T1__BAB III Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Prototype Sistem Peminjaman Ruang Kelas Berbasis RFID T1 BAB III

13

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas mengenai cara kerja sistem, perancangan sistem yang meliputi perangkatkerasdanperangkat lunak. Pada perancangan perangkat keras akan dijelaskan fungsi dan cara kerjahardwareyang digunakan pada sistem, desain dan skematik rangkaian, serta blok diagram dan penjelasannya.Pada perancangan perangkat lunak akan dijelaskan fungsi dan cara kerja software yang digunakan pada sistem, serta desain dan flowchart dari program yang akan dibuat, diikuti dengan penjelesannya.

3.1. Cara Kerja Sistem

Sistem dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu prosedur untuk pemesanan ruang, prosedur untuk pemakaian ruang, serta prosedur untuk pembatalan pemesanan ruang. Semua prosedur di atas dilakukan pada aplikasi desktop dengan menggunakan PC. Aplikasi desktop ini digunakan sebagai GUI untuk berinteraksi dengan pengguna. Sistem yang diajukan hanya berfungsi untuk ruangan dengan 1 pintu yang akan ditampilkan pada miniatur. Pintu keluar yang berfungsi juga sebagai pintu masuk. Selain itu tempat pemesanan dan pembatalan ruangan masih berada pada tempat yang sama.

Pemesanan ruang merupakan salah satu fitur yang terdapat pada menu dan dapat ditemukan pada aplikasi desktop. Pemesanan ruang merupakan prosedur pertama yang harus dilakukan pada sistem peminjaman ruang. Apabila menu ini dipilih, maka aplikasi

14

Pembatalan pemesanan ruang merupakan fitur sampingan pada menu yang terdapat di aplikasi desktop yang juga merupakan prosedur utama untuk melakukan pembatalan pemesanan ruang. Apabila menu ini dipilih, maka aplikasi desktop akan meminta otentifikasi RFID. Setelah otentifikasi RFID berhasil dilakukan, maka aplikasi

desktop akan melakukan pengecekan data terhadap pengguna RFID pada database. Apabila terdapat pemesanan dengan nomor RFID tersebut, maka aplikasi desktop akan menampilkan pemesanan-pemesanan ruang dengan nomor RFID tersebut. Peminjam bisa memilih jadwal mana yang akan dihapus atau pemesanan mana yang akan dibatalkan. Oleh karena itu fitur ini hanya bisa digunakan apabila pengguna sudah melakukan pemesanan ruang. Pembatalan ini akan berpengaruh kepada database. Data pemesanan yang dibatalkan akan dihapus dari database. Pembatalan ruang tidak dapat dilakukan pada waktu yang sudah berlalu.

15

Gambar 3.1. Desain miniatur ruang

3.2. Perangkat Keras

Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan desain dari perangkat keras yang akan digunakan dalam pembuatan sistem.Bagian ini sendiri akan terpecah menjadi 2 bagian utama yaitu, diagram blok beserta penjelasannya dan skematik rangkaian dari tiap modul yang digunakan.

3.2.1. Diagram Blok Sistem

Gambar 3.2. Diagram blok perangkat keras

16

1. Motor DC

Berfungsi sebagai kunci elektrik pada pintu. Motor DC akan digunakan dengan mengubah-ubahpolaritasnya. Perubahan polaritas dilakukan oleh

driver motor. 2. Driver Motor

Berfungsi sebagai rangkaian untuk mengubah polaritas dari motor DC dan penguat arus pada motor. Perubahan polaritas akan diatur dari keluaran mikrokontroler. Merupakan penghubung antara motor DC dengan mikrokontroler.

3. LED

Berfungsi sebagai penanda dari penggunaan fasilitas elektrik juga

terhubungnya listrik pada ruangan. Fasilitas elektriknya berupa AC/Kipas, MIC, dan LCD. LED terhubung pada relay.

4. Relay

Berfungsi sebagai penghubung antara mikrokontroler dan LED. Karena sistem masih berupa prototype dan pada kenyataannya untuk mengkontrol tegangan AC yang dilakukan oleh seperangkat rangkaian DC dibutuhkan relay.

5. RFID Reader

Berfungsi untuk membaca kartu RFID. Pada kartu RFID terdapat kode unik yang disebut UID. UID inilah yang akan dibaca pada kartu oleh RFID Reader.

6. Mikrokontroler

Berfungsi sebagai pengolah data yang berinteraksi langsung dengan tiap modul yang digunakan baik sebagai penerima input seperti RFID Reader maupun penghasil output seperti driver motor. Mikrokontroler akan mengirim data ke PC dan menerima perintah dari PC.

7. Buzzer

17 8. Bluetooth

Berfungsi sebagai alat komunikasi antara mikrokontroler dengan

PC.Bluetooth pada mikrokontroler akan berfungsi sebagai slave sementara bluetooth pada PC akan berfungsi sebagai master.

9. PC

Berfungsi untuk mengolah data yang dikirim melalui bluetooth oleh mikrokontroler juga mengirim perintah yang diperlukan kepada

mikrokontroler melalui bluetooth. Disini terdapat GUI yang dapat digunakan untuk berinteraksi oleh pengguna.

3.2.2. Skematik Rangkaian

Bagian ini berisi skematik rangkaian dari beberapa modul yang akan digunakan dalam perancangan sistem. Modul yang akan digunakan dalam perancangan sistem adalah modul mikrokontroler, modul bluetooth, modul relay, modul driver motor, dan modul RFID Reader.

3.2.2.1. Modul Mikrokontroler

Modul mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino UNO. Arduino UNO sendiri menggunakan IC ATmega 328p sebagai mikroprosesornya. Arduino UNO dapat diprogram dengan menggunakan software Arduino IDE. Untuk memprogram Arduino cukup dengan menhubungkan kabel USB dengan komputer karena board sudah dilengkapi dengan downloader.

Tabel 3.1. Konfigurasi pin pada Arduino UNO

Pin Keterangan

A0 Saklar di dalam ruangan A1 Saklar penanda kondisi pintu

0 Pin RX pada HC-06 1 Pin TX pada HC-06

2 Buzzer

18

9 Pin RST pada MFRC 522 10 Pin SS pada MFRC 522 11 Pin MOSI pada MFRC 522 12 Pin MISO pada MFRC 522 13 Pin SCK pada MFRC 522

Gambar 3.3 Konfigurasi board Arduino UNO[11]

3.2.2.2. Modul Bluetooth

19

Gambar 3.4. Konfigurasi HC-06 ke ArduinoUNO[12]

3.2.2.3. Modul Driver Motor

Driver motor yang digunakan disusun oleh 4 transistor TIP 41 dengan membentuk rangkaian H-Bridge. Driver motor ini berfungsi untuk mengubah polaritas untuk mengunci dan membuka kunci searah ataupun berlawanan arah dengan jarum jam.Selain mengubah polaritas, driver motor dapat memperkuat arus masukkan pada motor DC.

20 3.2.2.4. Modul Relay

Sebelum arus mengalir masuk kepada fasilitas elektrik, maka output dari mikrokontroler untuk pengaturan penggunaan fasilitas elektrik terhubung kepada relay 12 volt 5 kaki. Agar dapat dilakukan kontrol dari mikrokontroler, maka diperlukan transistor yang berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan relay.

Gambar 3.6. Skematik relay

3.2.2.5. Modul RFID Reader

Modul MFRC 522 menggunakan SPI (SS, MOSI, MISO, SCK) untuk berkomunikasi dengan Arduino UNO. Arduino UNO sendiri memiliki feature SPI sehinggaMFRC 522 tinggal menyesuaikan dengan pin-pin SPI pada Arduino UNO. Modul ini akan membaca tag ataupun kartu RFID yang terdapat MF1 IC S50 di dalamnya.

21 3.3. Perangkat Lunak

Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan desain dari perangkat lunak yang akan digunakan dalam pembuatan sistem. Bagian ini sendiri akan terpecah menjadi 3 bagian utama yaitu, perancangan pada database, perancangan pada arduino, dan perancangan pada visual studio atau aplikasi desktop.

3.3.1 Perancangan Database

Tabel 3.2. tabel_rfid

Nama Tabel Tipe Data Keterangan

id varchar(45) not null, primary key

nama varchar(45) not null

status varchar(45) not null fakultas varchar(45) not null

uid varchar(45) not null

Tabel 3.3. tabel_pemesanan

Nama Tabel Tipe Data Keterangan

id_pemesan varchar(45) not null, foreign key

tanggal_masuk date not null

jam_masuk time(4) not null

durasi int not null

ac_kipas int not null

lcd int not null

mic int not null

keperluan varchar(45)

Database akan diimplementasikan ke dalam sebuah softwaredatabase yaitu, MySQL Server 5.7. MySQL Server dapat dikontrol dengan menggunakan query seperti

softwaredatabase pada umumnya. Penggunaan MySQL Server sendiri tergolong cukup mudah dengan featureworkbench yang telah tersedia. Workbench pada MySQL Server merupakan GUI yang digunakan untuk dapat mempermudah pengguna dalam mengelola penggunaan database. Dikarenakan kebutuhan database yang tidak terlalu besar dengan data akses tunggal, MySQL Server dianggap mampu memenuhi semua kebutuhan untuk dapat menunjang berjalannya sistem dengan baik.Selain MySQL Server, featureConnector/ODBC 5.3 diperlukan untuk menghubungkan antara database

22

Terdapat dua tabel yang berisi informasi yang diperlukan untuk menunjang sistem. Dua tabel ini nantinya akan diimplementasikan ke dalam database pada MySQL Server. Pada tabel_rfid terdapat informasi tentang pengguna RFID. Pada kolom id akan berisi informasi tentang nomor induk mahasiswa atau nomor induk karyawan dari pengguna yang terdiri dari 9 digit angka yang diasumsikan sebagai karakter. Kolom id akan digunakan sebagai kode unik bagi setiap pengguna. Pada kolom nama akan berisi infromasi tentang nama dari pengguna. Pada kolom status akan berisi informasi tentang status dari pengguna yang terdiri dari mahasiswa, dosen, dan staff. Pada kolom fakultas akan berisi informasi tentang fakultas pengguna. Pada kolom uid akan berisi informasi dari kartu RFID yang digunakan oleh pengguna. Pada tabel_pemesanan terdapat informasi tentang pemesanan ruang. Pada kolom id_pemesan akan berisi informasi tentang id pengguna yang akan melakukan peminjaman ruang. Karena id_pemesan mengarah kepada id pada tabel_rfid, maka id_pemesanan atur sebagai foreign key. Pada kolom tanggal_masuk akan berisi infromasi tentang tanggal pemakaian ruang. Pada kolom jam_masuk akan berisi informasi tentang jam pemakaian ruang. Pada kolom durasi akan berisi lamanya waktu pemakaian ruang. Pada kolom ac_kipas, lcd, dan mic akan berisi angka 1 yang menandakan ada peminjaman fasilitas pada kolom terkait ataupun 0 yang menandakan tidak ada peminjaman fasilitas pada kolom terkait. Pada kolom keperluan akan berisi informasi tentang keperluan dari pemakaian ruang dan kolom ini boleh dikosongkan.

3.3.2 Diagram Alir pada Arduino

Dengan menggunakan perangkat lunak Ardunio IDE 1.8, Arduino dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan. Arduino IDE sendiri merupakan perangkat lunak yang memang telah disediakan oleh pengembang dan pembuat Arduino. Di dalam Arduino terdapat library yang berisi perintah-perintah yang dapat digunakan. Cukup dengan melakukan deklarasi pada awal pembuatan koding, maka perintah-perintah yang terdapat dalam library tersebut dapat digunakan. Library juga dilengkapi dengan contoh-contoh program yang langsung dapat dicoba yang memiliki fungsi sesuai dengan keterangan yang tertera pada judulnya. Salah satu modul yang digunakan dalam perancangan sistem ini adalah RFID Reader MFRC 522. Apabila dilihat dari library

23

melakukan instalasi, pengembang Arduino telah menyediakan library MFRC 522 yang dapat diunduh sehingga pengguna MFRC 522 yang juga menggunakan Arduino sebagai mikrokontroler dapat mengakses feature yang terdapat pada MFRC 522 tanpa harus mengakses setiap register-nya.

Terdapat tiga kondisi utama pada koding Arduino, kondisi pertama adalah cek apakah MFRC 522 membaca adanya kartu RFID yang terbaca, kondisi kedua adalah cek apakah HC-06 membaca adanya perintah yang dikirim melalui bluetooth PC, kondisi ketiga adalah cek apakah kondisi kunci dalam keadaan tertutup atau terbuka. Pada kondisi pertama dilakukan dengan memanfaatkan contoh koding yang terdapat pada library MFRC 522. Pada library terdapat contoh koding untuk melakukan pembacaan UID pada kartu RFID. Kondisi pertama didapatkan dengan menjalankan fungsi untuk membaca UID yang terdapat pada contoh koding. Pada kondisi kedua didapatkan dengan melakukan pembacaan serial pada bluetooth. Eksekusi akan dilakukan bedasarkan karakter yang terbaca oleh bluetooth. Hasil eksekusi berupa

24

Gambar 3.8. Diagram alir pada arduino

3.3.3 Diagram Alir pada Aplikasi Desktop

25

Gambar 3.9. Diagram alir pada aplikasi desktop

3.3.4 Diagram Alir Prosedur Pemesanan Ruang

26 Mulai

Selesai Otentifikasi

RFID? Pilih Jadwal dan Fasilitas

Jadwal Kosong, Jam Aktif, dan Belum Maksimal Pesan?

Ya

Pemesanan Berhasil

Ya

Pesan Lagi Ya

Tidak Tidak

Gambar 3.10. Diagram alir pemesanan

27

3.3.5 Diagram Alir Prosedur Pemakaian Ruang

Prosedur ini digunakan untuk melakukan pemakaian ruang. Diagram alir ini dieksekusi apabila dilakukan request untuk prosedur pemakaian ruang pada diagram alir aplikasi dekstop dan apabila prosedur sudah selesai dilakukan maka diagram alir akan kembali kepada diagram alir aplikasi dekstop. Prosedur ini dapat dikatakan prosedur

idle karena prosedur ini bekerja bedasarkan waktu real dan tanpa memerlukan request

dari button pada GUI terlebih dahulu seperti pada prosedur pemesanan dan pembatalan.

Mulai

28

Gambar 3.13. Desain GUI prosedur pemakaian ruang

3.3.6 Diagram Alir Prosedur Pembatalan Pemesanan

Prosedur ini digunakan untuk melakukan pembatalan. Diagram alir ini dieksekusi apabila dilakukan request untuk prosedur pembatalan pada diagram alir aplikasi dekstop dan apabila prosedur sudah selesai dilakukan maka diagram alir akan kembali kepada diagram alir aplikasi dekstop. Terdapat proteksi tambahan saat menjalankan prosedur seperti untuk pemesanan yang sudah melewati waktu real tidak dapat dibatalkan.

29 Mulai

Otentifikasi RFID

Ada Pemesanan?

Pilih Jadwal yang Akan

Dihapus

Selesai Pembatalan

Berhasil Ya

Ya

Tidak Tidak