Penghitung laju menggunakan RFID berbasis arduino.

(1)

ix

INTISARI

Penggemar balap mobilan membutuhkan penghitung kecepatan untuk mobil-mobilan yang digunakan. Selain itu pengkodean untuk mobil-mobil-mobilan yang digunakan juga sangat diperlukan. Penghitung kecepatan dibutuhkan untuk mengetahui kecepatan yang dihasilkan. Mendapatkan kecepatan yang dihasilkan merupakan faktor yang sangat penting dalam perakitan mobil-mobilan. Pada penelitian ini, penghitung laju menggunakan RFID merupakan alat yang sesuai untuk sistem penghitung kecepatan dan pengkodean mobil-mobilan.

Sistem ini berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan penampil LCD sebagai petunjuk kecepatan yang dihasilkan. Alat ini juga dilengkapi dengan sensor photodioda sebagai sensor awal atau start. Metode dalam pengambilan kecepatan dengan langkah awal memilih jarak panjang lintasan. Mobil-mobilan yang digunakan harus terdapat tag RFID yang sudah dimasukan pada program. Kecepatan tidak akan dihasilkan jika kode tag RFID tidak masuk dalam pemrograman. Sistem penghitung laju ini tidak akan berjalan jika langkah dalam pengambilan kecepatan tidak sesuai dengan urutan.

Hasil akhir penghitung kecepatan menggunakan alat ini menunjukkan bahwa kecepatan minimal yang dapat dihasilkan dan ditampilkan pada LCD adalah sebesar 0,01 m/s dan kecepatan maksimal adalah 1,81 m/s dengan ketelitian sebesar 95% dan error 5%

(2)

ix

ABSTRACT

Toy racing car fans very need speed calculation for toy car are they use. Other than that coding for a toy car used. Is very necessary speed calculation is needed to know for the speed resulting getting the resultant speed is the important thing in the toy car assembly. In the research, the rate calculation using RFID. Is an approp rate tool for counting system and encoding speed toy car.

This system based microcontroller arduino uno using LCD viewer as the resulting speed manual this tools also came with photodiode sensor as the starting sensor. Methods in making the race with a first step choose a long distance path. Toy cars that used to be ccontain tag RFID that have been included in the program. The speed can’t be resultant if the tag RFID not included in the program. System speed calculation is not working if the step in making speed is not in order.

The final result speed calculation use this tools to show the minimum speed can be showed in LCD is 0.01 m/s and maximum speed is 1.81 m/s with the accuracy 95 % and error 5 %.

(3)

i

TUGAS AKHIR

PENGHITUNG LAJU MENGGUNAKAN RFID

BERBASIS ARDUINO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

CHAROLOS HANUNG AJI AGUNG NUGRAHA

NIM : 135114059

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

(4)

ii

FINAL PROJECT

SPEED CALCULATION SYSTEM USING RFID

BASED ON ARDUINO

Presented as Partial Fullfillment of Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

by:

CHAROLOS HANUNG AJI AGUNG NUGRAHA

NIM : 135114059

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

(5)

HALAMAN

PERSETUJUAN

TUGAS

AKHIR

PENGHITUNG

LAJU MENGGUNAKAN RFID

BERBASIS

ARDUINO

(SPEED CALCUL,ATE

USING

RFID

BASED ON

ARDUINO)

lll

efi**

ffi

*

S&#

hk

,#r

Pernbimbing

(6)

HALAMAN

PENGESAI{T{N

TUGAS

AKHIR

PENGHITUNG

LAJU

MENGGT]NAKAN

RFID

BERBASIS

ARI}UINO

Oleh:

Ketua

Sekretaris

Anggota

Yogyakart4

23

maBef

2o6

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanda Dharma

i Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.

(7)

PERNYATAAN

KE,ASLIAN

KARYA

"Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuatkarya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah."

Yogyakarta, 19 F

(8)

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

The Formulas of a success are a hard

work and never give up

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk..

Tuhanku Yesus Kristus,

Kedua orang tua yang selalu mendukung serta mendoakan ku,

Bapak Djoko Untoro Suwarno,S.Si.,M.T. Selaku Dosen Pembimbing

Teman-temanku seperjuangan,

Dan semua orang yang mengasihiku

(9)

HALAMAN

PERNYATAAN

PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA

ILMIAH

UNTUK

IGPEI\TINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Charolos Hanung Aji Agung Nugraha

Nomor Mahasiswa : 135114059

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah saya yang be4'udul :

PENGHITUI{G LAJU MENGGUNAKAII

RFID

BERBASIS

ARDUINO

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak unfuk menfmpan, mengalihkan dalam bentuk

media 1ain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan

mempublikasikannya

di

internet atau media lain untuk kepantingan akademis tanpa perlu

meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 19 _f;ebruari2016

(10)

(11)

viii

INTISARI

Penggemar balap mobil-mobilan membutuhkan penghitung kecepatan untuk mobil-mobilan yang digunakan. Selain itu pengkodean untuk mobil-mobilan yang digunakan juga sangat diperlukan. Penghitung kecepatan dibutuhkan untuk mengetahui kecepatan yang dihasilkan. Mendapatkan kecepatan yang dihasilkan merupakan faktor yang sangat penting dalam perakitan mobil-mobilan. Pada penelitian ini, penghitung laju menggunakan RFID merupakan alat yang sesuai untuk sistem penghitung kecepatan dan pengkodean mobil-mobilan.

Sistem ini berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan penampil LCD sebagai petunjuk kecepatan yang dihasilkan. Alat ini juga dilengkapi dengan sensor photodioda sebagai sensor awal atau start. Metode dalam pengambilan kecepatan dengan langkah awal memilih jarak panjang lintasan. Mobil-mobilan yang digunakan harus terdapat tag RFID yang sudah dimasukan pada program. Kecepatan tidak akan dihasilkan jika kode tag RFID tidak masuk dalam pemrograman. Sistem penghitung laju ini tidak akan berjalan jika langkah dalam pengambilan kecepatan tidak sesuai dengan urutan.

Hasil akhir penghitung kecepatan menggunakan alat ini menunjukkan bahwa kecepatan minimal yang dapat dihasilkan dan ditampilkan pada LCD adalah sebesar 0,01 m/s dan kecepatan maksimal adalah 1,81 m/s dengan ketelitian sebesar 95% dan error 5%

(12)

ix

ABSTRACT

Toy racing car fans very need speed calculation for toy car are they use. Other than that coding for a toy car used. Is very necessary speed calculation is needed to know for the speed resulting getting the resultant speed is the important thing in the toy car assembly. In the research, the rate calculation using RFID. Is an approp rate tool for counting system and encoding speed toy car.

This system based microcontroller arduino uno using LCD viewer as the resulting speed manual this tools also came with photodiode sensor as the starting sensor. Methods in making the race with a first step choose a long distance path. Toy cars that used to be ccontain tag RFID that have been included in the program. The speed can’t be resultant if the tag RFID not included in the program. System speed calculation is not working if the step in making speed is not in order.

The final result speed calculation use this tools to show the minimum speed can be showed in LCD is 0.01 m/s and maximum speed is 1.81 m/s with the accuracy 95 % and error 5 %.

(13)

x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah

memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan

baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. Djoko Untoro Suwarno , S.Si., M.T., sebagai dosen pembimbing yang dengan

penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta

motivasi dalam penulisan skripsi ini.

4. B. Wuri Harini , S.Si., M.T., Martanto , S.T., M.T., sebagai dosen penguji yang

telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi ini.

5. Keluarga besar yang sangat saya cintai, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih

sayang yang tiada henti.

6. Pacar tersayang atas dukungan, doa, perhatian, dan kasih sayang yang tiada henti.

7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

8. Kawan-kawan seperjuangan transferan DIII Mekatronika angkatan 2013 Teknik

Elektro,para dosen Mekatronika yang telah memberikan saran serta motivasi dan

semua kawan yang senantiasa mendukung saya dalam menyelesaikan tugas akhir

ini.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang

telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami

kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,

kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi

ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis

(14)

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR PERSAMAAN………xvii

DAFTAR LAMPIRAN………...xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LatarBelakang ... 1

1.2. TujuanPenelitian ... 2

1.3. BatasanMasalah ... 2

1.4. MetodologiPenelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1. Mikrokontroler Arudino UNO ... 5

2.1.1 Fitur Arduino UNO…..... 8

2.1.2 Ringkasan Arduino UNO... 8

2.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATmega 328... 9

2.1.4 Power Arduino UNO ATmega 328... 11

2.1.5 Memori Arduino UNO ATmega 328... 11

2.1.6 Input dan Output... 12

2.1.7 Komunikasi SPI... 12

(15)

xii

2.2. RFID (Radio Frequency Identification) ... 14

2.2.1 Komponen Utama Sistem RFID... 15

2.2.2 Tag / Transponder RFID... 17

2.2.3 Reader RFID... 20

2.2.4 RFID Reader RC522... 21

2.3. LCD (Liquid Crystal Display)... 23

2.4. Tombol Push Button... 22

2.4.1 Prinsip Kerja Tombol Push Button... 26

2.4.2 Resistor Pull Up dan Pull Down... 27

2.5. Sensor Photodioda... 28

2.6. Kecepatan... 29

2.6.1 Kecepatan Rata-Rata... 29

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN 3.1. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan... 31

3.2. Perancangan Hardware... 32

3.2.1. Perancangan Regulator 5V... 32

3.2.2. Pin-pin yang Digunakan Pada Penelitian... 33

3.2.3. Pengkabelan Modul RFID dengan Arduino UNO... 34

3.2.4. Pengkabelan LCD dengan Arduino UNO... 38

3.2.5. Perancangan Rangkaian Tombol... 39

3.2.6. Perancangan Rangkaian Sensor Photodioda... 40

3.3. Perancangan Software... 41

3.4. Perancangan Diagram Alir... 42

3.4.1. Diagram Alir Arduino UNO... 42

3.5. Desain... 43

3.5.1. Desain Penempatan Tag RFID... 43

3.5.2. Desain Lintasan... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Fisik Hardware ... 46

(16)

xiii

4.2.1 Cara Pengoperasian Alat ... 48

4.2.2 Cara Kerja Sistem ... 49

4.2.2.1 Modul-modul Pada Sistem ... 49

4.2.3 Komunikasi Reader RFID dengan Komputer ... 51

4.2.4 Pengujian Pembacaan Tag RFID ... 52

4.2.5 Pengujian Daya Tangkap Photodioda Terhadap LED ... 55

4.2.6 Pengujian Kecepatan Alat dan Software ... 57

4.3. Analisa Perangkat Lunak ... 66

4.3.1. Inisialisasi ... 66

4.3.2. Pembacaan Tag RFID ... 67

4.3.3. Tampilan LCD ... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 70

5.2. Saran ... 70

DAFTAR PUSTAKA ... 71

(17)

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram Blok Prototipe Sistem ... 3

Gambar 2.1. Arduino UNO ATmega 328 ... 5

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Arduino UNO ATmega 328 ... 6

Gambar 2.3. Pim Mikrokontroler ATmega 328... 9

Gambar 2.4. Komponen Utama RFID ... 15

Gambar 2.5. Komponen Tag RFID... 18

Gambar 2.6. Reader RFID ... 21

Gambar 2.7. Tampilan RFID reader RC522 ... 21

Gambar 2.8. Data Sheet MFRC522 ... 22

Gambar 2.9. LCD ... 23

Gambar 2.10 Tombol Tekan ... 25

Gambar 2.11. Prinsip Kerja Tombol Push Button ... 26

Gambar 2.12. Simbol Tombol Push Button ... 26

Gambar 2.13.Rangkaian Resistorn Pull Up ... 27

Gambar 2.14.Rangkaian Resistor Pull Down ... 27

Gambar 2.15.Tampilan Sensor Photodioda ... 28

Gambar 2.16.Kedudukan Awal Benda A Berpindah ke Benda B ... 29

Gambar3.1. Diagram Blok Sistem ... 31

Gambar3.2. Rangkaian Regulator ... 32

Gambar3.3. Pengkabelan Modul RFID dengan Arduino UNO ... 34

Gambar3.4. Keluaran Tag RFID 1 ... 35

Gambar3.5. Keluaran Tag RFID 2 ... 36

Gambar3.6. Pengkabelan LCD dengan Arduino UNO ... 38

Gambar3.7. Rangkaian Tombol Jarak dan Reset ... 39

(18)

xv

Gambar3.9. Flowchart Sistem... 42

Gambar3.10. Penempatan Tag RFID Tampak Bawah ... 43

Gambar3.11. Penempatan Tag RFID Tampak Atas ... 43

Gambar3.12. Gambar Lintasan dan Ukuran ... 44

Gambar3.13. Gambar Lintasan Tampak Atas ... 44

Gambar3.14. Gambar Lintasan Keseluruhan ... 45

Gambar 4.1. Tombol dan LCD Pada Hardware ... 46

Gambar 4.2. Penempatan Reader RFID pada Hardware ... 46

Gambar 4.3. Bentuk Fisik Lintasan ... 47

Gambar 4.4. Mobil - mobilan A... 47

Gambar 4.5. Mobil - mobilan B ... 47

Gambar 4.6. Modul Arduino dan Photodioda Yang digunakan Pada Sistem ... 50

Gambar 4.7. Modul Reader RFID ... 50

Gambar 4.8. Data Hasil Pembacaan Tag RFID dari Komputer ... 52

Gambar 4.9. Pengujian Jarak Pembacaan Tag RFID dari Samping ... 52

Gambar 4.10.Pengujian Jarak Pembacaan Tag RFID dari Atas ... 53

Gambar 4.11.Photodioda dan LED Pada Lintasan ... 55

Gambar 4.12.Grafik Pengujian dengan Lintasan 1 Meter ... 58

Gambar 4.16.Grafik Percepatan Motor DC ... 64

Gambar 4.17.Grafik Tanggapan Motor ... 64

Gambar 4.18.Inisialisasi Program ... 66

Gambar 4.19.Program Pembacaan Tag RFID ... 67

Gambar 4.20.Program LCD ... 68

(19)

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tabel Karakteristik Rangkaian Pada Board Arduino UNO ... 7

Tabel 2.2. Spesifikasi Arduino ATmega 328 ... 8

Tabel 2.3. Tabel Frekuensi RFID yang Umum Beroperasi……… 17

Tabel 2.4. Karakteristik Umum Tag RFID………. 20

Tabel 2.5. Konfigurasi Pin RFID reader RC522……….22

Tabel 2.6. Tabel Pin LCD………24

Tabel 3.1. Tabel Penggunaan Pin Arduino UNO……….33

Tabel 4.1. Jarak Pembacaan Tag RFID dari Samping………..54

Tabel 4.2. Jarak Pembacaan Tag RFID dari Atas………... 54

Tabel 4.3. Kode Tag RFID dan ID Kartu……… 55

Tabel 4.4. Hasil Pengujian dari Photodioda Terhadap LED………... 56

Tabel 4.5. Percobaan dengan Lintasan 1m Mobil A………... 57

Tabel 4.6. Percobaan dengan Lintasan 1m Mobil B………58

Tabel 4.7. Percobaan dengan Lintasan 2m Mobil A………59

Tabel 4.13. Percepatan pada Motor DC……….63

(20)

xvii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 ... 29

(21)

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

L1. Tabel Hasil Pengujian Alat ... L1

L2. Pngkabelan dan Rangkaian Keseluruhan ... L2

L4. Data Sheet Komponen ... L4

(22)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Kemajuan teknologi saat ini berkembang semakin pesat, tidak hanya di industri

tetapi di dalam dunia permainan. Selain itu semakin banyak sistem yang digunakan dalam

suatu permainan, salah satunya adalah balap mobil-mobilan. Dalam perhitungan laju

mobil masih banyak yang menggunakan sistem manual, seperti menggunakan stopwatch

untuk mengetahui waktu yang ditempuh dalam satu putaran. Penggunaan stopwatch tidak

terlalu tepat dalam perhitungan laju mobil-mobilan. Diperlukan sistem otomatis dalam

menghitung laju mobil agar pengguna mobil dapat mengetahui waktu yang ditempuh

mobil dalam satu putaran sirkuit dengan tepat sesuai dengan waktu yang ditempuh.

Penggunaan teknologi identifikasi dapat mempermudah dalam sistem pemberian

kode. Teknologi Identifikasi yang digunakan adalah RFID (Radio Frequency

Identification) yang sudah banyak digunakan dalam sistem keamanan. RFID adalah suatu metode yang dapat digunakan untuk menyimpan atau menerima data secara jarak jauh

dengan menggunakan suatu piranti yang bernama RFID tag atau transponder[3]. RFID

mempunyai jenis yang bervariasi tergantung frekuensi yang terdapat pada RFID. RFID

mudah didapatkan dipasaran. Terdapat berbagai variasi RFID dari harga yang paling

murah hingga mahal. Penggunaan reader RFID akan lebih mudah untuk mengidentifikasi

mobil yang melaju pada garis finish.

Prototipe yang akan dibuat dapat di aplikasikan dalam permainan balap mobil

yang mengutamakan waktu dan kecepatan mobil dalam menempuh satu putaran sirkuit.

Prototipe ini menggunakan dua mobil-mobilan yang masing-masing terpasang tag RFID

pada bagian bawah mobil. Reader RFID diletakan pada sirkuit yang akan dilewati

mobil-mobilan pada garis finish. Kode yang ada di tag RFID akan terdeteksi oleh reader RFID

saat mobil-mobilan melaju diatas reader RFID.

Saat sensor photodioda aktif maka sistem akan menghitung waktu laju mobil

tersebut hingga melewati reader RFID. Waktu yang ditempuh akan muncul pada LCD

(23)

terdeteksi oleh reader RFID. Waktu yang ditempuh mobil-mobilan dalam satu putaran

muncul pada LCD dalam satuan m/s. Sensor photodioda terletak pada sirkuit awal mula

mobil-mobilan tersebut berjalan.

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan prototipe sistem penghitungan laju

dalam satuan m/s menggunakan RFID berbasis Arduino dan ditampilkan pada LCD.

Manfaat dari penelitian ini secara umum adalah mempermudah mengetahui laju mobil-mobilan yang melaju dengan kecepatan yang berbeda-beda. Manfaat bagi

masyarakat atau komunitas penggemar permainan balap mobil adalah untuk mengetahui

laju mobil-mobilan yang digunakan secara cepat.

1.3.

Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian prototipe ini adalah :

a. Menggunakan RFID RC522 dengan frekuensi 13.56Mhz.

b. Sistem perhitungan laju mobil-mobilan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno

c. Menggunakan LCD 2x16 untuk menampilkan hasil perhitungan laju mobil-mobilan.

d. Mobil-mobilan melaju pada sirkuit yang disediakan.

e. Menggunakan sensor photodioda pada awal untuk memulai pergerakan

mobil-mobilan.

f. Sistem perhitungan laju mobil-mobilan ini dirancang untuk suatu permainan

permainan balap mobil-mobilan.

g. Menggunakan sirkuit berdimensi 10cm x 400cm

h. Menggunakan 2 mobilan yang terpasang tag RFID pada bagian bawah

mobil-mobilan.

1.4.

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam pembuatan prototipe penghitungan

laju mobil menggunakan RFID berbasis Arduino ini adalah sebagai berikut :

a. Mengumpulkan bahan dari berbagai buku dan jurnal yang berhubungan dengan

(24)

b. Perancangan sistem hardware dan software.

Perancangan ini bertujuan untuk mendapatkan komponen-komponen yang sesuai

dengan sistem yang akan dibuat. Dengan menghitung ukuran-ukuran komponen yang

digunakan.

Gambar.1.1. Diagram Blok Prototipe Sistem

c. Pembuatan sistem.

Berdasarkan gambar 1.1. Sensor photodioda dan tombol jarak merupakan inputan dari

mikrokontroler. Setelah mikrokontroler menerima inputan maka mikrokontroler akan

memproses inputan untuk memulai penghitungan laju mobil-mobilan. Setelah reader

RFID membaca adanya tag yang terdeteksi maka RFID memberikan sinyal atau

inputan ke mikrokontroler untuk menghentikan perhitungan dan menampilkan ke

LCD.

d. Menguji RFID

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui sistem kerja atau cara kerja RFID yang

(25)

e. Menguji mikrokontroler Arduino dengan menggunakan rangkaian sederhana.

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bahasa program yang digunakan pada

Arduino dan sistem kerja Arduino.

f. Proses pengujian dan pengambilan data.

Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara menguji keseluruhan sistem dan

menampilkan pada penampil LCD. Pengujian dilakukan dengan memberi sinyal

masukan ke mikrokontroler. Kemudian mikrokontroler memulai untuk menghitung

laju mobil-mobilan. Pengujian juga dilakukan dengan mengkomunikasikan reader

RFID dengan mikrokontroler dengan mengatur jarak antara tag RFID dengan reader

RFID. Reader RFID akan memberikan sinyal masukan ke mikrokontroler dan

menampilkan ke unit penampil LCD. Data yang tertampil pada LCD merupakan hasil

dari perhitungan laju mobil-mobilan.

g. Analisa dan penyimpulan hasil penelitian.

Analisa data dilakukan dengan mengamati kerja sistem yang dibuat apakah sistem

sesuai dengan apa yang diingkan. Mengecek kerja reader RFID dan Arduino serta

analisa dilakukan berdasarkan keakuratan dalam perhitungan laju mobil-mobilan

dengan menghitung secara manual dengan mengukur panjang sirkuit dan waktu yang

dibutuhkan.

h. Pembuatan laporan

Pembuatan laporan dilakukan dengan mengambil data semua hasil dari proses

(26)

5

BAB II

DASAR TEORI

2.2

Mikrokontroler Arduino UNO

[2]

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada

ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output. Ada 6 input analog,

osilator, koneksi USB, power jack, ICSP header, dan tombol reset. Arduino UNO

memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah

menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya

dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

“Uno” berarti satu dalam bahasa Italia dan dinamai untuk menandakan keluaran

atau produk Arduino 1.0 selanjutnya. Arduino UNO dan versi 1.0 akan menjadi referensi

untuk versi-versi Arduino selanjutnya. Arduino UNO adalah sebuah seri terakhir dari

board Arduino USB dan model referensi untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan

dengan versi sebelumnya. Gambar 2.1 merupakan tampilan dari arduino uno ATmega

328.

(27)

Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain

selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang

berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang

berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam

arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih

membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita

memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram,

bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial. Sifat open source arduino juga

banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini,

karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada

satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada

dipasaran. Gambar 2.2 dan tabel 2.1 menjelaskan tentang konfigurasi pin dan

karakteristik rangkaian pada board arduino uno

(28)

(29)

2.1.1 Fitur Arduino UNO

[2]

Board Arduino UNO memiliki fitur-fitur sebagai berikut:

1. Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin

baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan

shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke

depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan

AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi

dengan tegangan 3.3V. Yang ke-dua ini merupakan sebuah pin yang tak terhubung,

yang disediakan untuk tujuan kedepannya

2. Sirkit RESET yang lebih kuat

3. Atmega 16U2 menggantikan 8U2

2.1.2 Ringkasan Arduino UNO

[2]

Tabel 2.2. Spesifikasi Arduino ATmega328[2]

Mikrokontroler ATmega328

Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang

disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM)

Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

(30)

2.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATmega328

[2]

Mikrokontroler Atmega328 mempunyai 28-pin dan 3 buah PORT utama yaitu

[image:30.612.93.544.178.584.2]

PORTB, PORTC, PORTD. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital. Konfigurasi pin dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Pin Mikrokontroler ATmega 328[2]

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD

dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai

input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya [2]: 1. Port B

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini:

a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran

PWM (Pulse Width Modulation).

c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi

SPI.

(31)

e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai

sumber clock external untuk timer.

f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama

mikrokontroler.

2. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut:

a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.

ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog

menjadi data digital.

b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C

digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki

komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas.

3. Port D

Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga

memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level

sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD

kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program,

misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi

interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan

menjalankan program interupsi.

c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita

juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.

d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.

(32)

2.1.4 Power Arduino UNO ATmega328

[2]

Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power

supply eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Supply eksternal dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada

sebuah supply eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika menggunakan daya yang lebih kecil dari 5

Volt maka board Arduino UNO akan menjadi tidak stabil. Jika menggunakan supply

yang lebih dari besar 12 Volt maka voltage regulator bisa kelebihan panas dan

membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12

Volt. Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:

1.

VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber

supply eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini.

2.

5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada board.

Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB

connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12).

3.

3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.

4.

GND. Pin ground.

Arduino UNO mempunyai sebuah sebuah sekring reset yang memproteksi port

USB komputer dari hubungan pendek dan arus lebih. Walaupun sebagian besar komputer

menyediakan proteksi internal sendiri, sekring menyediakan sebuah proteksi tambahan.

Jika lebih dari 500 mA diterima port USB, sekring secara otomatis akan memutuskan

koneksi sampai hubungan pendek atau kelebihan beban hilang.

Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah

2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya.

Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan

atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil.

(33)

2.1.5 Memori Arduino UNO ATmega328

ATmega328 memiliki memori 32 KB (0.5 KB digunakan untuk bootloader).

ATmega328 juga memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM.

2.1.6

Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital Uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dan digitalRead yang beroperasi pada

tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan

memiliki resistor pull-up internal. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi spesial:

1.

Serial: pin 0 (RX) dan 1 (TX) Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan

(TX) data serial TTL. Pin ini terhubung dengan pin ATmega8U2 USB-to-Serial

TTL.

2.

Eksternal Interupsi: Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah (low value), rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

3.

PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 Menyediakan 8-bit PWM dengan fungsi analogWrite

4.

SPI: pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan perpustakaan SPI

5.

LED: pin 13. LED terhubung ke pin digital 13. LED akan menyala ketika diberi nilai HIGH

Arduino Uno memiliki 6 input analog yaitu A0 sampai A5, yang masing-masing

mempunyai resolusi 10 bit. Perubahan tegangan maksimal menggunakan pin AREF.

Ada beberapa pin lainnya yang tertulis di board:

1. AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan dengan fungsi

analogReference.

2. Reset. Menggunakan LOW untuk me-reset mikrokontroler. Digunakan untuk

menambahkan tombol reset.

2.1.7 Komunikasi SPI

[10]

Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial

(34)

membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat

saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan

peripheral lain di luar mikrokontroller.

Penjelasan 3 jalur utama dari SPI adalah sebagai berikut :

1. MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka

pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI

sebagai input.

2. MISO : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka

pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO

sebagai output.

3. CLK : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output

tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.

Untuk mengatur mode kerja komunikasi SPI ini dilakukan dengan menggunakan

register SPCR (SPI Control Register), SPSR (SPI Status Register) dan SPDR (SPI Data

Register) :

1. SPI Control Register (SPCR) Mode SPCR yang digunakan adalah Bit-6 SPE (SPI

Enable) SPE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan komunikasi SPI

dimana jika SPI bernilai 1 maka komunikasi SPI aktif sedangkan jika bernilai 0 maka

komunikasi SPI tidak aktif. Bit-4 MSTR (Master or Slave Select) MSTR digunakan

untuk mengkonfigurasi sebagai master atau slave secara software dimana jika MSTR

bernilai 1 maka terkonfigurasi sebagai master sedangkan MSTR bernilai 0 maka

terkonfigurasi sebagai slave. Pengaturan bit MSTR ini tidak akan bisa dilakukan jika

pin SS dikonfigurasi sebagai input karena jika pin SS dikonfigurasi sebagai input

maka penentuan master atau slavenya otomatis dilakukan secara hardware yaitu

dengan membaca level tegangan pada SS. Bit-1 SPR1/0 (SPI Clock Rate Select)

SPR1 dan SPR0 digunakan untuk menentukan kecepatan clock yang digunakan

dalam komunikasi SPI.

2. SPI Status Register (SPSR). Dalam SPSR mode pengaturan yang dilakukan adalah

(35)

untuk mengetahui bahwa proses pengiriman data 1 byte sudah selesai. Jika proses

pengiriman data sudah selesai maka SPIF akan bernilai satu (high).

3. SPI Data Register (SPDR). SPDR merupakan register yang digunakan untuk

menyimpan data yang akan dikirim atau diterima pada komunikasi SPI.

2.1.8 Arduino Timer

Timer pada arduino uno digunakan pada sistem prototipe ini untuk mencatat

waktu putaran mobil-mobilan. Banyak function dalam arduino menggunakan timer yaitu

delay, delay Microseconds, millis, dan micro s. Penjelasan tentang function dalam

arduino adalah sebagai berikut [11]:

1. Delay

Digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam millisecond.

2. Delay Mikroseconds

Digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam microsecond.

3. Millis

Digunakan sebagai pewaktu internal yang akan terus berjalan hingga terjadi overflow

(kembali ke nilai 0) dengan unit dalam millisecond, untuk board arduino uno nilai

micro s akan terus berjalan hingga sekitar 50 hari.

4. Micro s

Digunakan sebagai pewaktu internal akan terus berjalan hingga terjadi overflow

(kembali ke nilai 0) dengan unit dalam microsecond, untuk board arduino uno nilai

millis akan terus berjalan hingga sekitar 70 jam.

Sebuah timer merupakan bagian dari mikrokontroler yang berperan sebagai clock

internal untuk mengukur waktu suatu event. Untuk timer dapat diatur dengan

menggunakan beberapa register khusus. Pada firmware arduino semua timer memiliki

konfigurasi frekuensi 1 kHz dengan enable interrupt. Berikut ini timer khusus untuk

arduino :

1. Timer 0, 8 bit, digunakan untuk function seperti delay, millis, dan micro s, dengan

mengubah konfigurasi Timer 0 akan mempengaruhi function lainnya.

2. Timer 1, 16 bit, biasa digunakan untuk aplikasi terkait motor servo.

(36)

2.2

RFID (Radio Frequency Identification)

RFID adalah suatu metode yang mana bisa digunakan untuk menyimpan atau menerima data secara jarak jauh dengan menggunakan suatu piranti yang bernama RFID

tag atau transponder. Suatu RFID tag adalah sebuah benda kecil, misalnya berupa stiker

adesif, dan dapat ditempelkan pada suatu barang atau produk. RFID tag berisi antena

yang memungkinkan mereka untuk menerima dan merespon terhadap suatu sinyal yang

dipancarkan oleh suatu RFID transceiver.

RFID menggunakan reader dan perlengkapan khusus (special RFID devices)

yang dimiliki oleh RFID. RFID menggunakan RF (Gelombang radio/gelombang

elektromagnetik) sinyal untuk memindahkan informasi dari RFID device ke reader.

Banyak kelebihan yang dimiliki sistem RFID dibanding dengan sistem identifikasi

lainnya. Tetapi RFID juga mempunyai kelemahan yaitu jika ada frekuensi lain yang di

tangkap oleh reader RFID maka reader RFID akan merespon frekuensi yang di

tangkapnya.

2.2.1 Komponen Utama Sistem RFID

[1]

Secara garis besar sebuah sistem RFID terdiri atas tiga komponen utama, yaitu

tag, reader dan basis data. Secara ringkas, mekanisme kerja yang terjadi dalam sebuah sistem RFID adalah bahwa sebuah reader frekuensi radio melakukan scanning terhadap

data yang tersimpan dalam tag, kemudian mengirimkan informasi tersebut ke sebuah

basis data yang menyimpan data yang terkandung dalam tag tersebut. Gambar 2.4

[image:36.612.75.545.200.690.2]

merupakan komponen dari sistem RFID

(37)

Sistem RFID merupakan suatu tipe sistem identifikasi otomatis yang bertujuan

untuk memungkinkan data ditransmisikan oleh peralatan portable yang disebut tag, yang

dibaca oleh suatu reader RFID dan diproses menurut kebutuhan dari aplikasi tertentu.

Data yang ditrasmisikan oleh tag dapat menyediakan informasi identifikasi atau lokasi,

atau hal-hal khusus tentang produk-produk bertag, seperti harga, warna, tanggal

pembelian dan lain-lain. Sistem-sistem RFID dapat dikelompokkan menjadi empat

kategori sebagai berikut:

1. Sistem EAS (Electronic Article Surveillance)

Umumnya digunakan pada toko-toko untuk menyensor ada tidaknya suatu item.

Produk-produk diberi tag dan reader berantena besar ditempatkan di masing-masing

pintu keluar toko untuk mendeteksi pengambilan item secara tidak sah.

2. Sistem Portable Data Capture

Menurut penggunaan reader RFID yang portabel yang memungkinkan sistem ini

digunakan dalam seting yang bervariasi.

3. Sistem Networked

Posisi reader yang tetap yang terhubung secara langsung ke suatu sistem manajemen

informasi terpusat, sementara transponder berada pada orang atau item-item yang

dapat dipindahkan.

4. Sistem Positioning

Digunakan untuk identifikasi lokasi item-item atau kendaraan.

Pemilihan frekuensi radio merupakan kunci kerakteristik operasi sistem RFID.

Frekuensi sebagian besar ditentukan oleh kecepatan komunikasi dan jarak baca terhadap

tag. Secara umum tingginya frekuensi mengindikasikan jauhnya jarak baca. Frekuensi yang lebih tinggi mengindikasikan jarak baca yang lebih jauh. Pemilihan tipe frekuensi

juga dapat ditentukan oleh tipe aplikasinya. Aplikasi tertentu lebih cocok untuk salah satu

tipe frekuensi dibandingkan dengan tipe lainnya karena gelombang radio memiliki

perilaku yang berbeda-beda menurut frekuensinya.

Berikut ini adalah empat frekuensi utama yang digunakan oleh sistem RFID :

(38)

Beroprasi pada kisaran dari 125 kilohertz (KHz) hingga 134 KHz.Band ini paling

sesuai untuk penggunaan jarak pendek (short-range) seperti sistem antipencurian,

identifikasi hewan dan sistem kunci mobil.

2. Band HF

Beroperasi pada 13.56 megahertz (MHz). Frekuensi ini memungkinkan akurasi yang

lebih baik dalam jarak tiga kaki dan karena itu dapat mereduksi risiko kesalahan

pembacaan tag. Sebagai konsekuensinya band ini lebih cocok untuk pembacaan pada

tingkat item (item-level reading). Tag pasif dengan frekuensi 13.56 MHz dapat dibaca

dengan laju 10 to 100 tag perdetik pada jarak tiga kaki atau kurang. Tag RFID HF

digunakan untuk pelacakan barang-barang di perpustakaan, toko buku, kontrol akses

gedung, pelacakan bagasi pesawat terbang, pelacakan item pakaian.

3. Tag dengan band UHF

Beroperasi di sekitar 900 MHz dan dapat dibaca dari jarak yang lebih jauh dari tag

HF, berkisar dari 3 hingga 15 kaki. Tag ini lebih sensitif terhadap faktor-faktor

lingkungan daripada tag-tag yang beroperasi pada frekuensi lainnya. Band 900 MHz

muncul sebagai band yang lebih disukai untuk aplikasi rantai supply disebabkan laju

dan rentang bacanya. Tag UHF pasif dapat dibaca dengan laju sekitar 100 hingga

1.000 tag perdetik. Tag ini umumnya digunakan pada pelacakan kontainer, truk,

trailer, dan terminal peti kemas.

4. Gelombang Mikro

Tag yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro, biasanya 2.45 dan 5.8 gigahertz (GHz), mengalami lebih banyak pantulan gelombang radio dari

obyek-obyek di dekatnya yang dapat mengganggu kemampuan reader untuk berkomunikasi

dengan tag. Tag RFID gelombang mikro biasanya digunakan untuk manajemen rantai

(39)

Tabel 2.3. Tabel Frekuensi RFID yang umum beroprasi[1]

Gelombang Frekuensi Rentang dan Laju baca

LF 125 KHz 1.5 kaki

Kecepatan baca rendah

HF 13.56 MHz 3 kaki

Kecepatan baca sedang

UHF 860-930 MHz 15 kaki

Kecepatan baca tinggi Gelombang Mikro 2.45/5.8 GHz 3 kaki

Kecepatan baca tinggi

2.2.2 Tag/Transponder RFID

[1]

Sebuah tag RFID atau transponder, terdiri atas sebuah mikro (microchip) dan

sebuah antena. Chip mikro itu sendiri dapat berukuran sekecil butiran pasir, seukuran 0,4

mm. Chip tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainnya tergantung

kepada tipe memorinya. Tipe memori itu sendiri dapat read-only, read-write, atau

write-once read-many. Antena yang terpasang pada chip mikro mengirimkan informasi dari chip ke reader. Biasanya rentang pembacaan diindikasikan dengan besarnya antena.

Antena yang lebih besar mengindikasikan rentang pembacaan yang lebih jauh. Tag

tersebut terpasang atau tertanam dalam objek yang akan diidentifikasi. Tag dapat di-scan

dengan reader bergerak maupun stasioner menggunakan gelombang radio.

Tag RFID sangat bervariasi dalam hal bentuk dan ukuran. Sebagian tag mudah ditandai, misalnya tag anti-pencurian yang terbuat dari plastik keras yang dipasang pada

barang-barang di toko. Tag untuk tracking hewan yang ditanam di bawah kulit berukuran

tidak lebih besar dari bagian lancip dari ujung pensil. Bahkan ada tag yang lebih kecil

lagi yang telah dikembangkan untuk ditanam di dalam serat kertas uang. Gambar 2.5

[image:39.612.89.538.105.689.2]

merupakan isi dari tag RFID yang terdiri dari mikro dan antena.

(40)

Tag RFID terbagi menjadi 3 jenis, yaitu tag pasif, tag aktif, dan tag semi aktif. Pengelempokan ini berdasarkan pada ada tidaknya catu daya pada tag dan

kemampuannya untuk menginisiasi komunikasi dengan reader.

1. Tag Pasif

Tag versi paling sederhana adalah tag pasif, yaitu tag yang tidak memiliki catu daya sendiri serta tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader. Sebagai

gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari

gelombang energi yang dipancarkan oleh reader.

Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item

yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan tergantung kepada kapasitas

penyimpanannya . Dalam keadaan yang sempurna, sebuah tag dapat dibaca dari jarak

sekitar 10 hingga 20 kaki. Tag pasif dapat beroperasi pada frekuensi rendah (low

frequency, LF), frekuensi tinggi (high frequency, HF), frekuensi ultra tinggi (ultrahigh frequency, UHF), atau gelombang mikro (microwave).

Contoh aplikasi tag pasif adalah pada sistem angkutan massal (Mass Rapid

Transit - MRT), autentikasi masuk gedung dan barang-barang konsumsi . Harga tag pasif lebih murah dibandingkan harga tag versi lainnya. Perkembangan tag murah ini

telah menciptakan revolusi dalam pengadopsian RFID dan memungkinkan

penggunaannya dalam skala yang luas baik oleh organisasi-organisasi pemerintah

maupun industri.

2. Tag Semipasif

Tag semipasif adalah versi tag yang memiliki catu daya sendiri (baterai) tetapi tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader. Dalam hal ini baterai digunakan

oleh tag sebagai catu daya untuk melakukan fungsi lain seperti pemantauan keadaan

lingkungan dan mencatu bagian elektronik internal tag serta untuk memfasilitasi

penyimpanan informasi. Tag versi ini tidak secara aktif memancarkan sinyal ke

reader. Sebagian tag semipasif tetap dalam keadaan siap (stand by) hingga menerima sinyal dari reader. Tag semipasif dapat dihubungkan dengan sensor untuk

menyimpan informasi pada peralatan keamanan kontainer.

(41)

Tag aktif adalah tag yang selain memiliki antena dan chip juga memiliku catu daya dan pemancar serta mengirimkan sinyak kontinyu. Tag versi ini biasanya

memiliki kemampuan baca tulis, dalam hal ini data tag dapat ditulis ulang dan

dimodifikasi. Tag aktif dapat menginisiasi komunikasi dan dapat berkomunikasi pada

jarak yang lebih jauh, hingga 750 kaki, tergantung kepada daya baterainya. Harga tag

ini merupakan yang paling mahal dibandingkan dengan versi lainnya.

Tag RFID memiliki tipe memori yang bervariasi yang meliputi read-only, read/write, dan write-once read-many. Tag read-only memiliki kapasitas memori minimal kurang dari 64 bit dan mengandung data yang terprogram permanen

sehingga tidak dapat diubah. Informasi yang terkandung di dalam tag seperti ini

terutama adalah informasi identifikasi item. Tag dengan tipe memori seperti ini telah

banyak digunakan di perpustakaan dan toko persewaan video. Tag pasif biasanya

memiliki tipe memori seperti ini. Pada tag dengan tipe memori read/write, data dapat

diubah jika diperlukan. Sebagai konsekuensinya kapasitas memorinya lebih besar dan

harganya lebih mahal dibandingkan tag read-only. Tag seperi ini biasanya digunakan

ketika data yang tersimpan didalamnya perlu diubah seiring dengan daur hidup

produk, misalnya di pabrik. Tag dengan tipe memori write-once read-many

memungkinkan informasi disimpan sekali, tetapi tidak membolehkan perubahan

berikutnya terhadap data. Tag tipe ini memiliki fitur keamanan read-only dengan

[image:41.612.74.543.163.674.2]

menambahkan fungsionalitas tambahan dari tag read/write. Tabel 2.4 merupakan

tabel karakteristik umum tag RFID.

Tabel 2.4. Karakteristik umum tag RFID[1]

Tag Pasif Tag Semipasif Tag Aktif

Catu Daya Eksternal (dari reader) Baterai Internal Baterai Internal Tipe Memori Read-only Read-write Read-write Rentang Baca Dapat mencapai 20

kaki

Dapat mencapai 100 kaki

Dapat mencapai 750 kaki

Usia Tag Dapat mencapai 20 tahun

2 sampai 7 tahun 5 sampai 10 tahun

(42)

Sebuah reader menggunakan antenanya sendiri untuk berkomunikasi dengan tag.

Ketika areader memancarkan gelombang radio, seluruh tag yang dirancang pada

frekuensi tersebut serta berada pada rentang bacanya akan memberikan respon. Sebuah

reader juga dapat berkomunikasi dengan tag tanpa line of sight langsung, tergantung kepada frekuensi radio dan tipe tag (aktif, pasif atau semipasif) yang digunakan.

Reader dapat memproses banyak item sekaligus. Menurut bentuknya, reader dapat berupa reader bergerak seperti peralatan genggam, atau stasioner seperti peralatan

point-of-sale di supermarket. Reader dibedakan berdasarkan kapasitas penyimpanannya, kemampuan pemrosesannya, serta frekuensi yang dapat dibacanya.Basis data merupakan

sebuah sistem informasi logistik pada posisi back-end yang bekerja melacak dan

menyimpan informasi tentang item bertag. Informasi yang tersimpan dalam basis data

dapat terdiri dari identifier item, deskripsi, pembuat, pergerakan dan lokasinya. Tipe

informasi yang disimpan dalam basis data dapat bervariasi tergantung kepada

aplikasinya. Sebagai contoh, data yang disimpan pada sistem pembayaran tol akan

berbeda dengan yang disimpan pada rantai supply.

Basis data juga dapat dihubungkan dengan jaringan lainnya seperti local area network (LAN) yang dapat menghubungkan basis data ke Internet. Konektivitas seperti ini memungkinkan sharing data tidak hanya pada lingkup basis data lokal. Gambar 2.6

[image:42.612.82.542.199.601.2]

merupakan gambar dari reader RFID.

Gambar 2.6. Reader RFID[1]

2.2.4 RFID

Reader RC522

(43)

modul RFID ini adalah tag jenis pasif. RFID reader RC522 memiliki rantang baca

[image:43.612.97.541.81.630.2]

kurang lebih 3 kaki. Gambar 2.7 merupakan gambar dari RFID reader RC522.

Gambar 2.7. Tampilan RFID reader RC522[3]

Mifare RC522 RFID Reader Module adalah sebuah modul berbasis IC Philips

MFRC522 yang dapat membaca RFID dengan penggunaan yang mudah dan harga yang

murah, karena modul ini sudah berisi komponen-komponen yang diperlukanmoleh

MFRC522 untuk dapat bekerja.[3]

Modul ini dapat digunakan langsung oleh MCU dengan menggunakan interface

SPI, dengan suplai tegangan sebesar 3,3. MFRC522 merupakan produk dari NXP yang

menggunakan frekuensi 13.56MHz. MFRC522 support dengan semua varian MIFARE

Mini, MIFARE 1K, MIFARE 4K, MIFARE Ultralight, MIFARE DESFire EV1 dan

MIFARE Plus RF identification rotocols.[3].

Dalam hal kecepatan baca, RFID reader mampu membaca data dari kartu sebesar

16 byte dalam waktu rata-rata selama 9.5 ms, untuk kecepatan tulis didapatkan waktu

rata-rata selama 10 ms. Sementara dalam hal kecepatan transfer data dari Arduino ke

database, waktu rata-rata pengiriman adalah sebesar 7 ms. Hal ini menunjukkan, bahwa

sistem yang dibuat mampu mengirimkan data secara cepat dan tepat. Tabel 2.5

merupakan table konfigurasi pin pada RFID reader RC522[13]. Gambar 2.8 merupakan

(44)

[image:44.612.72.531.73.606.2]

Gambar 2.8. Data Sheet MFRC522[12]

Tabel 2.5. Konfigurasi Pin RFID reader RC522[4]

Pins SPI UNO Mega2560 Leonardo/Due

1 SDA (SS) 10 53 10

2 SCK 13 52 _SCK1

3 MOSI 11 51 MOSI1

4 MISO 12 50 MISO1

5 IRQ * * *

6 GND GND GND GND

7 RST 5 - Reset

8 +3.3V 3V3 3V3 3.3V

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

[5]

LCD ini digunakan sebagai penampil hasil pada sistem prototipe penghitungan laju

menggunakan RFID berbasis arduino. LCD akan menampilkan kecepatan dari

mobil-mobilan yang bergerak pada lintasanya.

(45)

menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks

alfanumerik (sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam).

Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam

menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki

sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off'

(tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar

belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal,

itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal

terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat

dilihat dari perbedaan latar belakang.

Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED. Sebuah

LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah LED yang

benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Sebuah layar LCD hanya

mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam gelap.Gambar 2.9 merupakan

tampilan dari LCD dan tabel 2.9 merupakan tabel pin dari LCD.

(46)

Tabel 2.6. Tabel Pin LCD[5] PIN Keterangan

1 Vss

2 Vcc

3 Vee

4 Rs

5 R/W

6 E

7 DB0

8 DB1

9 DB2

10 DB3

11 DB4

12 DB5

13 DB6

14 DB7

15 LED+

16 LED-

Untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler,

perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut. Penjelasan kaki

yang ada pada LCD adalah sebagai berikut :

a. Kaki 1 (GND) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan

tegangan untuk sumber daya.

b. Kaki 2 (VCC) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (Ground).

c. Kaki 3 (VEE/VLCD) : Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada

cermet. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada

tegangan 0 volt.

d. Kaki 4 (RS) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses

ke Register Data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke Register Perintah,

(47)

e. Kaki 5 (R/W) : Logika 1 pada kaki ini menunjukan bahwa modul LCD sedang pada

mode pembacaan dan logika 0 menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode

penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul

LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke Ground.

f. Kaki 6 (E) : Enable Clock LCD, kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki

ini diberikan pada saat penulisan atau membacaan data.

g. Kaki 7 – 14 (D0 – D7) : Data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian di mana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun

pembacaan data.

h. Kaki 15 (Anoda) : Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar 4,5

volt (hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight)

i. Kaki 16 (Katoda) : Tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 volt (hanya terdapat

pada LCD yang memiliki backlight).

2.4

Tombol Push Button

[6]

Tombol tekan (Push Button) adalah bentuk saklar yang paling umum dari

pengendali manual yang dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally Open)

menyambung rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus ketika

tombol dilepas. Tombol tekan NC (Normally Closed) akan memutus rangkaian apabila

tombol ditekan dan kembali pada posisi terhubung ketika tombol dilepaskan.

Ada juga tombol tekan yang memiliki fungsi ganda, yakni sudah dilengkapi oleh

dua jenis kontak, baik NO maupun NC. Jadi tombol tekan tersebut dapat difungsikan

sebagai NO, NC atau keduanya. Ketika tombol ditekan, terdapat kontak yang terputus

(NC) dan ada juga kontak yang terhubung (NO). Gambar 2.10 merupakan tampilan dari

(48)

Gambar 2.10. Tombol Tekan[6]

2.4.1 Prinsip Kerja Tombol Push Button

Ilustrasi prinsip kerja tombol tekan dapat dilihat pada gambar 2.11. Pada gambar

(a) tersebut diperlihatkan posisi tombol dalam keadaan belum di sentuh. Gambar (b)

menunjukkan tombol tekan sedang ditekan dan gambar (c) saat tekanan pada tombol

telah dilepaskan.

Perbedaan fungsi masing-masing kontak dilihat dari hidup dan matinya lampu

(lampu R dan G) secara bergantian. Dalam prakteknya tombol tekan difungsikan sebagai

tombol untuk menjalankan rangkaian kontrol (START) dan mematikan rangkaian kontrol

(STOP).Gambar 2.11 merupakan gambaran dari prinsip kerja tombol push button dan

Gambar 2.12 merupakan simbol dari tombol push button.

(49)

Gambar 2.12. Simbol Tombol Push Button[6]

2.4.2 Resistor Pull Up dan Pull Down

[9]

1. Resistor Pull Up

Rangkaian menggunakan resistor pull up yang diletakan dekat dengan Vcc.

Bersifat aktif rendah yang berarti jika dalam keadaan normal akan bersifat high.

Gambar 2.13 merupakan gambar rangkaian resistor pull up :

Gambar 2.13. Rangkaian Resistor Pull Up[9]

(50)

Rangkaian menggunakan resistor pull down yang diletakan dekat dengan Ground.

Bersifat aktif tinggi yang berarti jika dalam keadaan normal akan bersifat low .Gambar

[image:50.612.77.545.154.618.2]

2.14 merupakan gambar rangkaian resistor pull down :

Gambar 2.14. Rangkaian Resistor Pull Down[9]

2.5

Sensor Photodioda

[7]

Sensor photodioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor

photodioda akan mengalami pembocoran arus pada saat menerima intensitas cahaya dan

akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor

photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Jenis sensor peka

cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor. Photodioda akan mengalirkan

arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini

umumnya teratur terhadap power density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan

power density disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus

bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.

Tanggapan frekuensi sensor photodioda tidak luas. Dari rentan tanggapan itu,

sensor photodioda memiliki tanggapan paling baik terhadap cahaya infra merah, tepatnya

pada cahaya dengan panjang gelombang sekitar 900 nm. Sebagai contoh aplikasi

photodioda dapat digunakan sebagai sensor api. Pengguna sensor photodioda sebagai

pendeteksi keberadaan api. Didasarkan pada fakta bahwa pada nyala api juga terpancar

(51)

infra merah meupakan cahaya tidak tampak. Keberadaan cahaya infra merah dapat

dirasakan yaitu ketika ada rasa hangat atau panas dari nyala api yang sampai ke tubuh

kita. Gambar 2.15 Merupakan bentuk dari photodioda

Gambar 2.15. Tampilan sensor photodioda[7]

2.6

Kecepatan

[8]

Kelajuan adalah besar kecepatan. Kecepatan adalah kelajuan yang arah geraknya

dinyatakan. Dalam fisika kelajuan dan kecepatan mempunyai arti yang berbeda. Sering

terjadi kesalahan umum tentang kelajuan dan kecepatan. Misalkan mobil bergerak

70km/jam, maka dikatakan mobil bergerak dengan kelajuan 70km/jam bukan

kecepatannya. Kelajuan termasuk besaran skalar karena tidak bergantung pada arahnya.

Sehingga kelajuan selalu bernilai positif. Alat yang digunakan untuk mgnukur kelajuan

adalah spidometer.

Cara menentukan seberapa cepat kedudukan telah berubah yaitu dengan

mempelajari kecepatan. Misalkan seseorang berlari 10 m/s ke arah barat. Dari pernyataan

tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa kelajuan pelari tersebut 10 m/s, sedangkan

kecepatannya adalah 10 m/s ke arah barat. Kecepatan termasuk besaran vektor karena

bergantung pada arahnya. Dengan kata lain kecepatan adalah perpindahan selama selang

(52)

dinyatakan dengan s dan waktu tempuh dinyatakan dengan t secara matematis

dirumuskan :

V = S/t (2.1)

Keterangan :

V = Kecepatan,kelajuan (m/s)

S = Perpindahan,jarak (m)

t = Waktu tempuh (s)

Kecepatan dan kelajuan hanya dibedakan oleh arahnya saja, sehingga keduanya

mempunyai satuan yang sama yaitu m/s.

2.6.1

Kecepatan Rata-Rata

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan dan selang waktu. Gambar 2.16

merupakan perpindahan benda A menuju benda B.

Gambar 2.16. Kedudukan awal benda A berpindah ke B[8]

Dari gambar 2.16 di atas perpindahan Δx (delta x) ditempuh dalam selang waktu

Δt (delta t), maka kecepatan rata-rata V dirumuskan :

V = Δx / Δt (2.2) Keterangan :

V = Kecepatan rata-rata (m/s)

Δx = Selisih perpindahan (m) = x2 – x1

(53)

32

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1.

Perancangan Sistem Secara Keseluruhan

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 merupakan gambar dari diagram blok sistem yang memuat cara kerja

secara keseluruhan. Sistem ini terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Reader RFID

Reader RFID berfungsi untuk mendeteksi keberadaan mobil-mobilan. 2. Mikrokontroler

Mikrokontroler arduinouno ATmega 328 berfungsi untuk memproses sistem kerja

alat.

3. LCD

LCD digunakan untuk penampil.

4. Tombol Push Button

Tombol digunakan sebagai inputan jarak 1m – 4m dan mereset hitungan. 5. Sensor Photodioda

Sensor photodioda digunakan untuk memulai kerja sistem dan Tombol reset

digunakan untuk mereset hasil hitungan yang ditampilkan pada LCD. Setelah

sensor photodioda aktif maka sensor memberikan sinyal inputan ke mikrokontroler

dan sistem akan berjalan, mobil-mobilan akan bergerak menuju reader RFID.

Reader RFID akan mendeteksi tag RFID yang terpasang pada mobil-mobilan dan Tombol

Sensor Photodioda

Reader RFID

MIKROKONTROLER

Arduino Uno

(54)

menghentikan perhitungan waktu yang dilakukan oleh mikrokontroler. Setelah

reader RFID mendeteksi tag RFID maka reader RFID memberikan sinyal ke mikrokontroler untuk berhenti menghitung dan mulai meproses hasil hitungan.

Setelah hasil proses hitungan selesai maka hasil hitungan di tampilkan pada LCD.

3.2.

Perancangan Hardware

3.2.1

Perancangan Regulator 5V

Rangkaian Voltage Regulator ini banyak ditemukan pada adaptor yang bertugas

untuk memberikan tegangan DC untuk laptop, handphone, dan lain sebagainya. Pada

sistem ini regulator digunakan sebagai sumber tegangan atau catu daya arduino uno

ATmega 328.Arduino uno ini memerlukan sumber tegangan antara 7V-12V DC dan 5V

DC untuk USB konektor. Gambar 3.2 merupakan rangkaian dari regulator 5V DC.

Gambar 3.2.Rangkaian Regulator

Trafo pada rangkaian regulator digunakan sebagai penurun tegangan dari 220V

AC menjadi 15V AC dan arus sebesar 1A. Dioda bridge pada rangkaian berfungsi agar

menyearahkan tegangan AC sehingga diperoleh keluaran tegangan DC.Capasitor C1

digunakan untuk menghilangkan riplple AC yang masih terdapat pada keluaran dari

dioda bridge. IC 7805 berfungsi untuk menghasilkan keluaran tegangan 5V DC.

Capasitor C2 berfungsi sama dengan capasitor C1 yaitu menghilangkan ripple pada

(55)

Cara kerja regulator tersebut yaitu tegangan AC 220 V dari PLN diturunkan

tegangannya oleh trafo. Pada rangkaian diatas tegangan diturunkan menjadi 9 Volt AC.

Tegangn 9 V AC ini kemudian disearahkan dengan Rangkaian Dioda Bridge menjadi

tegangan searah 9 Volt DC. Tegangan DC yang dihasilkan belum benar-benar DC,

masih terdapat ripple AC dengan frekuensi sesuai input dari PLN sekitar 50-60 Hz.

Maka digunakan 2 buah capasitor yang berfungsi memfilter dan memperkecil ripple AC

sehingga makin mendekati grafik tegangan DC. Capasitor yang digunakan

masing-masing bernilai 1000uF.

Setelah itu tegangan melewati IC 7805 dan dirubah menjadi tegangan DC 5V.

Ripple AC yang masih ada di filter kembali melalui C2. Maka dari tegangan AC 220V

dari PLN bisa diubah menjadi tegangan DC 5V oleh rangkaian ini

3.2.2

Pin-pin Yang Digunakan Pada Penelitian

Tabel.3.1 Tabel Penggunaan Pin Aduino UNO

Pin Keterangan 3 LCD (D7)

4 LCD (D6) 5 LCD (D5) 6 LCD (D4) 7 LCD (E) 8 LCD (RS) 9 RFID (Reset) 10 RFID (SDA) 11 RFID (MOSI) 12 RFID (MISO) 13 RFID (SCK) A0 Sensor Photodioda A1 Tombol Jarak 1M A2 Tombol Jarak 2M A3 Tombol Jarak 3M A4 Tombol Jarak 4M Reset Tombol Reset

5V Vin LCD (VDD) 3.3V Vin RFID