BAB II
LANDASAN TEORI
2.1.Tinjauan Pustaka
Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Dwi Wicaksono, R. Hafid Hardyanto dan Prahenusa Wahyu Ciptadi dari Program Studi Informatika Universitas PGRI Yogyakarta pada tahun 2020 yang berjudul Smart Parking Berbasis Web di Universitas PGRI Yogyakarta yang bertujuan dengan memanfaatkan teknologi RFID yang bertujuan untuk menangkap gelombang atau mendeteksi RFID tag.
Penelitian yang dilakukan sebelumnya oleh Willy Argoteo Prasetyo dari Universitas Muhammadiyah Surakarta yang berjudul Pengelolaan Sistem Parkir Dengan RFID Berbasis Arduino Uno pada tahun 2017 yang bertujuan untuk mewujudkan purwarupa parkir dengan menggunakan RFID sebagai pembuka dan hak akses untuk keluar masuk parkir.
Penelitian yang dilakukan sebelumnya oleh Edo Wijaya dan Bayu Kumoro Yakti dari Universitas Gunadarma yang berjudul Prototipe Sistem Parkir Kendaraan dengan Rfid berbasis Arduino Uno R3 pada tahun 2018 yang bertujuan untuk memberikan kenyamanan dan keamanan yang efektif dan efisien karena masalah parkir kendaraan memilki sistem parkir yang standar.
Penelitian yang dilakukan sebelumnua oleh Muhamad Almazazi Metekohy dari Teknik Informatika STMIK Wicida yang berjudul Monitoring ketersediaan tempat parkir di STMIK Wicida pada tahun 2020 yang bertujuan untuk mengatur kapasitas ketersediaan tempat parkir agar pas atau cukup tidak melebihi kapasitas.
Penelitian yang dilakukan sebelumnya oleh Rifki Habibi Muhammad dan Ridi Satrio Adi pada tahun 2017 yang berjudul Rancang Bangun sistem Pengamanan mobil menggunakan id card dengan metode Radio Frequency
Indentification yang bertujuan untuk keamanan mobil dengan menggunakan id card. Apabila tanpa id card yang terdaftar dalam database maka mobil tidak akan menyala
Dengan demikian penelitian yang dilakukan penulis merupakan penelitian dengan pengembangan beberapa penelitian yang telah ada. Penulis membuat sebuah hardware yang memanfaatkan NodeMCU ESP8266 dan sensor-sensor yang berbasis IoT. Di samping itu penulis juga mengintegrasikan sebuah sistem monitoring untuk keperluan di masa mendatang.
2.2.Landasan Teori
Dalam pembuatan tugas akhir ini dipaparkan teori yang menjadi landasan dalam penyusunan laporan dan pengembangan projek ini, diantaranya.
2.2.1. Alat 2.2.1.1. NodeMCU
Menurut Andrianto (2016), NodeMCU adalah sebuah platform IoT yang bersifat open source. Terdiri dari perangkat keras berupa System on Chip (SoC) ESP8266 buatan Expressif Expressif Sistem, firmware yang digunakan menggunakan bahasa pemrograman scripting Lua. Istilah NodeMCU secara default sebenarnya mengacu pada firmware yang digunakan daripada perangkat keras development kit.
NodeMCU dapat dianalogikan sebagai sebuag board arduinonya esp8266.
Dalam seri esp8266 versi sebelumnya, memprogram ESP8266 agak merepotkan dikarenakan diperlukan beberapa teknik wiring serta tambahan modul USB to serial dalam mengunduh program. Namun dalam NodeMCU ini telah mencakup ESP8266 ke dalam board yang kompak dengan fitur layaknya mikrokontroller dengan kapabilitas akses terhadap Wi-fi dan juga chip komunikasi USB to serial.
Sehingga dalam memprogramnya hanya diperlukan sebuah ekstensi kabel data micro USB persis seperti digunakan dalam charging smartphone Android.
Berikut ini spesifikasi dari NodeMCU sebagai berikut :
1. Board ini berbasis ESP8266 serial WiFi SoC (Single on Chip) dengan onboard USB to TTL. Wireless yang digunakan adalah IEE 802.11b/g/n.
2. 2 tantalum capasitor 100 micro farad dan 10 micro farad.
3. 3.3v LDO regulator.
4. Blue led sebagai indikator.
5. Cp2102 usb to UART bridge.
6. Tombol reset, port usb, dan tombol flash.
7. Terdapat 9 GPIO yang di dalamnya ada 3 pin PWM, 1 x ADC Channel, dan pin RX TX
8. 3 pin ground.
9. 9. S3 dan S2 sebagai pin GPIO
10. S1 MOSI (Master Output Slave Input) yaitu jalur data dari master dan masuk ke dalam slave, sc cmd/sc.
11. S0 MISO (Master Input Slave Input) yaitu jalur data keluar dari slave dan masuk ke dalam master.
12. SK yang merupakan SCLK dari master ke slave yang berfungsi sebagai clock.
13. Pin Vin sebagai masukan tegangan.
14. Built in 32-bit MCU.1.
15. Board ini dapat diprogram langsung lewat USB, tanpa menggunakan rangkaian tambahan.
16. Pengembangan board dengan open-source Firmware ini dapat dipergunakan untuk mengembangkan aplikasi IoT hanya dengan beberapa baris script Lua.
Berikut ini merupakan tampilan GPIO dari NodeMCU ESP8266 v3 dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2. 1 NodeMCU ESP8266
2.2.1.2. RFID
Radio frequency identification (RFID) adalah sebuah teknologi yang menggunakan komunikasi via gelombang elektromagnetik untuk merubah data antara terminal dengan suatu objek seperti produk barang, hewan, ataupun manusia dengan tujuan untuk identifikasi dan penelusuran jejak melalui penggunaan suatu piranti yang bernama RFID tag. RFID tag dapat bersifat aktif atau pasif. RFID tag yang pasif tidak memiliki power supply sendiri, sehingga harganya pun lebih murah dibandingkan dengan tag yang aktif. (Kania, 2011)
Dengan berbekal induksi listrik yang ada pada antena yang disebabkan adanya pemindaian frekuensi radio masuk, sudah cukup memberi kekuatan bagi RFID tag / EKTP untuk mengiripkan respon balik. Dengan tidak adanya sebuah power supply pada sebuah RFID tag yang pasif maka akan menyebabkan semakin kecilnya ukuran dari RFID tag yang dibuat. Bahkan lebih tipis daripada sebuah selembar kertas dengan jarak jangkauan yang berbeda mulai dari 10 milimeter sampai 6 meter.
Rfid tag yang aktif memiliki power supply sendiri dan mempunyai jarak jangkauan yang lebih jauh. Memorinya juga lebih besar sehingga dapat
menampung berbagai macam informasi. RFID tag yang banyak beredar sekarang yaitu RFID tag yang bersifat pasif.
Dalam sebuah sisem RFID terdapat beberapa komponen, yaitu tag, tag reader, tag programming station, circulation reader, sorting equipment, dan tongkat inventory tag. Kegunaan dari sistem RFID ini yaitu mengirimkan data dari tag kemudian dibaca RFID reader dan kemudian diproses oleh aplikasi komputer. Data yang dipancarkan dan dikirimkan tadi berisi berbagai informasi, seperti ID, informasi lokasi dan informasi lainnya.
Ketika sebuah RFID tag melewati sebuah zona elektromagnetis, maka akan terdeteksi sinyal aktivasi yang dipancarkan oleh reader. Kemudian reader akan melakukan decode data yang ada di RFID tag kemudian data tadi diproses oleh komputer.
Terdapat 3 komponen yang diperlukan pada sistem RFID yaitu :
1. RFID tag adalah sebuah alat yang menyimpan informasi berupa kode unik yang akan diletakan pada objek yang akan diidentifikasi. Pada tugas akhir ini RFID tag yang digunakan yaitu EKTP
2. RFID reader adakah sebuah alat yang berfungsi untuk membaca RFID tag dan berkomunikassi secara wireless yang kemudian data yang telah diterima dikirimkan ke middleware untuk diolah sesuai kebutuhan. RFID reader yang dipakai pada tugas akhir ini adalah MIFARE RC522 13.56 MHz.
3. Middleware adalah software pengolah data yang dikirim oleh RFID reader . middleware dapat dirancang sesuai dengan kebutuhan.
Middleware pada tugas akhir ini yaitu website yang menampilkan sebuah data monitoring ketersediaan parkir serta data anggota yang terdaftar didalam database.
2.2.1.3. RFID RC522
Module RFID RC522 reader/Writer mengaplikasikan Philips MFRC522 yang dirancang agar mudah dan gampang untuk diaplikasikan dan dengan harga yang relatif murah. Module ni menggunakan frekuensi 13.56 MHz yang memungkinkan dalam pembacaan dan penulisan sebuah chip RFID pada jarak yang dekat.
Berikut ini merupakan spesifikasi dari RFID RC522 : 1. Arus dan tegangan operasional : 13-26mA/DC 3.3V
2. Tipe kartu Tag yang didukung : mifare1 S50, MIFARE DESFire, mifare Pro, mifare1 S70 MIFARE Ultralight,
3. Sleep current :80uA 4. Peak current : 30mA
5. Idle current :10-13mA/DC 3.3V
6. Kecepatan transfer rate data : maximum 10Mbit/s 7. Frekuensi kerja : 13.56MHz
8. Menggunakan Antarmuka SPI
9. Suhu tempat penyimpanan : -40 – 85 degrees Celsius 10. Suhu kerja : -20 – 80 degrees Celsius
11. Ukuran dari RFID Reader : 40 x 60mm
12. Relative humidity: relative humidity 5% -95%
Berikut ini merupakan tampilan dari RFID RC522 dapat dilihat pada gambar 2.2
Gambar 2. 2 RFID RC522 2.2.1.4. Motor Servo
Motor servo adalah sebuah perangkat atau aktuator putar (motor) yang dirancang dengan sistem kontrol umpan balik loop tertutup (servo), sehingga dapat II-16 di set-up atau di atur untuk menentukan dan memastikan posisi sudut dari poros output motor. (Hilal, 2013)Motor servo yaitu sebuah perangkat yang terdiri dari motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol dan potensiometer.
Serangkaian gear yang ada pada poros motor DC akan memberlambat putaran poros dan meningkatkan torsi motor servo, sedangkan potensiometer dengan perubahan sebuah resistansinya saat motor berputar berfungsi sebagai penentu batas posisi putaran poros motor servo. Dalam penggunaan sistem control loop tertutup yang ada pada motor servo mempunyai fungsi dalam mengontrol gerakan dan posisi akhir dari poros motor servo. Untuk penjelasan sederhana nya seperti ini, musalnya posisi poros output akan disensor untuk mengetahui posisi poros nya sudah tepat seperti yang diinginkan atau belum, apabila belum, maka kontrol input akan mengirimkan sinyal kendali untuk membuat posisi tersebut tepat seperti posisi yang telah diinginkan. Berikut ini adalah tampilan dari motor servo yaitu servo sg90 dapat dilihat pada gambar 2.3
Gambar 2. 3 Servo sg90
Adapun jenis motor servo yaitu ada 2 jenis motor servo yaitu motor servo AC dan DC. Dalam motor servo AC lebih menangani arus yang tinggi atau berat,
sehingga dalam pengaplikasiannya terjadi di mesin-mesin industry. Sedangkan motor servo DC biasanya II-17 lebih cocok untuk digunakan dalam aplikasi- aplikasi yang lebih kecil. Dan bila dibedakan menurut rotasinya , umumnya terdapat dua jenis motor servo yang ada dipasaran, yaitu motor servo rotation 180⁰ dan servo rotation continuous.
1. Motor servo standard (servo rotation 180⁰) adalah jenis yang umum dari motor servo, dimana dalam putaran poros outputnya terbatas yaitu 90⁰ ke kanan dan 90⁰ ke kiri. Dengan kata lain total putaran dari motor servo tersebut adalah setengah lingkaran atau 180⁰.
2. Motor servo rotation continuous adalah jenis motor servo yang sama dengan jenis servo standard, hanya saja putaran porosnya tanppa batasan dengan kata lain dapat berputar terus, yaitu ke kanan maupun kiri.
Prinsip kerja motor servo yaitu motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa (Pulse Wide Modulation/ PWM) melalui sebuah kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol yang diberikan akan menentikan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Sebagai contoh, apabila lebar pulsa dengan waktu tersebut yaitu 1.5 ms (mili detik) maka poros motor servo akan berputar ke sudut 90⁰. Apabila pulse lebih pendek dari 1.5 ms maka akan berputar ke posisi 0⁰ atau kekiri( berlawanan arah jarum jam), sedangkan apabila pulsa yang diketahui lebih lama dari 1.5 ms maka poros motor servo akan berputar ke posisi 180⁰ atau ke kanan(searah jarum jam). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 2.4
Gambar 2. 4 Rotasi sudut Motor servo
2.2.1.5. Sensor Inframerah
Sensor infra merah atau sensor FC-51 adalah alat pendeteksi yang bekerja berdasarkan jarak obyek terhadap sensor menggunakan Photodiode dan Infrared LED yang tersemat di dalamnya. (Iqram, 2018) Karakteristik dari sensor ini yairu mendeteksi obyek atau benda dengan jarak yang cukup dekat, yaitu berkisar antara 1 mm sampai beberapa centimeter sesuai dengan tipe sensor yang digunakan. Sensor inframerah bekerja dengan tegangan 5v DC. Jarak deteksi yaitu jarak dari posisi yang terbaca dan tidak terbaca sensor dalam operasi kerjanya, ketika obyek benda digerakkan oleh metode tertentu.
Penggunaan inframerah sebagai media transmisi data telah diaplikasikan dalam berabagai peralatan elektronik misalnya televise, handphone sampai ada pada transfer data di PC. Media inframerah dapat digunakan untuk mengontrol aplikasi lain maupun transmisi data (temperatur).
Sifat dari cahaya inframerah sendiri yaitu : 1. Tidak tampak oleh manusia
2. Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang.
3. Dapat ditimbulkan oleh komponen yang menghasilkan panas.
Komunikasi dari inframerah dilakukan dengan menggunakan diode inframerah sebagai pemancar dan modul penerima inframerah sebagai penerimanya. Dalam jarak yang cukup jauh, yaitu sekitar tiga sampai lima meter, pancaran data dari inframerah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk menghindari kerusakan data akibat noise. Berikut ini adalah tampilan dari sensor inframerah dapat dilihat pada gambar 2.5
Gambar 2. 5 Sensor Inframerah
2.2.1.6. Breadboard
Breadboard adalah papan khusus yang digunakan untuk membuat Prototipe atau rangkaian elektronik yang bersifat percobaan. Project Board atau yang sering disebut sebagai Breadboard adalah dasar konstruksi sebuah sirkuit elektronik dan merupakan prototipe dari suatu rangkaian elektronik. Berikut ini merupakan tampilan dari breadboard dapat dilihat pada gambar 2.6
Gambar 2. 6 Breadboard
2.2.1.7. Kabel Jumper
Kabel Jumper adalah komponen yang wajib ada saat belajar rangkaian elektronika dan komponen penghubung rangkaian Arduino dengan breadboard.
Hal-hal yang jadi masalah pada kabel jumper antara lain jumlahnya tidak punya banyak atau kabel jumper ini mudah rusak karena saat beli kualitas tidak diperhitungkan. Kabel jumper memiliki 3 jenis kabel. yaitu male to male, male to female, female to female. Berikut ini merupakan tampilan dari kabel jumper dapat dilihat pada gambar 2.7
Gambar 2. 7 Kabel Jumper
2.2.1.8. Buzzer
Buzzer yaitu sebuah komponen elektronika yang mempunyai fungsi mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hamper mirip dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang telah terpasang pada diafragma yang kemudian kumparan tersebut dialiri oleh arus sehingga menjadi sebuah electromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magent, dikarenakan kumparan dipasang pada diafragma maka pada setiap gerakan gerakan kumparan dapat menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar dan menghasilkan suara.
Buzzer biasa dipakai sebagai indikator bahwa ada kesalahan pada sebuah alat atau indikator telah selesainya sebuah proses. Buzzer adalah perangkat elektronika yang terbuat dari elemen piezoceramics pada suatu diafragma yang
mengubah getaran menjadi sebuah gelombang suara. Buzzer menggunakan resonansi untuk memperkuat intensitas suara
Berikut ini adalah tampilan dari buzzer dapat dilihat pada gambar 2.8.
Gambar 2. 8 Buzzer
2.2.2. Perangkat Lunak 2.2.2.1. Arduino IDE
Arduino Development Environment terdiri dari editor teks untuk menulis kode, sebuah area pesan, sebuah konsol, sebuah toolbar dengan tombol – tombol untuk fungsi yang umum dan beberapa menu. Arduino Development Environment terhubung ke arduino board untuk meng-upload program dan juga untuk berkomunikasi dengan arduino board. (Rafiuddin, 2013)
Perangkat lunak yang ditulis menggunakan Arduino Development Environment yaitu Sketch. Sketch ditulis pada editor teks. Sketch disimpan dengan file berekstensi .ino. Pada area pesan memberikan sebuah informasi dan pesan error pada saat kita menyimpan atau membuka sketch. Konsol berfungsi untuk menampilkan output teks dari Arduino Development Environment dan juga menampilkan pesan. File instalasi mempunyai bentuk kompresi. Untuk menjalankan software-software Arduino maka pada file tersebut harus diekstrak ke dalam sebuah direktori. Beberapa software Arduino ditulis menggunakan bahasa pemrograman Java termasuk IDEnya. Arduino IDE dibuat dari bahasa
pemrograman Java yang dilengkapi dengan library C/C++ (wiring), yang membuat operasi input/output menjadi mudah.
Berikut ini merupakan tampilan dari software Arduino IDE dapat dilihat pada gambar 2.9.
Gambar 2. 9 Tampilan Software Arduino IDE 2.2.2.2. Bahasa C
Bahasa C merupakan perkembangan dari bahasa BCP yang dikembangkan oleh Martin Richards pada tahun 1967. Kemudian bahasa ini memberika n ide kepada Ken Thompson yang kemudian mengembangkan bahasa yaitu bahasa B pada tahun 1970. Dalam perkembangan dari bahasa B yaitu bahasa C oleh Dennis Ritchie pada tahun 1970-an di Bell Telephone Laboratories Inc. (sekarang adalah AT&T Bell Laboratories). Bahasa C pertama kali dipakai pada komputer Digital Equipment Corporation PDP-11 yang menggunakan sistem UNIX. (Solichin, 2003)
Dalam sistem operasi, kapiler C dan program aplikasi UNIX yang esensial ditulis menggunakan bahasa C. Bahasa C sering dipakai juga dalam pemrograman komputer mikro. Bahasa C dapat dikatakan sebagai Bahasa pemrograman terstruktur dikarenakan strukturnya menggunakan fungsi-fungsi sebagai program-program bagaiannya(subroutine). Fungsi-fungsi tersebut dapat dituliskan setelah fungsi utama yaitu main() atau diletakkan dalam file pustaka (library)
2.2.2.3. PHP
Hypertext Preprocessor (PHP) adalah bahasa skrip yang dapat ditanamkan atau disisipkan ke dalam HyperText Markup Language (HTML). (Rudyanto, 2011). PHP banyak dipakai dalam memrogram sebuah situs web dinamis. PHP dapat juga digunakan dalam membangun content management system (CMS), dan juga memrancang dan membangun sebuah website. PHP juga sangat sering digunakan dalam membuat beberapa CMS, CMS adalah sebuah software atau perangkat lunak yang memiliki kegunaan dalam memanipulasi semua atau beberapa isi dari sebuah halaman website.
2.2.2.4. MySQL
Mysql adalah salah satu jenis database server yang terkenal dan banyak digunakan dalam membangun aplikasi web yang menggunakan database sebagai sumber dan pengolahan datanya. (Rudyanto A. , 2011)
Kepopuleran dari MySQL antara lain dikarenakan MySQL menggunakan SQL sebagai Bahasa dasar dalam mengakses database-nya sehingga mudah untuk digunakan, kinerja query yang cepat, dan mencukupi kebutuhan database perusahaan-perusahaan berskala kecil sampai menengah
2.2.2.5. HTML
HTML merupakan bahasa yang digunakan dalam dokumen web sebagai Bahasa untuk pertukaran dokumen web. (Sibero, 2011) Dokumen HTML terdiri dari beberapa komponen yaitu tag, elemen dan atribut. Tag adalah tanda awal<
dan tanda akhir > yang digunakan sebagai pengapit suatu elemen, namun ada juga tag yang dalam penulisannya berdiri sendiri yaitu void element.
Elemen adalah nama penanda yang diapit oleh tag dan memiliki fungsi tujuan terntu dalam dokumen HTML. Element dapat memiliki elemen anak dan nilai. Elemen anak yaitu suatu elemen yang berada dalam elemen pembuka dan elemen penutup pada induknya. Nilai yang dimaksud yaitu suatu teks atau karakter yang berada diantara elemen pembuka dan elemen penutup. Atribut adalah property elemen yang digunakan untuk mengkhususkan suatu elemen.
Elemen dapat memiliki atribut yang berbeda pada tiap masing-masingnya.
Berdasarkan pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa HTML yaitu bahasa markup berupa sebuah dokumen dan beberapa tag yang dapat menyebarkan sebuah informasi dalam setiap elemen yang disajikan web browser.
2.2.2.6. ATOM
Atom adalah sebuah text editor yang memiliki lisensi open source yang tersedia untuk macos, linux, dan Microsoft windows dengan dukungan plug-in yang ditulis dalam Node.js, dan embedded git control, yang dikembangkan oleh Github. (Ramadhani & Nugraha, 2018)
Atom merupakan aplikasi desktop yang dibuat dengan teknologi web.
Sebagian besar paket yang diperluas mempunyai lisensi perangkat lunak gratis dan dibuat untuk komunitas. Berikut ini merupakan tampilan dari atomdapat dilihat pada gambar
Gambar 2. 10 Atom 2.2.2.7. Fritzing
Fritzing adalah sebuah software yang bersifat open source untuk merancang rangkaian elektronika. Fritzing dikembangkan di University of Applied of Postdam. Software tersebut mendukung para penggemar elektronika untuk membuat prototype product dengan merancang rangkaian berbasis mikrokontroller Arduino. Memungkinkan para perancang elektronika pemula sekalipun untuk membuat layout PCB yang bersifat kustom. Tampilan dan penjelasan yang ada pada Fritzing bisa dengan mudah dipahami oleh seseorang yang baru pertama kali menggunakannya.
Dengan fitur yang dimilikinya tersebut, Fritzing dapat disebut sebagai sebuah software Electronic Design Automation (EDA) untuk non-engineer.
Dalam perancangannya, Fritzing menggunakan tampilan breadboard sebagai prototype penyusunan komponen elektronika. Beberapa komponen yang ada
pada Fritzing mulai dari Arduino, Raspberry Pi, berbagai sensor, voltage regulator, resistor, dan masih banyak lagi lainnya.
Berikut adalah tampilan dari Fritzing dapat dilihat pada Gambar 2.11.
Gambar 2. 11 Tampilan Fritzing
2.2.3. Pengujian 2.2.3.1. Blackbox
pengujian black box berfokus pada penyuratan fungsional perangkat lunak.
Dengan demikian pengujian black box memungkinkan rekayasa perangkat lunak mendapatkan serangkaian kondisi input yang sepenuhnya menggunakan semua syarat fungsional untuk suatu program. Pengujian black box cenderung diaplikasikan selama tahap akhir pengujian, karena pengujian black box memperhatikan struktur kontrol, maka perhatian berfokus pada domain informasi. Pengujian black box berusaha menemukan kesalahan dalam kategori, sebagai berikut :
1. fungsi-fungsi yang tidak benar atau hilang.
2. kesalahan interface.
3. kesalahan dalam struktur data atau akses database eksternal.
4. kesalahan kinerja.
inisialisasi dan kesalahan terminasi (Pressman, 2012)
