Sistem Dasar Pembuatan Kunci Pintu Elektronik Menggunakan RFID Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535.
SISTEM DASAR PEMBUATAN KUNCI PINTU ELEKTRONIK
MENGGUNAKAN RFID BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535
TUGAS AKHIR
NOPENSIUS SINAGA
082408057
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
(2)
SISTEM DASAR PEMBUATAN KUNCI PINTU ELEKTRONIK
MENGGUNAKAN RFID BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 8535
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya
NOPENSIUS SINAGA
082408057
PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2011
(3)
PERSETUJUAN
Judul : SISTEM DASAR PEMBUATAN KUNCI PINTU
ELEKTRONIK MENGGUNAKAN RFID BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
Kategori : TUGAS AKHIR
Nama : NOPENSIUS SINAGA
Nomor Induk Mahasiswa : 082408057
Program Studi : DIPLOMA III (D3) FISIKA INSTRUMENTASI
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di
Medan, September 2011
Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi Fisika Instrumentasi Pembimbing, Ketua,
Dr. Susilawati, M.Si Drs. Luhut sihombing, MS NIP.197412072000122001
(4)
PERNYATAAN
PERANCANGAN SISTEM KEAMANAN PINTU MENGGUNAKAN RFID BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri,kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, September 2011
NOPENSIUS SINAGA 082408057
(5)
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang,dengan limpah kurnia-NYA tugas akhir ini berhasil diselesaikan dalam waktu yang ditetapkan.
Ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Drs. Luhut Sihombing, MS selaku pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini yang telah memberikan panduan dan padat dan profesional telah diberikan kepada saya agar penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.Ucapan terimasih juga ditujukan kepada
ketua,Sekretaris Program Studi D-3 Fisika Instrumentasi Dr. Susilawati, M.Si dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas sumatera Utara,semua dosen Departemen USU,pegawai FMIPA USU dan rekan-rekan kuliah.Akhirnya,tidak terlupakan kepada bapak,ibu dan semua ahli keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan.Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.
(6)
ABSTRAK
Radio Frequency Identification atau yang lebih dikenal sebagai RFID merupakan suatu metoda identifikasi objek yang menggunakan gelombang radio.Proses identifikasi dilakukan oleh RFID reader dan RFID transponder (RFID tag).RFID tag dilekatkan pada suatu benda atau suatu objek yang akan diidentifikasi.Tiap-tiap RFID tag memiliki data angka identifikasi (ID number) yang unik,sehingga tidak ada RFID tag yang memiliki ID number yang sama.RFID reader membaca ID number yang terdapat pada RFID tag sehingga benda atau objek tersebut dapat identifikasi.
Aplikasi Radio Frekuensi Identification (RFID) banyak dikembangkan dewasa ini.Salah satu aplikasi RFID yang dikembangkan disini adalah sebagai kunci pintu otomatis.RFID Reader digunakan untuk membaca ID yang terdapat pada kartu EM4100.Reader bekerja pada level tegangan 5V DC dengan frekuensi 125 KHz.Koneksi RFID Reader menggunakan media udara (wireless).Saar RFID tag didekatkan pada Reader maka reader akan membaca ID yang terdapat pada kartu.Output Reader merupakan input pada mikrokontroler ATMega8535.Format data keluaran yang digunakan adalah ABA Track2 10 Desimal.Input data dari RFID Reader akan dibaca,disimpan,dan dibandingkan.Output dari mikrokontroler akan dihubungkan pada selenoid atau motor servo yang berguna untuk membuka dan menutup pintu.Keadaan awal selenoid atau motor adalah normally close dan cut-off,dan bekerja secara flip-flop sesuai dengan input dari Mikrokontroler.
Identifikasi suatu objek sangat erat hubungannya dengan pengambilan data.Salah satu metoda identifikasi yang dianggap paling menguntungkan adalah auto-ID atau Automatic Identification.Yaitu,metoda pengambilan data dengan identifikasi objek secara otomatis tanpa ada keterlibatan manusia.Auto-ID bekerja secara otomatis sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan mengurangai kesalahan dalam memasukkan data.Karena Auto-ID tidak membutuhkan manusia dalam pengoperasiannya,tenaga manusia yang ada dapat difokuskan pada bidang lain.Bercode,smart cards,voice recognition,identifikasi biometric seperti retinal scan,Optical Character Recognition (OCR) dan Radio Frequncy Identification (RFID) merupakan teknologi yang menggunakan metoda auto-ID.
(7)
DAFTAR ISI
Hal
Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Daftar isi vi
Daftar Tabel viii
Daftar Gambar ix
BAB 1 Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penulisan 2
1.4 Batasan Masalah 3
1.5 Sistemika Penulisan 4
BAB 2 Landasan Teori 6
2.1 Defenisi RFID 6
2.1.1 Sistem RFID 7
2.1.2 RFID Tag 7
2.1.3 RFID Reader 11
2.1.4 Cara Kerja Perpindahan Data Pada RFID Reader 13 2.1.5 Tingkat Akurasi Sistem RFID 14
2.2 Mikrokontroler ATMega8535 15
2.2.1 Gambaran Umum 15
2.2.2 Kontruksi ATMega8535 17 2.2.3 Pin-Pin Pada Mikrokontroler ATMega8535 19
2.3 Interfacing LCD 2x16 23
2.4 Komponen Pendukung 26
2.4.1 Resistor 26
2.4.2 Kapasitor 28
2.4.3 Dioda 33
2.4.4 Transistor 38
2.4.5 Saklar 41
2.5 Perangkat Lunak 42
(8)
BAB 3 PERANCANGAN ALAT 45
3.1 Diagram Alir (Flow Chart) 45
3.2 Diagram Blok 47
3.3 Rancangan Power Supply (PSA) 48
3.4 Rancangan RFID 49
3.5 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega8535 50 3.6 Rangkaian LCD 2x16 (Liquid Crystal Display) 52
BAB 4 ANALISA RANGKAIAN DAN PROGRAM ALAT 55
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supply (PSA) 55
4.2 Pengujian RFID Reader 56
4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 57 4.4 Pengujian Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display) 61
BAB 5 PENUTUP 65
5.1 Kesimpulan 65
5.2 Saran 66
DAFTAR PUSTAKA 67 LAMPIRAN : Program Alat 68
Rangkaian Power supply 79
Rangkaian LCD 2x16 digit 79 Rangkaian Rfid Reader ID12 80 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 81 Rangkaian Penggabungan Secara Keseluruhan 82 Data Sheet
(9)
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 2.1 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001 10 Tabel 2.2 Spesifikasi Modul RFID Reader ID-12 11 Tabel 2.3 Keterangan dan fungsi dari susunan kaki LCD 25
Tabel 2.4 Gelang Resistor 27
Tabel 2.5 Nilai Kapasitor 33
Tabel 3.1 Keterangan dan fungsi dari susunan kaki LCD 53
(10)
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 2.1 RFID Tag EM 4001 10
Gambar 2.2 RFID ID-12 11
Gambar 2.3 Spesifikasi Pin Pada ID-2,ID-12,dan ID-20 12
Gambar 2.4 Inductive Coupling 13
Gambar 2.5 Backscatter Coupling 14
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega8535 15 Gambar 2.7 Konfigurasi IC Mikrokontroler ATMega8535 19
Gambar 2.8 Blog Diagram IC ATMega8535 22
Gambar 2.9 LCD 2x16 23
Gambar 2.10 Bentuk Resistor Karbon 26
Gambar 2.11 Salah Satu Simbol Kapasitor 29
Gambar 2.12 Skema Kapasitor 29
Gambar 2.13 Electrolytic Capacitor (ELCO) 31
Gambar 2.14 Kapasitor Keramik 32
Gambar 2.15 Simbol Dioda 33
Gambar 2.16 Bentuk Fisik Dioda Penyearah (Rectifier) 35 Gambar 2.17 Dioda Penyearah (Rectifier) Yang Diberi Arus Bolak-Balik (AC) 35
Gambar 2.18 Bentuk Dioda Zener 36
Gambar 2.19 Simbol Dioda Zener 36
Gambar 2.20 Bentuk Fisik Dioda LED 37
Gambar 2.21 Simbol Dioda Cahaya (LED) 37
Gambar 2.22 Bentuk Fisik Transistor 38
Gambar 2.23 Simbol Tipe Transistor 39
Gambar 2.24 Bentuk Fisik Saklar 41
Gambar 3.1 Flowchart Sistem 46
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian 47
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply (PSA) 48
Gambar 3.4 Skema Rangkaian RFID 49
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 51
Gambar 3.6 Rangkaian Driver LCD 53
Gambar 4.1 Rangkaian Power Supply (PSA) 56
(11)
ABSTRAK
Radio Frequency Identification atau yang lebih dikenal sebagai RFID merupakan suatu metoda identifikasi objek yang menggunakan gelombang radio.Proses identifikasi dilakukan oleh RFID reader dan RFID transponder (RFID tag).RFID tag dilekatkan pada suatu benda atau suatu objek yang akan diidentifikasi.Tiap-tiap RFID tag memiliki data angka identifikasi (ID number) yang unik,sehingga tidak ada RFID tag yang memiliki ID number yang sama.RFID reader membaca ID number yang terdapat pada RFID tag sehingga benda atau objek tersebut dapat identifikasi.
Aplikasi Radio Frekuensi Identification (RFID) banyak dikembangkan dewasa ini.Salah satu aplikasi RFID yang dikembangkan disini adalah sebagai kunci pintu otomatis.RFID Reader digunakan untuk membaca ID yang terdapat pada kartu EM4100.Reader bekerja pada level tegangan 5V DC dengan frekuensi 125 KHz.Koneksi RFID Reader menggunakan media udara (wireless).Saar RFID tag didekatkan pada Reader maka reader akan membaca ID yang terdapat pada kartu.Output Reader merupakan input pada mikrokontroler ATMega8535.Format data keluaran yang digunakan adalah ABA Track2 10 Desimal.Input data dari RFID Reader akan dibaca,disimpan,dan dibandingkan.Output dari mikrokontroler akan dihubungkan pada selenoid atau motor servo yang berguna untuk membuka dan menutup pintu.Keadaan awal selenoid atau motor adalah normally close dan cut-off,dan bekerja secara flip-flop sesuai dengan input dari Mikrokontroler.
Identifikasi suatu objek sangat erat hubungannya dengan pengambilan data.Salah satu metoda identifikasi yang dianggap paling menguntungkan adalah auto-ID atau Automatic Identification.Yaitu,metoda pengambilan data dengan identifikasi objek secara otomatis tanpa ada keterlibatan manusia.Auto-ID bekerja secara otomatis sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan mengurangai kesalahan dalam memasukkan data.Karena Auto-ID tidak membutuhkan manusia dalam pengoperasiannya,tenaga manusia yang ada dapat difokuskan pada bidang lain.Bercode,smart cards,voice recognition,identifikasi biometric seperti retinal scan,Optical Character Recognition (OCR) dan Radio Frequncy Identification (RFID) merupakan teknologi yang menggunakan metoda auto-ID.
(12)
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Saat ini sering dijumpai masalah mengenai keamanan, seperti sistem keamanan yang memerlukan biaya yang sangat mahal ataupun sistem keamanan yang tidak efisien, contohnya adalah sliding card, di mana sistem pengaman ini harus menggesekkan kartu terlebih dahulu. Perancangan sistem pengaman ini menggunakan kunci elektronik wireless RFID Tag Card. RFID adalah salah satu produk dari pengembangan teknologi nirkabel yang saat ini terus diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Inti dari teknologi ini adalah RFID Tag Card yang mampu memancarkan data yang hanya dapat diterima oleh RFID Reader. Mikrokontroler adalah suatu chip yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan digunakan untuk suatu kegiatan yang berorientasi pada pengendalian, dimana pada sistem ini digunakan Mikrokontroler ATMega 8535 yang dinilai memiliki kecepatan pemrosesan data yang lebih cepat dan konsumsi daya yang lebih optimal.
(13)
Untuk pemrograman mikrokontroler tersebut, digunakan software Code Vision AVR yang lebih praktis dan compatible dengan berbagai macam chip mikrokontroler.Oleh karena itu, perancangan sistem pengaman ini diharapkan akan meningkatkan kualitas pengamanan dan memberikan solusi atas masalah-masalah yang terdapat pada sistem keamanan saat ini yaitu dengan keamanan berlapis dan
praktis.
1.2 Rumusan Masalah
Pada tugas akhir ini, penulis membatasi permasalahan pada RFID dan pintu: 1.Sebagai sampel digunakan 4 id card sebagi user.
2.Pintu yang digunakan hanya simulasi.
3.Rangkaian pengontrol berbasis Mikrokontroler ATMega 8535.
4.Jarak maksimal yang terdeteksi id card oleh RFID reader adalah 2 cm. 5.Menggunakan backup catu daya atau Power Supply.
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk :
1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-3) Fisika Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.
2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan elektronika sebagai bidang diketahui.
3. Merancang suatu alat kunci pintu dengan RFID untuk Kemudian ditampilkan pada LCD dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega 8535.
(14)
4. Mengetahui cara kerja RFID Reader ID-12 berbasis Mikrokontroler ATMega 8535. 5. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja Sistem dasar pembuatan kunci pintu elektronik menggunakan RFID berbasis
Mikrokontroler ATMega 8535
1.4 Batasan Masalah
Metoda penulisan tugas akhir ini menggunakan teknik deskripsi atau paparan, dimana materi yang dipaparkan menyangkut masalah-masalah yang terdapat dalam pembatasan masalah. Sistem pengontrolan pintu menggunakan RFID berbasis AVR ATMega 8535.Adapun tahapan yang dilakukan dalam penelitian untuk membuat sistem Dasar Pembuatan Kunci Pintu Elektronik Menggunakan RFID Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535 adalah:
1.Studi Literatur
Yaitu teori dasar sehingga rangkaian dapat dianalisa secara teoritis dengan cara mempelajari hal-hal yang sesuai dengan topik tugas akhir.
2.Perancangan
Yaitu mengaplikasikan teori yang didapat dari studi literatur sehingga tersusun suatu perancangan alat untuk bagian perangkat keras dan perangkat lunak. 3. Pengujian alat yaitu melakukan pengujian dari setiap rancangan yang dibuat.
(15)
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman, penulis membuat sistematika penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari Perancangan Sistem Dasar Pembuatan Kunci Pintu Elektronik Menggunakan RFID Berbasis Mikrokontroller ATMega8535, maka penulis menulis tugas akhir ini dengan urutan sebagai berikut :
BAB I : PENDAHULUAN
Pada bab ini membahas latar belakang tugas akhir yang dilakukan maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini menjelaskan tentang teori-teori yang mendukung pada topik Pengaturan Sistem pengontrolan pintu menggunakan Rfid berbasis Atmega 8535 : Mikrokontroler ATMega 8535 , RFID , motor DC, serta karekteristik dari komponen-komponen pendukung.
BAB III : PERANCANGAN ALAT
Bab ini menjelaskan tentang perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.
(16)
BAB IV : ANALISA RANGKAIAN DAN PROGRAM
Berisi tentang analisa kerja perangkat keras dan perangkat lunak.
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup dari pembahasan tugas akhir ini dan saran-saran yang menunjang kearah pengembangan.
(17)
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 Defenisi RFID (Radio Frequency Identification)
Identifikasi suatu objek sangat erat hubungannya dengan pengambilan data. Salah satu metoda identifikasi yang dianggap paling menguntungkan adalah auto-ID atau Automatic Identification. Yaitu, metoda pengambilan data dengan identifikasi objek secara otomatis tanpa ada keterlibatan manusia.Auto-ID bekerja secara otomatis sehingga dapat meningkatkan efisiensi dan mengurangi kesalahan dalam memasukan data. Karena auto-ID tidak membutuhkan manusia dalam pengoperasiannya, tenaga manusia yang ada dapat difokuskan pada bidang lain. Barcode, smart cards, voice recognition, identifikasi biometric seperti retinal scan, Optical Character Recognition (OCR) dan Radio Frequency Identification (RFID) merupakan teknologi yang
menggunakan metoda auto-ID.
Radio Frequency Identification atau yang lebih dikenal sebagai RFID merupakan suatu metoda identifikasi objek yang menggunakan gelombang radio. Proses identifikasi dilakukan oleh RFID reader dan RFID transponder (RFID tag). RFID tag dilekatkan pada suatu benda atau suatu objek yang akan diidentifikasi. Tiap-tiap RFID tag memiliki data angka identifikasi (ID number) yang unik,sehingga tidak ada RFID tag yang memiliki ID number yang sama.
(18)
2.1.1 Sistem RFID Secara umum, sistem RFID terdiri dari 3 bagian, yaitu:
a. RFID Tag
RFID tag dapat berupa stiker, kertas atau plastik dengan beragam ukuran. Didalam setiap tag ini terdapat chip yang mampu menyimpan ID number dan sejumlah informasi tertentu dan sebuah antena.
b. Antena
Antena berfungsi untuk mentransmikan sinyal frekuensi radio antara RFID reader dengan RFID tag. Sedangkan dalam RFID tag dan RFID reader masing-masing memiliki antena internal sendiri karena RFID tag dan RFID reader merupakan
transceiver (transmitter-receiver).
c. RFID reader
RFID reader akan membaca ID number yang dan informasi lainnya yang disimpan oleh RFID tag. RFID reader harus kompatibel dengan RFID tag agar RFID tag dapat dibaca.
2.1.2 RFID Tag
RFID transponder atau RFID tag terdiri dari chip rangkaian sirkuit yang terintegrasi dan sebuah antena. Rangkaian elektronik dari RFID tag umumnya memiliki memori. Memori ini memungkinkan RFID tag mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada tag dibagi menjadi sel-sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, seperti ID number. Semua RFID tag mendapatkan ID number pada saat tag tersebut diproduksi.
(19)
Selain pada RFID tag memungkinkan RFID tag tersebur dapat ditulis (Write) dan dibaca secara berulang.Setiap tag dapat membawa informasi yang unik, seperti ID number, tanggal lahir, alamat, jabatan, dan data lain dari objek yang akan diidentifikasi. Banyaknya informasi yang dapat disimpan oleh RFID tag tergantung pada kapasitas memori nya. Semakin banyak fungsi yang dapat dilakukan oleh RFID tag maka rangkainnya akan semakin komplek dan ukurannya akan semakin besar.Berdasarkan catu daya,RFID Tag digolongkan menjadi:
1. Tag Aktif
Tag ini dapat dibaca (Read) dan ditulis (Write). Baterai yang terdapat di dalam tag inidigunakan untuk memancarkan gelombang radio kepada reader sehingga reader dapat membaca data yang terdapat pada tag ini. Dengan adanya internal baterai, tag ini dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh dan reader hanya membutuhkan daya yang kecil untuk membaca tag ini. Kelemahan dari tipe tag ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang lebih besar.
2. Tag Pasif
Tag ini hanya dapat dibaca saja (Read) dan tidak memiliki internal baterai seperti halnya tag aktif. Sumber tenaga untuk mengaktifkan tag ini didapat dari RFID reader. Ketika medan gelombang radio dari reader didekati oleh tag pasif, koil antena yang terdapat pada tag pasif ini akan membentuk suatu medan magnet. Medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan listrik yang memberi tenaga pada tag pasif.
(20)
Keuntungan dari tag ini adalah rangkaiannya lebih sederhana, harganya jauh lebih murah, ukurannya lebih kecil, dan lebih ringan. Kelemahannya adalah tag hanya dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang dekat dan untuk membaca tag ini, RFID reader harus memancarkan gelombang radio yang cukup besar sehingga menggunakan daya yang cukup besar.
RFID tag juga dapat dibedakan berdasarkan tipe memori yang dimilikinya :
1. Read atau Write (Baca atau Tulis)
RFID tag baca/tulis secara tidak langsung sama seperti namanya, memorinya dapat dibaca dan ditulis secara berulang-ulang. Data yang dimilikinya bersifat dinamis.
2. Read only (Hanya baca)
RFID tag ini memiliki memori yang hanya diprogram pada saat tag ini dibuat dan setelah itu datanya tidak bisa diubah sama sekali. Data bersifat statis.Frekuensi kerja RFID adalah frekuensi yang digunakan untuk komunikasi wireless antara RFID reader dengan tag RFID. Pemilihan frekuensi kerja sistem RFID akan mempengaruhi jarak komunikasi,interferensi dengan frekuensi sistem radio lain,kecepatan komunikasi data,dan ukuran antena.
Untuk frekuensi yang rendah umumnya digunakan tag pasif. Tag pasif tidak dapat mentransmisikan data pada jarak relatif jauh, karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan yang dihasilkan akibat interaksi antara koil antena dalam tag dengan gelombang radio yang dihasilkan oleh RFID reader. Untuk frekuensi tinggi digunakan tag aktif. Pada frekuensi tinggi, jarak komunikasi antara tag aktif dengan RFID reader dapat lebih jauh, tetapi masih terbatas oleh daya yang ada.
(21)
Berdasarkan frekuensi radio, RFID tag digolongkan menjadi:
a. Low frequency tag (125kHz - 134 kHz)
b. High frequency tag (13.56 MHz)
c. Ultra high frequency tag (868MHz - 956 MHz)
d. Microwave tag (2.45 GHz)
Tugas akhir ini menggunakan modul RFID reader yang khusus untuk mendeteksi RFID tag pasif dengan frekuensi rendah. RFID tag yang kompatibel dengan modul RFID reader ini adalah tipe GK4001 atau EM4001. Gambar 2.1 memperlihatkan RFID tag yang akan digunakan. Tabel 2.1 memperlihatkan spesifikasi dari RFID tag tipe GK4001 atau EM4001.
http://RFID.handbook.com
Gambar 2.1 RFID Tag EM4001
Tabel 2.1 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001
Parameter Parameter H Spesifikasi
Frekuensi 125 KHz
Jangkauan baca Sampai 2 cm
Dimensi 86 x 54 x 1.9 mm
Kapasitas data 64 bit
(22)
2.1.3 RFID Reader
RFID reader adalah merupakan penghubung antara software aplikasi dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke RFID tag. Gelombang radio yang ditransmisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya. Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antena.ID-12 merupakan reader yang khusus mendeteksi RFID tag frekuensi 125kHz. RFID tag yang kompatibel dengan ID-12 diantaranya GK4001 dan EM4001.Dengan membaca sekitar ± 12cm.Bentuk fisik ID-12 yang sering dijumpai diperlihatkan pada gambar 2.2 ID12 tidak memiliki kemampuan untuk baca-tulis (Read - Write) pada sebuah tag. Format data yang dihasilkan oleh ID-12 berupa ASCII dan Wiegand26. Spesifikasi lengkap Modul RFID reader ID-12 dapat dilihat pada Tabel 2.2
http://RFID.handbook.com
Gambar 2.2 RFID ID-12 Tabel 2.2 Spesifikasi modul RFID reader ID-12
Parameter ID12
Jarak Baca Samapai 2 cm
Dimensi 26mm x 25mm x 7mm
Frekuensi 125kHz
Format Kartu GK4001/EM 4001 atau yang compatible Encoding Manchaster 64‐bit, modulus 64
Jenis Catudaya 5VDC pada 30mA nominal Arus Output I/O ‐
Jangkauan Catudaya +4.6V‐5.4V
(23)
Pemilihan keadaan untuk pin 5, pin 7, dan pin 8/pin 9 pada ID-12 digunakan untuk memilih keluaran data yang diinginkan. Pin 3 dan 4 digunakan untuk penambahan antena luar dan kapasitor tuning. Pin 10 digunakan untuk menyalakan buzzer atau led sebagai penanda sebuah tag terbaca. Konfigurasi pin ID-12 diberikan pada Gambar 2.3
http://RFID.handbook.com
Gambar 2.3 Spesifikasi pin pada ID-2, ID-12, dan ID-20
RFID Reader ID-12 mempunyai spesifikasi:
1. Tegangan pada kaki 11 adalah +4,6 Volt hingga +5,5 Volt 2. Frekuensi yang digunakan adalah 125 KHz
3. Keluaran data digital dapat berupa format ASCII ataupun format Wiegand pada kaki 8 dan kaki 9
(24)
2.1.4 Cara Kerja Perpindahan Data Pada RFID Reader
Perpindahan data terjadi yang terjadi ketika sebuah tag didekatkan pada sebuah reader dikenal sebagai coupling. Perbedaan frekuensi yang digunakan oleh RFID tag aktif dengan RFID tag pasif menyebabkan perbedaan metode perpindahan data yang digunakan pada kedua tag tersebut. Perpindahan data pada RFID tag pasif menggunakan metode magnetik (induktive) coupling.Sedangkan RFID tag aktif menggunakan metode backcatter coupling. Induktive coupling terjadi pada frekuensi rendah.
Ketika medan gelombang radio dari reader didekati oleh tag pasif, koil antena yang terdapat pada tag pasif ini akan membentuk suatu medan magnet. Medan magnet ini akan menginduksi suatu tegangan listrik yang memberi tenaga pada tag pasif. Pada saat yang sama akan terjadi suatu tegangan jatuh pada beban tag. Tegangan jatuh ini akan terbaca oleh reader. Perubahan tegangan jatuh ini berlaku sebagai amplitudo modulasi untuk bit data.Ilustrasi untuk induktive coupling diberikan oleh Gambar 2.4
(25)
Backscatter coupling terjadi pada frekuensi tinggi. Sinyal radio frekuensi dipancarkan oleh reader (P1) dan diterima oleh tag dalam porsi kecil. Sinyal radio frekuensi ini akan memicu suatu tegangan yang akan digunakan oleh tag untuk mengaktif atau menon-aktifkan beban untuk melakukan modulasi sinyal data. Gelombang refleksi yang dipancarkan tag dimodulasi dengan gelombang data carrier (P2) Gelombang yang termodulasi ditangkap oleh reader.
Ilustrasi untuk backscatter coupling diberikan oleh Gambar 2.5
Gambar 2.5 Backscatter coupling
2.1.5 Tingkat Akurasi Sistem RFID
Tingkat akurasi RFID didefinisikan sebagai tingkat keberhasilan RFID reader melakukan identifikasi sebuah tag yang berada pada area kerjanya. Keberhasilan dari proses identifikasi sangat dipengaruhi oleh beberapa batasan fisik, yaitu:
1. Posisi antena pada RFID reader 2. Karakteristik dari material lingkungan yang mencakup sistem RFID 3. Batasan catu daya
(26)
2.2 Mikrokontroler ATMega8535 2.2.1 Gambaran Umum
http://npx21.blog.uns.ac.id/2010/07/17/atmega8535/
Gambar 2.6 Bentuk Fisik Mikrokontroler ATMega 8535
Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM).Tidak seperti komputer,yang mampu menangani berbagai program aplikasi (misalnya pengolahan kata ,pengolahan angka dan sebagainya),mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk satu aplikasi tertentu saja.Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM- nya.
Pada sistem perbandingan RAM dan ROM-nya besar ,artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar,sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil.Sedangkan pada mikrokontroler,perbandingan ROM dan RAM-nya yang berbeda artinya program kontrol disimpam di ROM yang ukurannya relatif besar ,sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sederhana sementara,termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. Mikrokontroler memiliki bentuk arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus instruksi clock.
(27)
Dan ini sangat membedakan sekali dengan instruksi MCS-51 (Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set
Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set
Computing.Mikrokontroler dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan mereka bisa dikatakan
hampir sama.
Pada prinsipnya program pada Mikrokontroler dijalankan bertahap, jadi pada program itu sendiri terdapat beberapa set instruksi dan tiap instruksi itu dijalankan secara bertahap atau berurutan.Beberapa fasilitas yang dimiliki oleh Mikrokontroler
ATMega8535 adalah sebagai berikut :
1. Sebuah Central Processing Unit 8 bit. 2. Osilatc : Internal dan rangkaian pewaktu.
3. RAM internal 128 byte.
4. Flash Memory 2 Kbyte.
5. Lima buah jalur interupsi (dua buah interupsi eksternal dan tiga buah interupsi
internal).
6. Empat buah programmable port I/O yang masing-masing terdiri dari delapan buah
jalur I/O.
7. Sebuah port serial dengan control serial full duplex UART. 8. Kemampuan untuk melaksanakan operasi aritmatika dan operasi logika.
(28)
2.2.2 Kontruksi ATMega 8535 Sistem minimum mikrokontroler adalah rangkaian elektronika minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler .Sistem minimum ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.Pada mikrokontroler AVR,seri 8535 merupakan seri yang sangat banyak digunakan.Untuk membuat rangkaian sistem Atmel AVR 8535 diperlukan beberapa komponen yaitu:
1. IC Mikrokontroler ATMega 8535
2. Satu XTAL 16 MHz
3. Beberapa kapasitor diantaranya kapasitor keramik
4. Beberapa resistor
Selain itu tentunya diperlukan power supply yang bisa memberikan tegangan 5 V DC.Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di port A.Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Haevard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program,serta sudah menerapkan single level pipelining.Selain itu mikrokontroler AVR juga mengimplementasikan RISC (Reduced Instruction Set Computing) sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung dengan cepat dan efisien.
Read Only Memory (ROM) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya. Sesuai dangan keperluannya, dalam susunan MCS-51 memori penyimpanan progam ini dinamakan sebagai memori program.Random Access Memori (RAM) isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan data pada saat progam bekerja. RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut sebagai memori data.Ada berbagai jenis ROM.
(29)
Untuk mikrokontroler dengan progam yang sudah baku dan diproduksi secara massal, progam diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler dicetak di pabrik IC.Untuk keperluan tertentu mikrokontroler mengunakan ROM yang dapat diisi ulang atau Programble-Eraseable ROM yang disingkat menjadi PEROM atau PROM. Dulu banyak dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable Progamble ROM) yang kemudian dinilai mahal dan ditinggalkan setelah ada flash PEROM yang harganya jauh lebih murah.Jenis memori yang dipakai untuk Memori Program ATMega8535 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 Flash PEROM Programmer.
Memori Data yang disediakan dalam chip ATMega8535 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan memori kapasitas itu sudah cukup.Sarana Input/Ouput yang disediakan cukup banyak dan berpariasi. ATMega8535 mempunyai 32 jalur Input/Ouput. Jalur Input/Ouput paralel dikenal sebagai Port 1 (P1.0..P1.7) dan Port 3 (P3.0..P3.5 dan P3.7).ATMega8535 dilengkapi UART (Universal Asyncronous Receiver/ Transmiter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri (RXD dan TXD) diletakan berhimpitan dengan P1.0 dan P1.1 di kaki nomor 2 dan 3, sehingga kalau sarana input/ouput yang bekerja menurut fungsi waktu. Clock penggerak untaian pencacah ini bisa berasal dari oscillator kristal atau clock yang diumpan dari luar lewat T0 dan T1. T0 dan T1 berhimpitan dengan P3.4 dan P3.5, sehingga P3.4 dan P3.5 tidak bisa dipakai untuk jalur input/ouput parelel kalau T0 dan T1 dipakai. ATMega 8535 mempunyai enam sumber pembangkit interupsi, dua diantaranya
(30)
Kemudian pada kedua kaki ini berhimpitan dengan P3.2 dan P3.3 sehingga tidak bisa dipakai sebagai jalur input/output parelel kalau INT0 dan INT1 dipakai untuk menerima sinyal interupsi.ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATMega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input.Selain itu, ADC ATMega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.Port1 dan 2, UART, Timer 0,Timer 1 dan sarana lainnya merupakan register yang secara fisik merupakan RAM khusus, yang ditempatkan di Special Functoin
Regeister (SFR).
2.2.3 Pin-Pin Pada Mikrokontroler ATMega 8535
http://npx21.blog.uns.ac.id/2010/07/17/atmega8535/
(31)
Penjelasan Pin :
1. VCC
VCC merupakan tegangan Supplay (+5 Volt)
2. GND
GND merupakan Ground (-5 Volt) 3. RESET
RESET merupakan Input reset level rendah pada pin ini selama lebih dari panjang pulsa minimum akan menghasilkan reset,walaupun clock sedang berjalan.
4. XTAL1
XTAL 1 merupakan Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock internal.
5. XTAL 2
XTAL 2 merupakan Output dari penguat osilator inverting.
6. AVCC
AVCC merupakan Pin tegangan suplay untuk port A dan ADC. Pin ini harus dihubungkan ke VCC walaupun ADC tidak digunakan,maka pin ini harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter.
7. AREF
(32)
8. Port A (PA0-PA7) Port A berfungsi sebagai input analog ke ADC. Port A juga dapat berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional, jika ADC tidak digunakan maka port dapat menyediakan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit).
9. Port B (PB0-PB7)
Port B merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-u internal (dipilih
untuk setiap bit)
10. Port C (PC0-PC7)
Port C merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal (dipilih
untuk setiap bit)
11. Port D (PD0-PD7)
Port D merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit)
(33)
http://npx21.blog.uns.ac.id/2010/07/17/atmega8535/
Gambar 2.8 Blog Diagram IC ATMega8535
Dari gambar blok diagram tersebut dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian-bagian sebagai berikut :
(34)
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A,Port B,Port C dan Port D. 2. ADC 8 channel 10 bit.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 KB dengan kemampuan Read While Write. 8. Interrupt internal dan eksternal
9. Port antarmuka SPI (Serial Peripheral Interface).
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
2.3 Interfacing LCD 2x16
http://ecatron.com Gambar 2.9 LCD 2x16
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
(35)
LCD yang umum, ada yang panjangnya hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat penyimpanan karakter tersebut.Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H.Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja.CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar. Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port 0 dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Berikut ini adalah gambar fisik tampilan LCD yang dipakai pada rangkaian ini.
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logik low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD.
(36)
Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ).
Tabel 2.3 Keterangan dan fungsi dari susunan kaki LCD
http://ecatron.com Driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data. Agar dapat mengaktifkan LCD, proses inisialisasi harus dilakukan dengan cara mengeset bit RS dan meng-clear-kan bit E dengan delay minimal 15 ms.
Data akan dikirim ke 30H dan ditunda lagi selama 5 ms. Proses ini harus dilakukan tiga kali, lalu mengirim inisial 20H dan interface data length dengan lebar 4 bit saja (28H).Setelah itu display dimatikan (08H) dan di-clear-kan (01H). Selanjutnya dilakukan pengesetan display dan cursor, serta blinking apakah ON atau OFF.
(37)
2.4 Komponen Pendukung 2.4.1 Resistor
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/resistor.html
Gambar 2.10 Bentuk Fisik Resistor Karbon
Resistor komponen pasif elektronika yang berfungsi untuk membatasi arus listrik yang mengalir. Berdasarkan kelasnya resistor dibagi menjadi 2 yaitu : Fixed Resistor dan Variable Resistor dan umumnya terbuat dari karbon film atau metal film, tetapi tidak menutup kemungkinan untuk dibuat dari material yang lain. Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan tembaga perak emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil.Resistor juga merupakan komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.
Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Tipe resistor yang umum berbentuk tabung porselen kecil dengan dua kaki tembaga dikiri dan kanan.Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan ohm meter. Kode warna tersebut adalah standar menufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association).
(38)
Tabel 2.4 Gelang Resistor
WARNA GELANG I GELANG II GELANG III GELANG IV
Hitam 0 0 1 -
Coklat 1 1 10 -
Merah 2 2 100 -
Jingga 3 3 1000 -
Kuning 4 4 10000 -
Hijau 5 5 100000 -
Biru 6 6 1000000 -
Violet 7 7 10000000 -
Abu – abu 8 8 100000000 -
Putih 9 9 1000000000 -
Emas - - 0,1 5 %
Perak - - 0,01 10 %
Tanpa Warna - - - 20 %
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/resistor.html
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, emas, atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada bahan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol. Sedangkan warna gelang yang ke empat agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resitor tersebut.
(39)
Kalau bisa menentukan mana gelang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya.Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% (toleransi kecil) memiliki 4 gelang (tidak termasuk gelang toleransi). Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor penggalinya.
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dan lain-lain. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor.Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dan lain-lain. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali-kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau “Trimmer Potentiometers”.
2.4.2 Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan muatan listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki elektroda metalnya dan
(40)
Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif karena terpisah oleh bahan elektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini “tersimpan” selama tidak ada konduktif pada ujung- ujung kakinya. Di alam bebas phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif diawan. Kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/capasitor.html
Gambar 2.11 Salah satu simbol Kapasitor
Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor (capacitor).
dielektrik
Elektroda Elektroda
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/capasitor.html
(41)
Kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor (capacitor) ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf (C). Satuan dalam kondensator disebut Farad.Adapun cara memperluas kapasitor atau kondensator
dengan jalan:
1. Menyusunnya berlapis-lapis.
2. Memperluas permukaan variabel.
3. Memakai bahan dengan daya tembus besar
Kapasitor merupakan komponen pasif elektronika yang sering dipakai didalam merancang suatu sistem yang berfungsi untuk memblok arus DC, Filter, dan penyimpan energi listrik. Didalamnya 2 buah pelat elektroda yang saling berhadapan dan dipisahkan oleh sebuah insulator. Sedangkan bahan yang digunakan sebagai insulator dinamakan dielektrik. Ketika kapasitor diberikan tegangan DC maka energi listrik disimpan pada tiap elektrodanya. Selama kapasitor melakukan pengisian, arus mengalir.
Aliran arus tersebut akan berhenti bila kapasitor telah penuh. Yang membedakan tiap-tiap kapasitor adalah dielektriknya.Adapun jenis-jenis kapasitor yang dipergunakan dalam perancangan ini adalah:
1. Eelectrolytic Capacitor (ELCO)
(42)
1. Electrolytic Capacitor (ELCO)
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/capasitor.html
Gambar 2.13 Electrolytic Capacitor (ELCO)
Elektroda dari kapasitor ini terbuat dari alumunium yang menggunakan membran oksidasi yang tipis. Karakteristik utama dari Electrolytic Capacitor adalah perbedaan polaritas pada kedua kakinya. Dari karakteristik tersebut kita harus berhati-hati di dalam pemasangannya pada rangkaian, jangan sampai terbalik.Bila polaritasnya terbalik maka akan menjadi rusak bahkan “Meledak”. Biasanya jenis kapasitor ini
digunakan pada rangkaian power supply.
Kapasitor ini tidak bisa digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya tegangan kerja dari kapasitor dihitung dengan cara mengalikan tegangan catu daya dengan 2. Misalnya kapasitor akan diberikan catu daya dengan tegangan 5 Volt, berarti kapasitor yang dipilih harus memiliki tegangan kerja minimum.
(43)
2. Kapasitor Keramik
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/capasitor.html
Gambar 2.14 Kapasitor Keramik
Kapasitor menggunakan bahan titanium acid barium untuk dielektriknya. Karena tidak dikonstruksi seperti koil maka komponen ini dapat digunakan pada rangkaian frekuensi tinggi. Biasanya digunakan untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi menuju ke ground. Kapasitor ini tidak baik digunakan untuk rangkaian analog, karena dapat mengubah bentuk sinyal. Jenis ini tidak mempunyai polaritas dan hanya tersedia dengan nilai kapasitor yang sangat kecil dibandingkan dengan kedua kapasitor diatas. Untuk mencari nilai dari kapasitor biasanya dilakukan dengan melihat angka atau kode yang tertera pada badan kapasitor tersebut. Untuk kapasitor jenis elektrolit memang mudah, karena nilai kapasitansinya telah tertera dengan jelas pada tubuhnya. Sedangkan untuk kapasitor keramik dan beberapa jenis yang lain nilainya dikodekan. Biasanya kode tersebut terdiri dari 4 digit, dimana 3 digit pertama merupakan angka dan digit terakhir berupa huruf yang menyatakan toleransinya.
(44)
Untuk 3 digit pertama angka yang terakhir berfungsi untuk menentukan 10 n, nilai n dapat dilihat pada tabel dibawah:
Tabel 2.5 Nilai Kapasitor
http://elektrokita.blogspot.com/2008/09/capasitor.html
Misalnya suatu kapasitor pada badannya tertulis kode 474J, berarti nilai kapasitansinya adalah 47 + 104 = 470.000 pF = 0.47µ F sedangkan toleransinya 5%. Yang harus diingat didalam mencari nilai kapasitor adalah satuannya dalam pF (Pico
Farad).
2.4.3 Dioda
Dioda adalah komponen elektronik yang mempunyai dua buah elektroda yaitu anoda dan katoda. Anoda untuk polaritas positif dan katoda untuk polaritas negatif. Di dalam dioda terdapat junction (pertemuan) dimana semikonduktor type-p dan semi konduktor type-n bertemu.
http://beteve.com/detail-1-20.html
(45)
Dioda semikonduktor hanya dapat melewatkan arus searah saja, yaitu pada saat dioda diberikan catu maju (forward bias) dari anoda (sisi P) ke katoda (sisi N). Pada kondisi tersebut dioda dikatakan dalam keadaan menghantar (memiliki tahanan dalam sangat kecil). Sedangkan bila dioda diberi catu terbalik (reverse bias) maka maka pada kondisi ini dioda tidak menghantar (memiliki tahanan dalam yang tinggi sehingga arus sulit mengalir).Untuk dioda silikon arus mulai dilewatkan setelah tegangan ≥ 0.7 Volt DC, sedangkan untuk dioda Germanium mulai dilewatkan setelah tegangan mencapai
≥ 0.3 Volt DC.
Penerapan dioda semi konduktor yang umum adalah sebagai penyearah, selain fungsi lain seperti pembatas tegangan, detektor dan clipper.Macam – macam dioda
yang harus diketahui adalah :
1. Dioda Penyearah (Rectifier
2. Dioda Zener
(46)
1. Dioda Penyearah (Rectifier)
http://beteve.com/detail-1-20.html
Gambar 2.16 Bentuk Fisik Dioda Penyearah (Rectifier)
Dioda ini biasanya digunakan pada power supply, namun digunakan juga pada rangkaian radio sebagai detektor, dan lain-lain. Prinsip kerja dari dioda penyearah adalah sebagai berikut :
a. Simbol b. Cara kerja dioda penyearah
http://beteve.com/detail-1-20.html
Gambar 2.17 Dioda penyearah (Rectifier) yang diberi arus bolak-balik (AC) Arus AC yang mendorong elektron keatas melalui resistor, saat melewati dioda hanya ½ periode positif dari tegangan input yang akan memberikan biased forward pada dioda, sehingga dioda akan menghantarkan selama ½ periode positif. Tetapi untuk ½ periode negatif, dioda dibias reverse dan terjadilah penyumbatan karena kecil sekali arus yang dapat mengalir.
Input Output
(47)
2. Dioda Zener
http://beteve.com/detail-1-20.html
Gambar 2.18 Bentuk Dioda Zener
Dioda zener merupakan dioda yang banyak sekali digunakan setelah dioda penyearah. Dioda zener dibuat untuk bekerja pada daerah breakdown dan menghasilkan tegangan breakdown kira-kira dari 2 sampai 200 Volt. Dengan memberikan tegangan terbalik melampaui tegangan breakdown zener, piranti berlaku seperti sumber tegangan konstan, dengan kata lain dioda zener akan membatasi tegangan agar tidak lebih besar dari tegangan breakdownnya. Dioda Zener banyak digunakan kedua setelah dioda penyearah, dioda zener adalah komponen utama regulator tegangan.
http://beteve.com/detail-1-20.html
(48)
3. Dioda Cahaya (LED : Light Emitting Dioda)
http://beteve.com/detail-1-20.html
Gambar 2.20 Bentuk Fisik Dioda LED
Bila dioda dibias forward, electron pita konduksi melewati junction dan jatuh ke dalam hole. Pada saat elektron-elektron jatuh dari pita konduksi ke pita valensi, mereka memancarkan energi. Pada dioda LED energi dipancarkan sebagai cahaya, sedangkan pada dioda penyearah energi ini keluar sebagai panas. Dengan menggunakan bahan dasar pembuatan seperti gallium, arsen dan phosfor pabrik dapat membuat LED dengan memancarkan cahaya warna merah, kuning, dan infra merah (tak kelihatan).
Led yang menghasilkan pancaran cahaya tampak biasanya digunakan untuk display mesin hitung, jam digital dan lain-lain. Sedangkan Led infra merah dapat digunakan dalam sistem tanda bahaya pencuri dan lingkup lainnya yang membutuhkan cahaya tak kelihatan, juga untuk remote control. Keuntungan lampu Led dibandingkan lampu pijar adalah umurnya panjang, teganagnnya rendah dan saklar nyala matinya cepat.
http://beteve.com/detail-1-20.html
Gambar 2.21 Simbol Dioda Cahaya ( LED )
(49)
2.4.4 Transistor
http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor
Gambar 2.22 Bentuk Fisik Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, dimana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya.
Pada umumnya, transistor memiliki 3 terminal. Tegangan atau arus yang dipasang di satu terminalnya mengatur arus yang lebih besar yang melalui 2 terminal lainnya. Transistor adalah komponen yang sangat penting dalam dunia elektronik modern.Dalam rangkaian analog, transistor digunakan dalam amplifier (penguat). Rangkaian analog melingkupi pengeras suara, sumber listrik stabil, dan penguat sinyal radio.Dalam rangkaian-rangkaian digital, transistor digunakan sebagai saklar berkecepatan tinggi. Beberapa transistor juga dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga berfungsi sebagai logic gate, memori, dan komponen-komponen lainnya.
(50)
Transistor adalah komponen elektronika yang mempunyai tiga buah terminal. Terminal itu disebut emitor, basis, dan kolektor. Transistor seakan-akan dibentuk dari penggabungan dua buah dioda. Dioda satu dengan yang lain saling digabungkan dengan cara menyambungkan salah satu sisi dioda yang senama. Dengan cara penggabungan seperti dapat diperoleh dua buah dioda sehingga menghasilkan transistor NPN.Bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan bahan N dan bahan P adalah silikon dan germanium. Oleh karena itu, dikatakan :
1. Transistor germanium PNP
2. Transistor silikon NPN
3. Transistor silikon PNP
4. Transistor germanium NPN
Semua komponen di dalam rangkaian transistor dengan simbol. Anak panah yang terdapat di dalam simbol menunjukkan arah yang melalui transistor.
http://id.wikipedia.org/wiki/Transistor
Gambar 2.23 Simbol Tipe Transistor
Keterangan :
C = Kolektor E = Emiter B = Basis
C B
E
C B
E
(51)
Didalam pemakaiannya transistor dipakai sebagai komponen saklar (switching) dengan memanfaatkan daerah penjenuhan (saturasi) dan daerah penyumbatan (cut off) yang ada pada karakteristik transistor.Dari banyak tipe-tipe transistor modern, pada awalnya ada dua tipe dasar transistor Bipolar Junction Transistor (BJT atau transistor bipolar) dan Field-Effect Transistor (FET), yang
masing-masing bekerja secara berbeda.
Transistor bipolar dinamakan demikian karena kanal konduksi utamanya menggunakan dua polaritas pembawa muatan: elektron dan lubang, untuk membawa arus listrik. Dalam BJT, arus listrik utama harus melewati satu daerah/lapisan pembatas dinamakan depletion zone, dan ketebalan lapisan ini dapat diatur dengan kecepatan tinggi dengan tujuan untuk mengatur aliran arus utama tersebut. FET ( juga dinamakan transistor unipolar ) hanya menggunakan satu jenis pembawa muatan (elektron atau hole, tergantung dari tipe FET).
Dalam FET, arus listrik utama mengalir dalam satu kanal konduksi sempit dengan depletion zone di kedua sisinya (dibandingkan dengan transistor bipolar dimana daerah Basis memotong arah arus listrik utama). Dan ketebalan dari daerah perbatasan ini dapat dirubah dengan perubahan tegangan yang diberikan, untuk mengubah ketebalan kanal konduksi tersebut.Secara umum, transistor dapat dibeda-bedakan berdasarkan banyak kategori:Materi semikonduktor: Germanium, Silikon, Gallium Arsenide.
(52)
2.4.5 Saklar
http://id.wikipedia.org/wiki/saklar
Gambar 2.24 Bentuk fisik Saklar
Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah.
Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (ON) atau putus (OFF) dalam rangkaian itu. Material kontak sambungan umumnya dipilih agar supaya tahan terhadap korosi. Kalau logam yang dipakai terbuat dari bahan oksida biasa, maka saklar akan sering tidak bekerja.Untuk mengurangi efek korosi ini, paling tidak logam kontaknya harus disepuh dengan logam anti korosi dan anti karat. pada dasarnya tombol bisa diaplikasikan untuk sensor mekanik, karena bisa dijadikan sebagai pedoman pada mikrokontroller untuk pengaturan alat dalam pengontrolan.
(53)
2.5 Perangkat Lunak
2.5.1 Code Vision
Code Vision AVR merupakan salah satu software kompiler yang khusus digunakan untuk mikrokontroler .CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem
embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio. IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan kompilasi/asembli secara otomatis. Software In-System Programmer didesain untuk bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards.
(54)
Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial, IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal. Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai library tertentu untuk:
1. Modul LCD alphanumeric 2. Bus I2C dari Philips
3. Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor
4. Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307 dari Maxim/Dallas Semiconductor
5. Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor
6. Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas Semiconductor
7. Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor 8. EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor 9. SPI
10.Power Management 11.Delay
12.Konversi ke Kode Gray
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:
1. Set-up akses memori eksternal 2. Identifikasi sumber reset untuk chip 3. Inisialisasi port input/output
(55)
4. Inisialisasi interupsi eksternal 5. Inisialisasi Timer/Counter 6. Inisialisasi Watchdog-Timer
7. Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi
8. Inisialisasi Pembanding Analog 9. Inisialisasi ADC
10.Inisialisasi Antarmuka SPI 11.Inisialisasi Antarmuka Two-Wire 12.Inisialisasi Antarmuka CAN\
13.Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
14.Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20 15.Inisialisasi modul LCD
(56)
BAB 3
PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Alir ( Flow Chart)
Setelah power dihidupkan, mikrokontroler akan melakukan proses inisialisasi LCD. Selanjutnya akan ditampilkan kalimat “ Pintu RFID” pada LCD. Setelah itu mikrokontroler akan menunggu adanya masukan serial dari kaki RXD. Serial ini merupakan data dari RFID Tag Card dan akan diubah menjadi data-data digital oleh RFID Reader, karena mikrokontroler hanya dapat mengolah data-data digital. Setelah mikrokontroler mendapat data dari RFID Reader, maka data tersebut akan dibandingkan oleh mikrokontroler, jika data yang masuk sesuai dengan data yang telah di-set terlebih dahulu maka tahap pertama dari sistem pengaman telah ditembus dan pintu akan terbuka dan sekitar 4 detik, pintu secara otomatis akan tertutup kembali. Dan apabila data tersebut tidak sesuai, maka Maka pintu tidak akan terbuka.
(57)
Yes
Yes
No
No Start
Inisialisasi LCD
Tampilkan “Pintu RFID” pada LCD
Ada Data di RFID Reader
Kirim Data Ke Mikrokontroller
Data Sesuai
Selenoid Aktif ( Pintu terbuka dan tertutup ) Kirim data RFID Tag Card ke
RFID Reader
(58)
3.2 Diagram Blok Rangkaian Secara garis besar, Perancangan Sistem Keamanan Pintu Menggunakan RFID Berbasis Elektronik Menggunakan Mikrokontroller ATMega8535.Sistem pengaman ini terdiri dari RFID Reader, RFID Tag Card, LCD,dan sebuah solenoid. Diagram blok sistem ini ditunjukkan pada Gambar 3.2
3
1 2 4 5 6
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Keterangan:
1. RFID Tag Card 2. RFID Reader 3. LCD
4. Mikrokontroler 5. Solenoid 6. Pintu
(59)
Vreg LM7805CT IN OUT TIP32C 100ohm 100uF 330ohm 220V 50Hz 0Deg
TS_PQ4_12 2200uF 1uF 1N5392GP 1N5392GP 12 Volt 5 Volt
Secara keseluruhan, sistem ini dirancang dengan menggunakan dua rancangan, yaitu hardware (perangkat keras) dan software (perangkat lunak). Perangkat keras ini digunakan untuk memberikan masukan data dari RFID Tag Card yang dibantu oleh RFID Reader ID-12 kepada mikrokontroler, dalam hal ini dengan menghubungkan pin keluaran pada RFID Reader (pin kaki 8) ke kaki RXD mikrokontroler yang berfungsi untuk menerima data secara serial. Perangkat lunak pada sistem ini difokuskan untuk mengatur atau mengendalikan kerja sistem ini khususnya mikrokontroler, sehingga sistem dapat berjalan sesuai dengan tahapan atau langkah kerja yang diinginkan. Dengan memahami kerja dari perangkat keras dan algoritma pemrograman perangkat lunak tersebut yang pada akhirnya dapat digunakan untuk mendukung berfungsinya sistem ini.
3.3 Rancangan Power Supplay (PSA)
Rangkaian ini berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian PSA yang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 12 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, sedangkan keluaran 12 volt digunakan untuk mensuplay tegangan ke motor servo. Rangkaian power supplay ditunjukkan pada gambar berikut ini.
http://www.scribd.com/doc/52041781/15/sistem-power-supply
(60)
Trafo CT merupakan trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan
diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt ( LM7805CT ) digunakan
agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.
LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk mensupplay arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan ( LM7805CT ) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran 2 buah dioda penyearah.
3.4 Rancangan RFID
http://RFID.handbook.com
Gambar 3.4 Skema
Rangkaian RFID
Rangkaian RFID ditunjukkan pada Gambar 3.4 dapat dilihat terdiri dari RFID Reader beserta komponen-komponen penunjangnya. Rangkaian RFID ini berfungsi sebagai tahap pertama pada pengaman yang telah dibuat.
(61)
RFID Reader diberi catu daya yang stabil sebesar +5 Volt, sehingga diperlukan IC LM 7805. Pada saat RFID Tag Card mendekati RFID Reader pada jarak kurang lebih 5 cm, RFID Tag Card akan tercatu daya oleh RFID Reader, lalu RFID Tag Card akan mengeluarkan gelombang RF yang berisikan data analog yang selanjutnya akan ditangkap oleh RFID Reader sekaligus mengubahnya menjadi data digital berupa data ASCII atau Wiegand.
Jika data keluaran yang diinginkan adalah ASCII maka pada kaki 7 RFID Reader harus di-ground-kan, sedangkan jika data keluaran yang diinginkan adalah Wiegand maka pada kaki 7 RFID Reader harus diberi catu daya +5 Volt. Ketika data ditangkap oleh RFID Reader maka data digital akan dikeluarkan pada kaki 8 dan kaki 9 RFID Reader, tetapi data yang dikeluarkan pada kaki 9 RFID Reader sudah ter-inverter terlebih dahulu. Pada keadaan menerima data, RFID Reader pada kaki 10 akan men-drive transistor sehingga LED akan menyala setiap ada data yang diterima oleh RFID Reader, sedangkan jika tidak menerima data, transistor tidak akan aktif karena tidak di-drive oleh RFID Reader pada kaki 10 dan LED tidak akan menyala.
3.5 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ATMega 8535
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.
Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMega 8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini:
(62)
http://npx21.blog.uns.ac.id/2010/07/17/atmega8535/
Gambar 3.5 Rangkaian mikrokontroller ATMega8535
Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada Gambar 16 terdiri dari minimum sistem IC AVR ATMega 8535 itu sendiri beserta komponen-komponen penunjangnya dan rangkaian mikrokontroler ini berfungsi sebagai tahap kedua dalam sistem pengaman yang telah dibuat.
Komponen-komponen penunjangnya berupa sebuah IC LM 7805, sebuah crystal beserta sejumlah resistor, kapasitor, dan tombol reset jika diperlukan. IC LM 7805 diperlukan agar masukan yang masuk ke dalam ATMega8535 relatif stabil sebesar +5 Volt. Crystal diperlukan sebagai penghasil gelombang (clock) yang diperlukan oleh AVR ATMega8535. Crystal ini dihubungkan dengan kaki 12 dan kaki 13 pada AVR ATMega8535. Crystal yang digunakan memiliki frekuensi 4 Mhz.
3.6 Rangkaian LCD 2x16 (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul penampil yang banyak digunakan karena tampilannya menarik. LCD yang paling banyak digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish karena harganya cukup murah. LCD M1632 merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2 baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah. Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
(63)
Alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H. Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H. Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada baris ke-2 kolom pertama, maka harus diset pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40, maka penulisan programnya sama saja.CGRAM merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter, dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan. Namun, memori akan hilang saat power supply tidak aktif sehingga pola karakter akan hilang. Berikut tabel pin untuk LCD M1632.
Perbedaannya dengan LCD standar adalah pada kaki 1 VCC, dan kaki 2 Gnd. Ini kebalikan dengan LCD standar.Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port 0 dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.
(64)
http://ecatron.com
Gambar 3.6 Rangkaian Driver LCD
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 ).
Tabel 3.1 Keterangan dan fungsi dari susunan kaki LCD
(65)
Driver LCD seperti HD44780 memiliki dua register yang aksesnya diatur menggunakan pin RS. Pada saat RS berlogika 0, register yang diakses adalah perintah, sedangkan pada saat RS berlogika 1, register yang diakses adalah register data.
Agar dapat mengaktifkan LCD, proses inisialisasi harus dilakukan dengan cara mengeset bit RS dan meng-clear-kan bit E dengan delay minimal 15 ms.
Kemudian mengirimkan data 30H dan ditunda lagi selama 5 ms. Proses ini harus dilakukan tiga kali, lalu mengirim inisial 20H dan interface data length dengan lebar 4 bit saja (28H). Setelah itu display dimatikan (08H) dan di-clear-kan (01H). Selanjutnya dilakukan pengesetan display dan cursor, serta blinking apakah ON atau OFF. Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada LCD.
(66)
BAB 4
ANALISA RANGKAIAN DAN PROGRAM
4.1 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)
Power Supply adalah suatu rangkaian yang berfungsi merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC yang stabil sampai suatu arus maksimum yang ditentukan oleh desain.Pengujian pada bagian rangkaian catu daya ini dapat dilakukan dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian ini dengan menggunakan volt meter digital. Dari hasil pengujian diperoleh tegangan keluaran pertama sebesar + 5,0 volt. Sedangkan tegangan keluaran kedua adalah sebesar +12,3 Volt. Power Supply bertugas merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC yang stabil sampai suatu arus maksimum yang ditentukan oleh desain.
Tegangan ini dipergunakan untuk mensupply tegangan keseluruh rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535 dapat bekerja pada tegangan 4,0 - 5,5 Volt,sehingga tegangan 5,1 Volt ini cukup untuk mensupply tegangan ke mikrokontroler ATMega 8535.Tegangan keluaran kedua sebesar 12,3 Volt digunakan untuk mensupply tegangan ke aplikasi yaitu RFID,dan Selenoid.
(67)
Vreg LM7805CT
IN OUT TIP32C
100ohm
100uF
330ohm 220V 50Hz 0Deg
TS_PQ4_12
2200uF 1uF
1N5392GP 1N5392GP
12 Volt
5 Volt
http://www.scribd.com/doc/52041781/15/sistem-power-supply
Gambar 4.1 Rangkaian Power Supplay (PSA)
4.2 Pengujian RFID Reader
Uji coba ini bertujuan untuk mengetahui berapa jarak pendeteksian RFID Tag Card yang dapat dilakukan oleh RFID Reader. Pengujian dilakukan dengan mendekatkan RFID Tag Card ke RFID Reader dengan jarak tertentu dan kemudian diukur oleh mistar ukur. Apabila RFID Tag Card terdeteksi oleh RFID Reader maka buzzer pada rangkaian akan berbunyi. Metode yang digunakan untuk melakukan ujicoba ini dapat dilihat pada Gambar 4.2
TAG CARD
Jarak ( cm )
READER
http://RFID.handbook.com
(68)
Tabel 4.1 Data Jarak Deteksi RFID
4.3 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATMega 8535
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega 8535 ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan power supplay sebagai sumber tegangan. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20 dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,9 volt. Untuk kaki 39 diarahkan kebagian kaki 3 RFID ID 12, kaki 38 diarahkan ke kaki 4 RFID ID 12. Selanjutnya untuk kaki 1 dan kaki 3 diarahkan ke solenoid atau motor.
Jarak ( cm )
Kondisi RFID Reader Kondisi Pintu
12 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
11 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
10 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
9 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
8 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
7 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
6 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
5 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
4 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
3 Tidak terdeteksi Tidak Terbuka
2 Terdeteksi Terbuka
(69)
Berikut ini program sederhana untuk membuat lampu LED tersbut menyala kelap-kelip dan hanya PORTD.7 yang diubah nilainya menjadi output maka CodeVision akan menghasilkan program sebagai berikut:
// flip.c
#include <mega8535.h> #include <delay.h> #define LED PORTD.7
// Declare your global variables here void main(void)
{
// Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=Out Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=0 State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;
(70)
// Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00; OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;
TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off
// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;
(71)
// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
while (1) {
// Place your code here LED = 1;
delay_ms(500); LED = 0; delay_ms(500); };
(72)
4.4 Pengujian Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Setelah rangkaian LCD diberikan tegangan sebesar 5 Volt,maka LCD dapat menyala namun belum tentu LCD dapat bekerja dengan baik.Untuk mengetahui apakah rangkaian LCD dapat menampilkan data yang diberikan,maka perlu dilakukan pengujian dengan memasukkan program berikut ini:
// test_lcd
#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> #define ledk PORTD.7
// Alphanumeric LCD Module functions #asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm
#include <lcd.h>
// Declare your global variables here void main(void)
{
// Declare your local variables here unsigned char buf[33];
unsigned char number;
// Input/Output Ports initialization // Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
(73)
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=Out Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=0 State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;
DDRD=0x80;
// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00; OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock
(74)
ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off
// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;
// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// LCD module initialization lcd_init(16);
number = 194; // bilangan yang akan ditampilkan // pada baris kedua
lcd_gotoxy(0,0); // baris pertama pada LCD lcd_putsf ("LCD Test "); // tampil tulisan LCD Test
while (1) {
// Place your code here
lcd_gotoxy(0,1); // baris kedua pada LCD sprintf(buf,"Bilangan %u",number); // tampil Bilangan 194 lcd_puts(buf); // ditampilkan di layar
delay_ms(250); // tunda 250 mdetik (1/4 detik) ledk = ! ledk; // led di PORTD.7 kelap-kelip
}; }
(1)
ICR1L=0x20; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;
TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off
// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x01;
// USART initialization
// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On
// USART Transmitter: Off // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 UCSRA=0x00;
UCSRB=0x90; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00;
UBRRL=0x67;// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
// LCD module initialization lcd_init(16);
// Global enable interrupts #asm("sei")
lcd_gotoxy(0,0);
(2)
ndx = 0; status = 0; buka = 0; OCR1A =700; while (1) {
// Place your code here
lcd_gotoxy(0,1);
sprintf(buf,"Kd: %02u %02u %02u",idx,status,ndx); lcd_puts(buf);
cnt = 0; ndx = 0; delay_ms(500); while (idx > 0) {
xkar = getchar(); if (xkar > 0x2f) {
id[ndx] = xkar; lcd_gotoxy(cnt,0); sprintf(buf,"%c",xkar); lcd_puts(buf); ndx++; } idx--; cnt++; status = 0; if (status == 0)
{
status = check_id1();
if (status == 1) buka = 1; }
if (status == 0) {
status = check_id2(); if (status == 2) buka = 1; }
if (status == 0) {
status = check_id3(); if (status == 3) buka = 1;
}
(3)
}
if (buka == 1) {
buka = 0; OCR1A = 1600;
PORTA = 0X55; delay_ms (500); PORTA = 0Xaa; delay_ms (500)
PORTA = 0X55; delay_ms (500); PORTA = 0Xaa; delay_ms (500);
PORTA = 0X55; delay_ms (500); PORTA = 0Xaa; delay_ms (500);
PORTA = 0X55; delay_ms (500); PORTA = 0Xaa; delay_ms (500); PORTA = 0x00; OCR1A = 700; PORTC = 0X55; delay_ms (500); PORTC = 0Xaa; delay_ms (500);
(4)
delay_ms (500); PORTC = 0Xaa; delay_ms (500);
PORTC = 0x00; }
}; }
(5)
Vreg
LM7805CT
IN OUT
TIP32C
100ohm
100uF
330ohm 220V 50Hz 0Deg
TS_PQ4_12
2200uF 1uF 1N5392GP
1N5392GP
12 Volt
5 Volt
2. Rangkaian Power Supply
3. Rangkaian LCD 2 x 16 digit
(6)
4. Rangkaian Rfid Reader ID12
5. Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535