukan terkait dengan kendali melalui remote kontrol inframerah yaitu kontrol pintu (Johansah Liman, 2011) dan kendali alat rumah tangga (Benny,2012). Dari kedua penelitian tersebut berarti bahwa sebuah mikrokontroller AT89S51 dapat pula digunakan sebagai kendali pada MP3 player untuk mengakses informasi file audio secara otomatis tanpa kendali manual. Hasil penelitian ini berupa prototipe sistem kendali MP3 player berbasis RFID untuk diterapkan pada sistem pelayanan informasi objek museum sebagai pengganti peran petugas museum. Rancangan penelitian ini diharapkan menjadi salah satu solusi standarisasi layanan informasi objek museum untuk mengurangi kesalahan informasi yang terjadi akibat perbedaan pengetahuan dan pemahaman dari setiap petugas pemandu wisata di museum.
2. Metode Penelitian
Penelitian ini menerapkan metode pengembangan pada rancangan perangkat keras dan perangkat lunak dari sistem kendali MP3 player berbasis Radio Frequency Identification (RFID) dengan mikrokontroler AT89S51. Adapun diagram blok sistem dapat dilihat pada Gambar 1.
F il e A u d io T ag ID RFID ID 12 Mikrokontrol AT89S51 MP3 Player Penguat Audio Headphone
Gambar 1. Sistem kendali MP3 Player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51
Prinsip kerja dari diagram blok pada Gambar 1 adalah sebuah Tag ID yang ditempatkan pada objek museum mengirimkan data nomor identitas objek museum ke RFID reader. Mikrokontroler AT89S51 bekerja menerima dan memproses data dari RFID reader sehingga dapat dikenali nomor identifikasi objek museum. Kemudian mikrokontroler menelusuri nomor file audio sesuai dengan nomor identitas objek museum. Sesuai nomor file audio mikrokontrollermembangkitkan pola sinyal yang menyerupai fungsi tombol remote control MP3 Player dan dikirim ke MP3 player sehingga file audio tersebut yang pada flashdisk dapat dibaca dan dimainkan oleh perangkat MP3 player. Selanjutnya isyarat file audio yang dimainkan diperkuat dengan sebuah penguat suaraagar informasi objek museum dapat didengar langsung melalui headphone. Dari diagram blok di atas diperoleh rancangan rangkaian sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51 seperti tampak pada Gambar 2. P2.0 P1.0 +5V Vs Gnd AT89S51 RFID ID 12 11 9 7 1 2 1k 100R S 8050 10 MP3 Player 220R S 8050 FlashDisk
Gambar 2. Rangkaian sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroller AT89S51
Gambar 3. Bentuk fisik RFID Reader ID-12
Gambar 3 menunjukkan bentuk fisik dan tata letak dari masing-masing pin pada RFID Reader ID-12. (Sparkfun, 2013).RFID Reader selain mempunyai penerima internal gelombang RF yang berfungsi menangkap gelombang elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus untuk menangkap data-data analog dari gelombang RF yang
dipancarkan oleh RFID Tag Card dan mengubahnya menjadi data-data digital.
Pada Gambar 4 memperlihatkan sebuah Tag Card ID EM 4001sebagai pemancar gelombang radio (RF). Tag Card akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari RFID Reader. Pada sistem RFID, umumnya Tag Card ditempelkan pada suatu obyek. Ketika Tag Card ini melalui medan listik yang dihasilkan oleh RFID Reader yang sesuai, Tag Card akan mentransmisikan informasi yang ada pada Tag Card kepada RFID Reader, sehingga proses identifikasi dapat dilakukan.
Gambar 4. Bentuk fisik Tag Card ID EM 4001 dan prinsip
kerjanya
Mikrokontroler AT89S51 merupakan sebuah sistem mikroprosseor lengkap yang terkandung di dalam sebuah chip yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus secara khusus (Benny, 2012). Mikrokontroller AT89S51 memiliki kemasan 40 pin seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Mikrokontroller AT89S51
Motion Picture Experts Group Audio Layer-3/MPEG Audio Layer-3, MP3 adalah kompresi audio codec yang dapat digunakan dengan perangkat komputer serta perangkat elektronik lain (Dedy Setiadi,2002). MP3 player pada Gambar 6digunakan untuk sebagai pemutar (player) berkas file berupa audio dengan format MP3 yang disimpan pada sebuah memory eksternal berupa Flash Disk.
Gambar 6. MP3 Player dengan remote control
Remote control merupakan
perangkat elektronik yang bekerja mengirimkan informasi data dari jarak jauh. Media pemancaran remote kontrol dapat dilakukan melalui dua media pembawa yaitu gelombang radio dan cahaya infra merah. Cahaya infra merah sebagai media dalam mengirimkan data ke penerima berupa pulsa-pulsa cahaya dengan modulasi frekuensi 40 kHz (Benny, 2012). Sinyal yang dikirimkan merupakan data-data biner. Untuk membentuk data-data biner tersebut, ada tiga metode yang digunakan yaitu perubahan lebar pulsa, perubahan lebar jeda dan gabungan keduanya (Dr. Charles Kim, 2013) seperti diperlihatkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Metode pengiriman data biner
Sebelum kode dikirim, terlebih dahulu mengirimkan sinyal awal yang disebut sebagai headerseperti diperlihatkan pada Gambar 8. Header adalah sinyal yang dikirimkan sebelum kode sebenarnya dan juga merupakan sinyal untuk mengaktifkan penerima. Header selalu dikirimkan dengan lebar pulsa yang jauh lebih panjang daripada kode. Setelah header dikirimkan, baru kemudian kode remote kontrol. Kode remote kontrol dibagi menjadi dua (2) fungsi yaitu fungsi pertama digunakan sebagai penunjuk alamat peralatan yang akan diaktifkan, fungsi kedua sebagai command atau perintah untuk melaksanakan instruksi dari remote kontrol.
Gambar 8. Sinyal header dan code
Beberapa protocol remote kontrol yang digunakan oleh produsen dalam proses pengiriman data dengan cahaya infra merah diantaranya protocol Sony, NEC dan RC5. Berdasarkan hasil pengamatan dengan menggunakan software IR Protocol Remote Control diperoleh hasil bahwa protocol yang digunakan pada remote control MP3 player adalah protocol NEC yang memiliki pola gelombang data seperti tampak pada Gambar 9.
Gambar 9. Pola sinyal protocol NEC
Setelah tahapan perangkat keras selesai kemudian dilanjutkan dengan tahapan perancangan perangkat lunak kendali pada mikrokontroler AT89S51. Adapun tahapan rancangan perangkat lunak meliputi :
a. Program identifikasi Tag ID melalui RFID Reader
b. Program identifikasi kode fungsi tombol remote kontrol MP3 player c. Program pembangkitan pola sinyal
fungsi tombol MP3 player
d. Program akses nomor file audio sesuai nomor identitas objek
e. Program pengiriman nomor akses file audio ke MP3 player
Pengujian kinerja setiap program perangkat lunak dilakukan dengan melihat secara langsung respon kinerjanya pada perangkat keras.
3. Hasil dan Pembahasan 3.1. Hasil Penelitian
Hasil penelitian ini berupa prototipe perangkat keras dan data kinerja setiap sub sistem dari perangkat lunak yang diperoleh melalui pengujian pengamatan secara langsung pada layar LCD (Liquid Crystal Display). Adapun data hasil penelitian ini adalah sebagai berikut :
Gambar 10. Prototipe perangkat keras sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler
AT89S51
Gambar 11. Hasil pembacaan Tag ID dan nomor file MP3
Gambar 12. Hasil pembacaan kode remote kontrol MP3 Player
Tabel 1. Identifikasi Tag ID dengan RFID Reader ID-12
Register Card Tag ID Card No File 51147 09881547 001 51138 09881538 002 57616 09888016 003 59203 09889603 004 04795 09900731 005 59287 09889687 006 59247 09889647 007 59281 09889681 008 35778 09931714 009 51098 09881498 010
Tabel 2. Pembacaan Kode Tombol Remote Kontrol MP3 Player.
3.2. Pembahasan
Pada Gambar 10 menunjukkan bahwa kinerja sub sistem dari perangkat keras sudah bekerja dengan baik dimana RFID reader mampu merespon kehadiran dari Tag ID dengan isyarat suara. Kinerja mikrokontroler AT89S51 telah bekerja baik dimana program perangkat lunak berhasil disimpan dan dijalankan. Kemudian perangkat uji kinerja berupa visualisasi pada layar LCD telah bekerja baik dalam menampilkan informasi teks dari mikrokontroler AT89S51.
Pada Gambar 11 menunjukkan salah satu tampilan pembacaan dari Tag ID yang menghasilkan penunjukan pada nomor file audio MP3 player. Data hasil pengujian ini akan digunakan untuk mewakili identitas objek museum. Ketika sebuah Tag ID didekatkan pada RFID reader ID-12 maka RFID reader merespon dengan isyarat suara yang menandakan bahwa data telah diterima. Kemudian mikrokontroler AT89S51 mengolah data dari RFID dan ditampilkan hasilnya pada layar LCD. Untuk menguji kebenaran hasil identifikasi dari 10 buah Tag ID adalah dengan membandingkan hasil yang ditampilkan pada LCD dengan nomor yang tertera pada kemasan Tag ID dengan 6 buah angka desimal. Hasil pembacaan data dari 10 buah Tag ID diperlihatkan pada Tabel 1. Pada tabel 1 menunjukkan bahwa identifikasi nomor dari Tag ID telah berhasil dengan baik. Hal ini berarti bahwa nomor pada Tag ID dapat digunakan untuk mewakili identitas dari objek museum.
Pada Gambar 12 menunjukkan data hasil pengujian dalam pembacaan kode dari setiap penekanan tombol pada remote kontrol MP3 player. Setiap tombol memancarkan sejumlah data 32 bit atau 4 byte. Hal ini berarti data yang dibaca sudah sesuai dengan protocol NEC. Dari tabel 2 memperlihatkan keseluruhan kode dari tombol MP3 player. Dari tabel 2 tampak bahwa data 2 byte pertama bernilai #00FF menunjukkan alamat perangkat yaitu MP3 player. Sedangkan 2 byte kedua dengan nilai berbeda menunjukkan data dari setiap tombol pada remote kontrol MP3 player. Kemudian hasil data pada tabel 2 tersebut
digunakan sebagai dasar dalam
pembangkitan pola sinyal fungsi tombol remote kontrol MP3 player melalui mikrokontroler AT89S51.
Tombol ID Number Tombol ID Number
0 #00FF0DF2 Repeat #00FF40BF 1 #00FF0CF3 Mode #00FF46B0 2 #00FF18E7 CH- #00FF44BB 3 #00FF5EA1 CH+ #00FF40BF 4 #00FF08F7 EQ #00FF43BC 5 #00FF1CE3 << #00FF07F8 6 #00FF5AA5 >> #00FF15EA 7 #00FF42BD >|| #00FF09F6 8 #00FF52AD VOL- #00FF16E9 9 #00FF4AB5 VOL + #00FF19E6 Power #00FF45BA MUTE #00FF47BB
Gambar 13. Pembangkitan pola sinyal kode tombol remote kontrol MP3 player dengan mikrokontroler
AT89S51
Pada Gambar 13 menunjukkan salah satu data hasil pembangkitan pola sinyal kode tombol remote kontrol MP3 player melalui program mikrokontroler AT89S51. Terlihat bahwa bentuk polanya bila dibandingkan dengan pola yang dipancarkan langsung oleh remote kontrol memiliki bentuk yang sama. Hal ini berarti bahwa pembangkitan kode tombol MP3 player dengan mikrokontroler AT89S51 telah bekerja dengan baik sesuai dengan protocol NEC.
4. Simpulan dan Saran
Perangkat sistem kendali MP3 player berbasis RFID dengan mikrokontroler AT89S51 dapat dijadikan sebagai perangkat pemandu wisata otomatis dalam proses mengidentifikasi objek museum melalui Tag ID yang diletakkan pada objek tersebut dan menghasilkan suara pada headphone terkait infromasi objek museum tersebut. Disamping itu perangkat pemandu wisata otomatis dapat digunakan untuk mengganti peran petugas pemadu wisata museum dalam memberikan standarisasi layanan informasi objek museum secara lisan. Perangkat ini memiliki kelemahan dalam hal mendeteksi batas akhir dari file audio yang sedang dimainkan. Oleh karena itu dalam pengembangan selanjutnya perlu disisipkan suatu sinyal pilot sebagai tanda berakhirnya file audio tersebut.
5. Ucapan Terima Kasih
Terima kasih kepada Lembaga Penelitian Universitas Pendidikan Ganesha (Lemlit Undiksha) yang telah memberikan kesempatan dan fasilitas kepada peneliti melaksanakan penelitian ”Perancangan Prototipe Sistem Kontrol MP3 Player Berbasis Radio Frequency Identification (RFID) dengan Mikrokontroler AT89S51 Pada Sistem Pelayanan Informasi Objek
Museum “ dengan surat kontrak penelitian nomor : 220/UN48.14/PL/2014.
DAFTAR PUSTAKA
Altium.(2013). NEC Infrared Transmission Protocol.
http://wiki.altium.com/display/ADOH/NEC +
Infrared+Transmission+ Protocol. Atmel.(2013).8-Bit Microcontroller With 4K Bytes
AT89S51 Datahseet”,
http:/www.atmel.com /images/doc2487.pdf.
Bob Violino. (2005).The History of RFID Technology, http:// www. rfidjournal.com/articles/view?
1338.
Benny.(2012).Pemanfaatan Infrared Remote Universal Sebagai Pengendali Pintu, ORBITH, Vol. 8, No. 3, November 2012: 196-200.
Charles Kim.(2013).Infra Red (IR) Remote Control,http tinkerish.com/docs/ir%20 remot
e%20control%20details.pdf.
JohansahLiman.(2011).Pengendali Alat Rumah Tangga Dengan Remote TV Berbasis Mikrokontroller, Vol. 10, No. 21. September-Desember 2011.http://azama mrullah.blogs.ukrida.ac.id/JKUNUKR/jou/FT El/2012jkunukr-ns-jou-2012-3011-2398- remote_co
ntrol-resource.pdf.
Li Yang, Rushi Vyas. (2007). RFID Tag and RF Structures on a Paper Substrate Using Inkjet-Printing Technology, Published by IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL. 55, NO. 12, DECEMBER 2007
M. Azwar A. G. N. (2012). “Pengendali Suara Penjelasan Objek Museum Berbasis RFID
(Radio Frequency
Identification),www.elektro.u
ndip.ac.id/el_kpta/wp_content/uploads/2012/ 05/L2F008055_MTA.pdf
Roy Want. (2006). An Introduction to RFID Technology, Published by the IEEE CS and IEEE ComSoc.
Rasben Dantes. (2012). Sistem Pelayanan Informasi Objek Wisata Museum Berbasis RFID. Publikasi Penelitian PENPRINAS MP3EI 2011-2015. Sparkfun. (2013). ID-Series Datasheet,http://www.sp arkfun.com/datasheets/Sensor/ID-12- Datashe et.pdf.
