Perancangan Sistem Absensi dengan RFID Menggunakan Custom RFID Reader
PERANCANGAN SISTEM ABSENSI DENGAN RFID
MENGGUNAKAN CUSTOM RFID READER
Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan program Sarjana S1 di Jurusan Teknik Elektro
Oleh : Hesty Lestari
13105020
Dosen Pembimbing : 1. Muhammad Aria, MT. 2. Levy Olivia Nur, MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
2009
(2)
Salah satu keunggulan teknologi RFID yaitu, RFID reader dapat membaca data atau menulis ulang data pada RFID tag tanpa kontak langsung dengan tag tersebut. Tugas akhir ini menggunakan teknologi RFID pada suatu sistem absensi mahasiswa dengan spesifikasi dapat mengambil data tanpa ada kontak langsung (otomatis), memiliki kemampuan untuk mengirimkan data yang bersih dari noise (handal) sebagai data masukan pada software, data yang diterima sama hingga jarak maksimum pembacaan (akurat), dan relatif murah.
Dengan menggunakan modul ID-12, dirancang dan dibangun sistem absensi RFID dengan suatu reader yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi di atas. Pembangunan software sistem absensi menggunakan bahasa pemograman JAVA dan MySQL untuk database.
Custom RFID reader yang dibangun tidak dapat membaca dua buah RFID tag yang diletakkan secara berhimpitan. Media penghalang logam terbukti menghalangi custom RFID reader untuk membaca RFID tag. Sementara media penghalang air dapat mengurangi kemampuan custom RFID reader untuk membaca RFID tag, meski hasil pembacaan tidak mengalami gangguan.
Pengujian sistem dan RFID tag memperlihatkan sistem ini dapat memenuhi spesifikasi yang diminta. Aplikasi teknologi RFID memungkinkan sistem ini dapat bekerja secara otomatis. Custom RFID reader yang dirancang dapat bekerja secara handal dan akurat untuk dipergunakan pada software sistem absensi. Penggunaan modul ID-12 untuk menjadikan pembangunan sistem absensi RFID ini menjadi relatif murah.
Keyword : sistem absensi, Radio Frequency Identification(RFID), ID-12, AT89S52, komunikasi serial, custom RFID reader, JAVA, MySQL
(3)
One of the superiority of RFID technology is the RFID reader can read data or rewrite data which is stored inside the RFID tag without any direct contact. The final assignment applied RFID technology on a collage student attendance system with certain specification (custom). The specification are the system can received data automatically (without any direct contact), has the ability to send reliable clean data which needed as input for the attendance software, the data can be read accurately on the reading range, and low cost.
The attendance system for collage student which will be design and built to achieve the specification which earlier mention, will apply the ID-12 modul. The software for the attendance system is built using JAVA language programming and MySQL for the database system.
The custom RFID reader cannot read two RFID tags which placed closely without any distance between them. The metal barrier proved to prevent reading from the custom RFID reader. The water barrier can reduce the reading ability of the custom RFID reader. But the reading result proved to be accurate.
The tests which done for this system show this attendance system can fulfill the required specification which earlier mention. The application of RFID technology makes this system can work automatically. The custom RFID reader proved to be accurate and reliable to be used together with the attendance system software. Applying ID-12 modul in this system makes this attendance system prove to be low cost.
Keyword : attendance system, Radio Frequency Identification(RFID), ID-12, AT89S52, serial communication, , custom RFID reader, JAVA, MySQL
(4)
KATA PENGANTAR
Teknologi RFID lebih unggul dibandingkan teknologi identifikasi lainnya yang dalam penggunaannya menggunakan suatu pembaca (reader) dan tag seperti teknologi barcode dan smart card. Karena dalam pembacaan atau pun menulis ulang data pada RFID tag tidak membutuhkan kontak langsung antara RFID tag dengan reader.
Salah satu masalah yang sering muncul di perguruan tinggi adalah masalah absensi, khususnya absensi perkuliahan untuk mahasiswa. Tugas akhir ini penulis mencoba menggunakan teknologi RFID untuk memberi alternatif solusi untuk permasalahan tersebut.
Penulis sangat berharap tugas akhir ini dapat memberi banyak manfaat bagi penulis sendiri dan bagi yang membaca.
Penulis menyadari banyak terdapat kekurangan dan keterbatasan dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan tugas akhir ini. Untuk itu, penulis mohon kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan dari semua pihak.
Bandung, Agustus 2009
Penulis
(5)
vii
Alhamdulillah, atas segala limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayah-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyadari bahwa terwujudnya tugas akhir ini tak lepas dari bantuan, bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dengan segala kerendahan hati penulis sampaikan terima kasih kepada :
1. Bapak, Ibu dan seluruh keluarga yang telah memberikan doa dan dukungan selama penulis menyelesaikan kuliah dan mengerjakan tugas akhir ini.
2. Bapak Muhammad Aria, M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan dosen pembimbing I serta Ibu Levy Olivia, M.T. selaku dosen pembimbing II yang telah dengan sabar memberikan ilmu, pengarahan, bimbingan, dan masukan-masukan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
3. Bapak Prof. Dr. Ir. Ukun Sastraprawira, M.Sc. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer, Universitas Komputer Indonesia.
4. Ibu Tri Rahajoeningroem, M.T. selaku dosen wali dan koordinator tugas akhir yang senantiasa memberikan informasi tentang tugas akhir dan dukungannya.
5. Ferry Chrisnandika dan Hadi Hariyadi yang telah banyak memberikan ilmu, masukan, dan dukungan kepada penulis sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan baik.
(6)
viii
7. Teman-teman di jurusan Teknik Elektro yang bersedia memberi bantuan yang dibutuhkan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Khususnya pada Setiawan Ari Wibowo, Rahman Sanandra, Ongko Widjoyo dan Suryono. Semangat dan persahabatan dari kalian selalu menambah semangat dan motivasi pada diri penulis dalam menempuh kuliah di jurusan teknik elektro dan khususnya pada pengerjaan tugas akhir ini.
8. Semua staf Jurusan dan Universitas yang telah membantu dalam masalah administrasi dan sebagainya.
Serta semua pihak yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung. Saya ucapkan terima kasih banyak atas bantuannya.
(7)
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR vi
UCAPAN TERIMAKASIH vii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xi
DAFTAR TABEL xiii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Tujuan 3
1.3 Rumusan Masalah 3
1.4 Batasan Masalah 3
1.5 Metoda Penelitian 4
1.6 Sistematika Penulisan 4
BAB II TEORI PENUNJANG 6
2.1 Pengenalan Radio Frequency Identification (RFID) 6
2.1.1 Sistem RFID 7
2.1.2 RFID Tag 8
2.1.3 RFID Reader 12
2.1.4 Cara Kerja Perpindahan Data Pada RFID 12
2.1.5 Tingkat Akurasi Sistem RFID 14
2.1.6 Penerapan RFID 16
2.2 Modul RFID Reader ID-12 17
2.2.1 Konfigurasi Pin ID-12 18
2.2.2 Format Data Pada ID-12 18
2.3 Custom RFID Reader 20
2.4 Sistem Absensi RFID 21
2.5 Pengenalan Mikrokontroller AT89S52 22
2.6 Komunikasi Serial 25
2.7 Pengenalan MAX232 27
2.8 Konektor DB9 29
2.9 JAVA 30
2.9.1 Karakteristik JAVA 31
2.10 MySQL 31
2.11 Java Database Connectivity (JDBC) 32
(8)
x
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ABSENSI 34
3.1 Metode Perancangan 34
3.2 Rancangan Sistem Absensi 35
3.3 Hardware Sistem Absensi 36
3.3.1 Rangkaian Voltage Regulator 37
3.3.2 Rangkaian Custom RFID Reader 39
3.3.3 Rangkaian Buzzer dan LED 41
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 44
3.3.5 Rangkaian MAX232 45
3.3.6 Rangkaian LCD 48
3.4 Pemograman Mikrokontroller AT89S52 50
3.4.1 Menampilkan ID number Pada LCD 50
3.4.2 Mengirimkan ID number ke Komputer 51
3.5 Software Sistem Absensi 52
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA 54
4.1 Pengujian Hardware 54
4.1.1 Pengujian Custom RFID Reader Tanpa Media Penghalang 57 4.1.2 Pengujian Custom RFID Reader dengan Media Penghalang 59 4.1.3 Pengujian Custom RFID Reader dengan Dua Buah Tag 67
4.1.4 Pengujian RFID Tag 69
4.2 Pengujian Software 70
4.2.1 Pengujian Program pada Mikrokontroller 71
4.2.2 Pengujian Software pada Komputer 72
4.3 Pengujian Sistem Absensi 75
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 79
5.1 Kesimpulan 79
5.2 Saran 80
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
(9)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem RFID 8
Gambar 2.2 Beberapa bentuk RFID 11
Gambar 2.3 RFID tag EM4001 12
Gambar 2.4 Inductive coupling 13
Gambar 2.5 Backscatter coupling 14
Gambar 2.6 Modul RFID 17
Gambar 2.7 Spesifikasi pin pada ID-2, ID-12, dan ID-20 18 Gambar 2.8 Ilustrasi menggunakan RFID dengan custom RFID reader 22
Gambar 2.9 Mikrokontroller AT89S52 24
Gambar 2.10 Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52 24 Gambar 2.11 Gelombang informasi untuk komunikasi serial 25 Gambar 2.12 MAX232 dan konfigurasi pin MAX232 27
Gambar 2.13 Rangkaian minimum MAX232 28
Gambar 2.14 Diagram logic MAX232 29
Gambar 2.15 Konektor Port DB9 29
Gambar 2.16 Diagram blok program java 30
Gambar 3.1 Blok diagram sistem absensi RFID dengan custom RFID reader 35
Gambar 3.2 Flowchart sistem absensi RFID 36
Gambar 3.3 Rangkaian hardware sistem absensi RFID dengan custom RFID reader 37
Gambar 3.4 LM7805 38
Gambar 3.5 Rangkaian voltage regulator 39
Gambar 3.6 Rangkaian minimum ID-12 40
Gambar 3.7 Rangkaian custom RFID reader 40
Gambar 3.8 Buzzer dan led 41
Gambar 3.9 Rangkaian buzzer dan LED 42
Gambar 3.10 Konfigurasi transistor sebagai saklar 43
Gambar 3.11 Rangkaian minimum AT89S52 45
Gambar 3.12 Rangkaian standar MAX232 46
Gambar 3.13 Rangkaian standar LCD 48
Gambar 3.14 Flowchart menampilkan ID number pada LCD 51 Gambar 3.15 Flowchart mengirim ID number secara serial 52 Gambar 3.16 Flowchart software sistem absensi 53 Gambar 4.1 Memberi nama untuk koneksi baru hyper terminal 55 Gambar 4.2 Memilih port yang akan digunakan untuk koneksi baru hyper terminal 55 Gambar 4.3 Mengeset port untuk koneksi baru hyper terminal 56 Gambar 4.4 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal 56 Gambar 4.5 Posisi pembacaan RFID tag tanpa penghalang 57 Gambar 4.6 Posisi pembacaan RFID tag dengan media penghalang 59 Gambar 4.7 Pembacaan RFID tagmedia penghalang sebuah buku 60 Gambar 4.8 Pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik 61
(10)
xii
Gambar 4.9 Pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik berisi air 63
Gambar 4.10 Ilustrasi hukum snellius 64
Gambar 4.11 Pembacaan RFID tagmedia penghalang kayu 65 Gambar 4.12 Pembacaan RFID tagmedia penghalang logam 67 Gambar 4.13 Pengujian custom RFID reader dengan dua buah RFID tag 68
Gambar 4.14 Pengujian program LCD 71
Gambar 4.15 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal tanpa start bit maupun stop bit
72 Gambar 4.16 Pembacaan RFID tag yang ditampilkan LCD 72 Gambar 4.17 Pembacaan RFID tag pada hyper terminal tanpa start bit maupun stop bit
74 Gambar 4.18 Flowchart menghilangkan start bit dan stop bit 75 Gambar 4.19 Tampilan tombol untuk melihat database absensi pada software sistem absensi
75 Gambar 4.20 Tampilan database absensi sebelum terjadinya proses absensi 76
Gambar 4.21 Tampilan absensi masuk kuliah 77
Gambar 4.22 Tampilan absensi selesai kuliah 77 Gambar 4.23 Tampilan database absensi setelah selesai proses absensi 78
(11)
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag pasif 10 Tabel 2.2 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001 12 Tabel 2.3 Spesifikasi modul RFID reader ID-12 17
Tabel 2.6 Deskripsi pin ID-12 19
Tabel 2.4 Data ASCII 19
Tabel 2.5 Data Wiegand26 20
Tabel 2.6 Pin konektor DB9 30
Tabel 3.1 Program inisiasi serial pada mikrokontroller AT89S52 47 Tabel 3.2 Program mengirim dan menerima data 47
Tabel 3.3 Konfigurasi pin LCD JHD162A 49
Tabel 3.4 Instruksi set LCD JHD162A 49
Tabel 3.5 Program inisiasi LCD 50
Tabel 4.1 Hasil pembacaan RFID tagtanpa media penghalang 57 Tabel 4.2 Hasil pembacaan RFID tagdengan media penghalang buku 60 Tabel 4.3 Hasil pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik 61 Tabel 4.4 Hasil pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik berisi air 63 Tabel 4.5 Pembacaan RFID tagmedia penghalang kayu 66
Tabel 4.6 Pembacaan dua buah RFID tag 68
Tabel 4.5 Pembacaan dua buah RFID tag 64
(12)
DAFTAR PUSTAKA
1. Sweeny II , Patrick J, “RFID for Dummies”, Wiley Publishing Inc, Indiana, 2005
2. Nalwan, Paulus Andi, “Panduan Praktis TeknikAntar Muka dan Pemrograman Mikrokontroller AT89C51’, Penerbit PT Elex Media Komputindo, Jakarta, 2003
3. Raharjo, Budi., dkk, ”Mudah Belajar Java”, Penerbit INFORMATIKA BANDUNG, Bandung, 2007
4. www.adilam.com.au/RFID/Adilam%20RFID%20ID12.pdf (diakses pada tanggal 29 agustus 2008)
5. http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/tutorial.html (diakses pada tanggal 20 Februari 2009)
6. http://www.roseindia.net/jdbc/what-is-jdbc.shtml (diakses pada tanggal 20 Februari 2009)
7. yuliana_st.staff.gunadarma.ac.id/.../Pertemuan-01_Pengenalan+Java_.pdf (diakses pada tanggal 20 Februari 2009)
(13)
1.1 Latar Belakang
Teknologi Radio Frequency Identification (RFID) sendiri sudah dikenal sejak perang dunia II. Pada saat itu, metoda RFID diterapkan untuk membedakan pesawat terbang kawan dengan pesawat terbang lawan. Sistem tersebut dikenal sebagai Identification, Friends or Foe (IFF). Sejak saat itu, teknologi RFID semakin berkembang dan mulai digunakan dalam berbagai bidang antara lain bidang industri, bidang peternakan, dan bidang kesehatan.
Teknologi RFID memiliki banyak kelebihan dibandingkan teknologi identifikasi lainnya yang dalam penggunaannya menggunakan suatu pembaca (reader) dan tag seperti teknologi barcode dan smart card. Kelebihan utama RFID dibandingkan kedua teknologi identifikasi tersebut adalah untuk membaca data pada suatu RFID tag ataupun menulis ulang data pada RFID tag tidak membutuhkan kontak langsung antara RFID tag dengan reader. Selain itu, RFID tag memiliki kemampuan untuk menyimpan cukup banyak data selain angka unik yang digunakan sebagai identifikasi. Sebagai contoh, sebuah RFID tag dapat menyimpan angka identifikasi (ID number) dan tanggal kadaluarsa sebuah produk.
Teknologi RFID menarik perhatian penulis. Penulis melihat penggunaan teknologi RFID di Indonesia masih sangat sedikit jika dibandingkan dengan
(14)
negara lain. Hal ini menyebabkan penulis ingin ikut mencoba menggunakan teknologi RFID ini dalam suatu sistem yang dapat dimanfaatkan oleh banyak pihak khususnya di kalangan perguruan tinggi.
Salah satu masalah yang sering muncul di perguruan tinggi adalah masalah absensi, khususnya absensi perkuliahan untuk mahasiswa. Pada umumnya, absensi mahasiswa dilakukan secara manual dengan membagikan selembar kertas pada saat perkuliahan berlangsung. Setiap mahasiswa akan membubuhkan tandatangannya pada selembar kertas ini sebagai bukti kehadiran. Metoda ini terkadang mengganggu jalannya proses perkuliahan dikarenakan mahasiswa akan terfokus untuk menantikan kertas absensi dibandingkan menyimak materi perkuliahan. Selain itu, dibutuhkan waktu yang cukup lama untuk mendapatkan data kehadiran mahasiswa per harinya untuk tiap mata kuliah yang diikuti seorang mahasiswa. Karena biasanya seorang dosen akan memberikan data absensi tersebut ke kesekretariatan tiap semester berakhir.
Untuk mengatasi masalah ini, dibutuhkan suatu sistem absensi dengan dengan spesifikasi dapat mengambil data tanpa ada kontak langsung (otomatis), memiliki kemampuan untuk mengirimkan data yang bersih dari noise (handal) sebagai data masukan pada software, data yang diterima sama hingga jarak maksimum pembacaan (akurat), dan relatif murah. Teknologi RFID memungkinkan untuk membuat suatu sistem absensi yang diinginkankan tersebut.
(15)
Permasalahan utama dalam perancangan sistem absensi ini adalah membuat suatu RFID reader yang handal dengan biaya yang relatif lebih murah dibandingkan dengan RFID reader yang lain. Dengan menggunakan teknologi RFID yang ada, pada tugas akhir ini, penulis membangun suatu reader yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi seperti di atas. Penulis berharap penyelesaian tugas akhir ini dapat menjadi alternatif sistem absensi RFID sehingga dapat menimbulkan minat banyak pihak untuk ikut menerapkan teknologi RFID.
1.2 Tujuan
Tugas akhir ini akan merancang dan merealisasikan sistem absensi RFID menggunakan custom RFID reader.
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam tugas akhir ini meliputi perancangan sistem absensi, perancangan custom RFID reader, perancangan rangkaian reader ke LCD dan komputer dengan menggunakan mikrokontroller AT89S52 dan MAX232., pembuatan program, dan pengujian sistem
1.4 Batasan Masalah
Tugas akhir ini membatasi permasalahan pada kehandalan pengiriman dan penerimaan data dari custom RFID reader ke komputer dan LCD, dan pengujian pembacaan dua atau lebih RFID tag pada custom RFID reader.
(16)
1.5 Metoda Penelitian
Pembuatan tugas akhir ini dilakukan:
1. Studi literatur untuk mendapatkan dasar teori dasar dan sistem absensi yang akan dibangun.
2. Pembuatan hardware sistem berdasarkan dari studi literature.
3. Pembuatan software sistem untuk mengolah database, tampilan pada komputer, dan output berupa printout, dan tampilan pada LCD.
4. Pengujian hardware dan software sistem untuk melihat kelebihan, kekurangan sistem, dan kemungkinan pengembangan selanjutnya.
1.6 Sistematika Penulisan
Tugas akhir ini terdiri dari 5 bab dengan isi masing-masing bab: ◊ BAB I PENDAHULUAN
Berisikan latar belakang tugas akhir, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah, metoda penelitian, dan sistematika penulisan.
◊ BAB II TEORI PENUNJANG
Berisikan pengenalan RFID, pengertian custom RFID reader yang akan dirancang, pembahasan Modul ID-12, mikrokontroler, komunikasi serial dan software penunjang.
◊ BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ABSENSI Berisikan pembahasan mengenai sistem absensi menggunakan custom RFID reader, rangkaian custom RFID reader, rangkaian LCD, rangkaian RS232, dan pembuatan software
(17)
◊ BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Berisikan pengujian dan analisa pada sistem hardware dan sistem absensi secara keseluruhan.
◊ BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan dari BAB III dan BAB IV dan saran untuk pengembangan lanjut dari tugas akhir ini.
(18)
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1 Pengenalan Radio Frequency Identification (RFID)
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. RFID reader membaca
(19)
ID number yang terdapat pada RFID tag sehingga benda atau objek tersebut dapat diidentifikasi.
2.1.1 Sistem RFID
Secara umum, sistem RFID terdiri dari 4 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
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.
d. Software aplikasi
Untuk memproses dan menampilkan data yang dimiliki suatu RFID tag yang telah dibaca oleh RFID reader pada sebuah alat seperti misalnya sebuah komputer.
(20)
Meski secara umum sistem RFID terdiri dari 4 bagian, pada aplikasinya, jarang digunakan suatu antena tambahan selain antena internal pada masing-masing RFID tag dan RFID reader. Ilustrasi sistem RFID tanpa antena tambahan.ditunjukkan oleh Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Sistem RFID
Komputer RFID reader
dengan antena internal RFID
Tag
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. Sel lain 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
(21)
rangkaiannya 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 ini digunakan 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.
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
(22)
menggunakan daya yang cukup besar. Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag pasif diberikan pada Tabel 2.1
Tabel 2.1 Perbedaan RFID tag aktif dan RFID tag pasif
RFID Tag Aktif RFID Tag Pasif
Catu daya Internal pada tag Daya didapat dari interaksi radio
frekuensi antara reader dengan
tag Baterai di dalam tag Ya Tidak
Kesediaan daya Bersifat kontinyu Hanya pada jangkauan medan
radio frekuensi reader
Kekuatan sinyal yang dibutuhkan dari reader
ke tag
Rendah Tinggi
Kekuatan sinyal dari tag ke reader
Tinggi Rendah
Jangkauan 100 meter atau lebih
Kurang dari 3 meter (tergantung kemampuan atau spesifikasi
jangkauan baca reader)
Kemampuan membaca tag Ribuan tag dengan kecepatan hingga 120km/jam Beberapa ratus tag yang berada pada jarak kurang dari 3 meter (tergantung kemampuan atau spesifikasi jangkauan baca reader)
RFID tag juga dapat dibedakan berdasarkan tipe memori yang dimilikinya :
1. Read / Write (Baca/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
(23)
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. Gambar 2.2 memperlihatkan beberapa macam tag yang ada.
RFID
Gambar 2.2 Beberapa bentuk RFID
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
(24)
modul RFID reader ini adalah tipe GK4001 atau EM4001. Gambar 2.3 memperlihatkan RFID tag yang akan digunakan. Tabel 2.2 memperlihatkan spesifikasi dari RFID tag tipe GK4001 atau EM4001.
Gambar 2.3 RFID tag EM4001
Tabel 2.2 Spesifikasi RFID tag GK4001/EM4001
Parameter Spesifikasi
Frekuensi 125 KHz
Jangjkauan baca 8 – 14 cm
Dimensi 86 x 54 x 1.9 mm
Kapasitas data 64 bit
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.
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
(25)
pasif menggunakan metode magnetik (induktive) coupling. Sedangkan RFID tag aktif menggunakan metode backscatter 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.
Gambar 2.4 Inductive coupling
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/menon-aktifkan beban untuk melakukan modulasi sinyal data. Gelombang refleksi yang dipancarkan tag dimodulasi dengan gelombang data
(26)
carrier (P2). Gelombang yang termodulasi ini 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:
♦ Posisi antena pada RFID reader
♦ Karakteristik dari material lingkungan yang mencakup sistem RFID ♦ Batasan catu daya
♦ Frekuensi kerja sistem RFID
Tingkat akurasi Sistem RFID Frekuensi Rendah
Pada frekuensi rendah, contohnya pada frekuensi 13,56 MHz, komunikasi frekuensi radio antara tag dengan RFID reader sangat bergantung pada daya yang diterima tag dari antena yang terhubung dengan RFID reader. Pada ruang bebas, intensitas dari medan magnet yang diemisikan oleh antena berkurang teradap jarak, maka terdapat batas jarak di mana tag tidak aktif, dan komunikasi frekuensi
(27)
radio tidak dapat terjadi. Pengurangan ukuran tag akan mengurangi juga batas jarak.
Komunikasi radio berkurang jika medan magnet harus menembus material yang mengurangi daya elektromagnetik, contohnya pada kasus objek dengan bahan logam. Tag RFID tidak akan terdeteksi ketika ditaruh di dalam logam, karena material logam akan meredam fluks magnet yang melalui tag secara drastis.
Orientasi dari tag sangat penting dan dapat menyebabkan medan magnet bervariasi. Jika orientasi tag RFID sejajar dengan arah propagasi energi, maka fluks adalah nol dan komunikasi radio frekuensi tidak akan terjadi walaupun jarak antara antena dan tag sangat dekat.
Akurasi Sistem RFID Frekuensi Tinggi
Pada frekuensi tinggi, perfomansi dari sistem RFID sangat bergantung pada lingkungan di mana komunikasi di antara tag dan RFID reader terjadi. Pada jarak tanpa hambatan proses identifikasi dapat terjadi pada jarak 10 meter. Tetapi bila ada hambatan maka jarak ini akan berkurang secara drastis.
Pada frekuensi tinggi, tag RFID bekerja secara aktif dengan daya dari batere. Akurasi dari tag RFID dapat berkurang karena kekurangan daya. Akurasi dari sistem RFID pada umumnya sangat bergantung dari lingkungan di mana sistem RFID dioperasikan. Tantangan desain sistem RFID adalah melakukan desain infrastruktur RFID di antara lingkungan yang kurang bersahabat yang telah dijelaskan sebelumnya.
(28)
2.1.6 Penerapan RFID Bidang Transportasi
RFID digunakan untuk sistem identifikasi yang cepat misalnya untuk untuk menandai bawaan penumpang, dan pengganti tiket sehingga dapat mencegah antrian yang panjang
Bidang Inventory Control
Sistem penanganan barang pada proses manufaktur dan distribusi yang efisien dan hemat waktu, dapat disediakan dengan sistem identifikasi yang cepat dan aman. Hal ini dapat dengan mudah direalisasikan dengan RFID, karena tidak memerlukan kontak langsung, maupun kontak optik. Dengan tambahan fitur anticollision sejumlah barang dapat diperiksa secara bersamaan. Pada aplikasi ini masalah lingkungan dan kecepatan merupakan peranan yang penting.
Sistem parkir
Dengan menggunakan metode RFID, setiap kendaraan masuk hanya membutuhkan waktu selama 10 detik. Karena setiap pemilik kendaraan hanya perlu mendekatkan kartu RFIDnya ke RFID reader. Sehingga secara tidak langsung mengurangi proses antrian.
2.2 Modul RFID Reader ID-12
ID-12 adalah reader yang khusus mendeteksi RFID tag frekuensi 125kHz. RFID tag yang kompatible dengan ID-12 diantaranya GK4001 dan EM4001.Dengan
(29)
kemampuan baca sekitar ±12cm. Bentuk fisik ID-12 yang sering dijumpai diperlihatkan pada Gambar 2.6.
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 2.3.
Gambar 2.6 Modul RFID
Tabel 2.3 Spesifikasi modul RFID reader ID-12
Parameter ID12
Jarak Baca 12+ 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
2.2.1 Konfigurasi Pin ID-12
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 2.7.
(30)
Gambar 2.7 Spesifikasi pin pada ID-2, ID-12, dan ID-20
2.2.2 Format Data Pada ID-12
Format data yang dikeluarkan ID-12 berupa ASCII dan Wiegand26. Pemilihan format data ini diatur dengan menseting pin ID-12 sesuai dengan format data yang diinginkan. Deskripsi pin untuk pemilihan format data yang diinginkan selengkapnya diberikan pada Tabel 2.6. Pada tugas akhir ini, format data yang dibutuhkan adalah ASCII, karena data ini akan ditampilkan pada LCD.
Tabel 2.6 Deskripsi pin ID-12 No
pin
Deskripsi ASCII Magnet
Emulation
Wiegand26
Pin 1 Ground Ground Ground Ground
Pin 2 +5V Reset Reset Reset
Pin 3 Untuk antena
eksternal dan kapasitor tuning
antena antena antena
Pin 4 Untuk antena
eksternal
antena antena antena
Pin 5 Card present ‐ Card present ‐
Pin 6 future future future future
Pin 7 Format selector (+/‐) Ground Dihubungkan ke
Pin 10
+5V
Pin 8 Data 1 CMOS clock Satu output
Pin 9 Data 0 TTL data
(inverted)
Data Ground
Pin 10 3.1 KHz logic Buzzer/LED Buzzer/LED Buzzer/LED
(31)
♦ Format data ASCII Tabel 2.4 Data ASCII
02 10ASCII Hex data
characters
2ASCII char’s checksum
CR LF 03
(1byte) (10byte) (2byte) (1byte) (1byte) (1byte)
Seperti yang terlihat pada Tabel 2.4, Format data ASCII memiliki total panjang data 16 bytes. Dengan tambahan masing-masing 1 byte sebagai start bit dan stop bit. Nilai checksum merupakan hasil dari exclusive OR dari 10bytes data ASCII.
CR dan LF merupakan kode control yang akan selalu mengikuti setiap format data ASCII. Carriage Return (CR) merupakan kode control yang akan menggeser cursor ke sebelah kiri tampilan, tetapi tidak akan menyebabkan perpindahan baris. Line Feed (LF) merupakan kode control yang akan menyebabkan cursor berada pada baris selanjutnya.
♦ Format data Wiegand26 Tabel 2.5 Data Wiegand26
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 P E E E E E E E E E E E E O O O O O O O O O O O O P
Even Parity (E) Odd Parity (O)
Seperti yang terlihat pada Tabel 2.5, format data pada Wiegand26 hanya terdapat 24 bit saja, karena 2 bit digunakan sebagai parity. 24 bit ini diwakili oleh 6 karakter dimana 1 karakter terdiri dari 4 bit yang disebut nybbles.
Perbedaan antara ASCII dan Wiegand26 adalah pada Wiegand26 penanda even parity sebagai start bit adalah perubahan dari logic low to high dan penanda odd parity sebagai stop bit adalah perubahan dari logic high to low.
(32)
2.3 Custom RFID Reader
Dengan menggunakan teknologi RFID yang ada, pada tugas akhir ini akan membangun suatu reader yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi seperti di bawah ini:
♦ beroperasi secara otomatis
Teknologi RFID memungkinkan pembacaan data pada sebuah tag tidak membutuhkan kontak langsung dengan reader nya. Sehingga pengambilan data dan pemrosesan data dapat dilakukan secara otomatis dan cepat.
♦ handal dan akurat
Reader ini harus dapat memberikan hasil data keluaran sama dengan data yang dibaca. Tampilan hasil pembacaan ini, harus dapat dikenali dan digunakan oleh software sistem absensi.
♦ low cost
Pada tugas akhir ini hanya akan dibuat sebuah prototype sistem absensi. Akan tetapi, tujuan dan harapan penulis adalah sistem absensi ini akan digunakan khususnya pada absensi perkuliahan mahasiswa. Dalam penerapannya secara nyata , sistem ini akan menggunakan lebih dari satu reader. Karena reader ini akan diletakkan pada tiap-tiap pintu masuk ruang kuliah. Oleh karena itu, reader yang akan dibuat harus low cost.
(33)
2.4 Sistem Absensi RFID
Sistem absensi yang dibuat untuk tugas akhir ini diilustrasikan seperti Gambar 2.8. Untuk melakukan absensi, seseorang hanya perlu mendekatkan RFID tag nya yang berbentuk kartu ke custom RFID reader. Custom RFID reader ini akan mendeteksi dan menerima data dari RFID tag. Data ini akan dikirim ke mikrokontroler AT89S52 secara serial melalui MAX232 untuk diproses. Setelah diproses, mikrokontroller AT89S52 akan mengirimkan data tersebut ke komputer secara serial melalui MAX232 dan LCD secara langsung.
custom RFID reader
4 U LCD
AT89S52 & MAX232
RFID tag
(34)
2.5 Pengenalan Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroller dapat dikatakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebgaian besar elemennya dikemas dalam satu chip sehingga sering disebut sebagai single chip mikrokomputer. Tidak seperti sistem komputer yang mampu menangani berbagai macam program aplikasi, mikrokontroller hanya dapat digunakan untuk suatu aplikasi saja. Perbedaan lainya yaitu pada perbandingan Random Acces Memory (RAM) dan Read Only Memory (ROM).
Pada Mikrokontroller perbandingan antara RAM dan ROM-nya besar, sedangkan pada sistem komputer juga besar. Mikrokontroler merupakan sebuah chip yang dapat menyimpan program yang fungsinya sebagi pengotrol rangkaian elektronik. Berbeda dengan mikroprosesor yang merupakan Central Processing Unit (CPU) dimana memori dan I/O pendukung computer terpisah, pada mikrokontroler memori dn I/O pendukung lainya terkemas dalam sebuah chip tersebut. Sehingga kelebihan utama mikrokontroler menjadi sangat ringkas.
Mikrokontroller jenis MCS51 sudah mencapai 25 tahun, jenis mikrokontroller ini pertama kali dikembangkan pada tahun 70-an oleh Intel Coorpratioan. Mikrokontroller 51 merupakan keluarga yang masih banyak dikembang oleh produsen seperti Atmel corp, Philips Semicunduktors, Cygnal Intergrated product,inc, Winbond Elektronics Corp. Mikrokontroller jenis MCS51 terdiri dari beberapa tipe diantaranya AT89LS53, AT89S52, AT89S53 dan AT89S8252 dan salah satu yang banyak digunakan pada saat ini adalah jenis AT89S52 maka itulah pada pembuatan tugas akhir ini mikrokontroler yang akan digunakan adalah
(35)
mikrokontroler AT89S52. Gambar 2.9 memperlihatkan bentuk mikrokontroller AT89S52 yang sering dijumpai.
Mikrokontroller AT89S52 merupakan salah satu jenis mikrokontroler CMOS 8 bit yang memiliki performa tinggi dengan konsumsi daya rendah dan memiliki sistem pemograman kembali (Programmable and Erasebla Read Only Memory) dengan kemampuan lebih kurang 1000 kali pemograman (Write/Erase).
Beberapa fiktur yang dimiliki mikrokontroller ini antara lain adalah: ♦ Beroperasi antara 0 Hz sampai 24 MHz
♦ 8 Kbyte internal RAM 256 bytes internal RAM ♦ 2 saluran I/O
♦ Tiga buah timer/conter 16 bit ♦ Delapan buah sumber interupsi
♦ Komunikasi serial tiga tingkatan program memory lock
Gambar 2.9 Mikrokontroller AT89S52
Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52 diperlihatkan pada gambar 2.10. pada tugas akhir ini, hanya digunakan port 1, port 2, dan port 3 dari mikrokontroller AT89S52. Port 1 dan port 2 digunakan untuk mengontrol tampilan pada LCD. Sedangkan port 3 digunakan untuk komunikasi serial dengan MAX232.
(36)
Gambar 2.10 Konfigurasi pin mikrokontroller AT89S52
2.6 Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan komunikasi dimana data dikirim per bit. Cara ini lebih lambat dibandingkan komunikasi parallel dimana data dapat dikirim secara serentak. Mouse, dan scanner adalah contoh komunikasi serial. Pada tugas akhir ini, komunikasi serial terjadi antara RFID reader ke komputer melewati konnektor port DB29 dan komputer ke LCD melewati mikrokontroller dan RS-232.
Satu di antara beberapa standar untuk komunikasi serial adalah MAX232. Komunikasi MAX232 dilakukan secara asinkron (asynchronous), yaitu komunikasi serial yang tidak memiliki clock bersama antara pengirim dan penerima, masing-masing dari pengirim maupun penerima memiliki clock sendiri. Yang dikirimkan dari pengirim ke penerima adalah data dengan baudrate tertentu yang ditetapkan sebelum komunikasi berlangsung. Setiap word atau byte
(37)
disinkronkan dengan start bit, stop bit dan clock internal masing-masing pengirim atau penerima.
Gambar 2.11 Gelombang informasi untuk komunikasi serial
Gambar 2.11 memperlihatkan bentuk gelombang komunikasi serial dengan format 8N1, yaitu 8-bit data, tanpa parity, 1 stop bit. Pada keadaan idle atau menganggur, jalur RS-232 ditandai dengan mark state atau Logika high. Pengiriman data diawali dengan start bit yang berlogika 0 atau low, berikutnya data dikirimkan bit demi bit mulai dari Least Significant Bit (LSB) atau bit ke-0. Pengiriman setiap byte diakhiri dengan stop bit yang berlogika high
Gambar 2.11 memperlihatkan kondisi low telah stop bit, ini adalah start bit yang menandakan data berikutnya akan dikirimkan. Jika tidak ada lagi data yang ingin dikirim, maka jalur transmisi ini akan dibiarkan dalam keadaan high. Ada yang disebut ‘break signal’, yaitu keadaan low yang lamanya cukup untuk mengirimkan 8-bit data. Jika pengirim menyebabkan jalur komunikasi dalam keadaan seperti ini, penerima akan menganggap ini adalah ‘break signal’ atau sinyal rusak.
Data yang dikirimkan dengan cara seperti pada gambar 2.11 ini disebut data yang terbingkai (to be framed) oleh start dan stop bit. Jika stop bit dalam keadaan low,
(38)
berarti telah terjadi framing error. Biasanya hal ini terjadi karena perbedaan kecepatan komunikasi antara pengirim dengan penerima.
Di antara sarana penting yang ada pada Intel 8051 adalah UART atau dikenal dengan nama serial Port. Ini berarti kemudahan dalam akses jalur komunikasi serial, programmer cukup menulis dan membaca data dari register khusus bernama SBUF tanpa harus susah payah mengatur pengiriman data bit demi bit dengan baudrate tertentu.
Sebelum komunikasi berlangsung, harus dilakukan dulu inisialisasi register-register tertentu pada SFR yang terkait dengan komunikasi serial termasuk penentuan baudrate. Saat proses pengiriman maupun penerimaan data sedang berlangsung, kosong dan penuhnya SBUF akan diberitakan melalui bit indikator TI dan RI. Pemantauan TI dan RI dapat dilakukan dengan atau tanpa melibatkan sistem interupsi.
2.7 Pengenalan MAX232
MAX232 digunakan untuk komunikasi dari custom RFID reader ke mikrokontroller AT89S52 dan dari mikrokontroller AT89S52 ke komputer secara serial. MAX232 ini berfungsi sebagai pengubah level tegangan. Pada dasarnya IC ini hanya digunakan sebagai pengubah level tegangan ke level Transistor Transistor Logic (TTL). Gambar 2.12 memperlihatkan MAX232 dan konfigurasi pin MAX232
(39)
(a) (b)
Gambar 2.12 MAX232 dan konfigurasi pin MAX232 (a) MAX232, (b) konfigurasi pin
MAX232 sebagai alat komunikasi serial mempunyai 9 pin yang memiliki fungsi masing-masing. Pin yang biasa digunakan adalah pin 2 sebagai received data, pin 3 sebagai transmited data, dan pin 5 sebagai ground signal. Karakteristik elektrik dari MAX232 adalah sebagi berikut :
♦ Space (logic 0) mempunyai level tegangan sebesar +3 s/d +25 Volt. ♦ Mark (logic 1) mempunyai level tegangan sebesar -3 s/d -25 Volt. ♦ Level tegangan antara +3 s/d -3 Volt tidak terdefinisikan.
Arus yang melalui rangkaian tidak boleh melebihi dari 500 mA., ini dibutuhlan agar sistem yang dibangun bekerja dengan akurat. Agar MAX232 dapat digunakan, maka MAX232 harus dirangkai seperti pada Gambar 2.13.
Gambar 2.14 memberikan penjelasan tentang konfigurasi diagram logic pada MAX232. Pada tugas akhir ini, pin yang untuk komunikasi Rx antara custom RFID reader dengan mikrokontroller AT89S52 adalah pin 8 dan pin 9 dari MAX232. sedangkan pin yang digunakan untuk komunikasi TX dari mikrokontroller AT89S52 dengan komputer adalah pin 10 dan pin 7.
(40)
Gambar 2.14 Diagram logic MAX232 Gambar 2.13 Rangkaian minimum MAX232
2.8 Konektor DB9
Peralatan pada komunikasi serial port dibagi menjadi 2 kelompok. 1. Data Communication Equipment (DCE).
Contoh : modem, plotter, scanner,dll. 2. Data Terminal Equipment (DTE).
(41)
Komunikasi data membutuhkan konektor port sebagai saluran data. Biasanya digunakan konektor port DB9 yang berpasangan (male dan female). Gambar 2.15 menggambarkan konektor DB9 male dan female.
(a) (b) Gambar 2.15 Konektor Port DB9 (a) DB9 male, (b) DB9 female
Konfigurasi pin pada konektor port DB9 dapat dilihat pada Tabel 2.6. konfigurasi pin untuk DB9 male maupun female sama saja. Hanya letak urutan penomorannya saja yang berbeda.
Tabel 2.6 Pin konektor DB9
Pin Sinyal Pin Sinyal
1 Data Carrier Detect 6 Data Set Ready 2 Received Data (Rx) 7 Request to send 3 Transmitted Data (Tx) 8 Clear to Send 4 Data Terminal Ready 9 Flag Indicator
5 Ground
2.9 JAVA
Program java diluncurkan sebagai bahsa pemograman umum (general purpose programming language) yang dapat dijalankan di web browser sebagai applet. java memiliki sifat multiplatform, yaitu dapat gunakan pada operating system yang berbeda-beda.
Diagram blok pada Gambar 2.16 menjelaskan bahwa untuk menjalankan program java dibutuhkan Java Runtime Enviroment (JRE). Untuk tiap-tiap operating
(42)
system memiliki versi JRE yang berbeda dan khusus untuk masing-masing operating system. Akan tetapi, JRE ini memiliki bytes code yang sama. Sehingga, hanya membutuhkan penulisan program sekali, maka JRE akan dapat menjalakannya di operating system yang diinginkan.
Java
Source Code
Java
Bytes Code
JRE Output
Gambar 2.16 Diagram blok program java
2.9.1 Karakteristik JAVA
♦ sederhana, semudah C dan seampuh C++
Java mudah untuk dipelajari bagi seseorang yang sudah mengenal pemograman, tetapi belum terlalu terikat pada paradigma pemograman prosedural.
♦ berorientasi pada objek dengan implementasi yang sangat baik ♦ open platform, Write Once Run Anywhere (WORA)
Java hanya membutuhkan penulisan program sekali, dan dijalankan diberbagai operating system menggunakan JRE.
♦ arsitekturnya kokoh dan pemogramannya aman didukung oleh komunitas open source
(43)
Program yang dibuat menggunakan java tidak mudah terjadi konflik, karena objek-objek yang suadah tidak terpakai lagi dikumpulkansecara otomatis oleh garbage collector.
♦ selain sebagai platform juga sebagai arsitektur
Java dapat berada pada embeded device, TV, handphone, laptop, bahkan server.
2.10 MySQL
MySQL adalah salah satu jenis databaseserver yang sangat terkenal dan banyak digunakan untuk membangun aplikasi web yang menggunakan database sebagai sumber dan pengelolaan datanya. Mysql merupakan salah satu relational database management system yang bersifat Open Source. Struktur database disimpan dalam tabel-tabel yang saling berelasi. Karena bersifat open source maka MySQL dapat dipergunakan dan didistribusikan secara gratis, tanpa memerlukan lisensi dari pembuatnya. Mysql dapat dijalankan dalam berbagai platform operating system antara lain Windows, Linux, Unix, Sun OS dan lain-lain.
Pada MySQL, sebuah database mengandung satu atau sejumlah tabel. Tabel terdiri atas sejumlah kolom dan baris, dimana setiap kolom berisi sekumpulan data yang memiliki tipe yang sejenis, dan baris merupakan sekumpulan data yang saling berkaitan dan membentuk informasi. Kolom biasanya juga disebut sebagai field dan informasi yang tersimpan dalam setiap baris disebut dengan record.Software MySQL secara default akan diletakkan pada direktori C:\MySQL jika di-install pada sistem operasi Windows. Direktori ini bisa saja diubah sesuai
(44)
dengan keinginan pada saat instalasi. Direktori yang paling penting dalam struktur direktori MySQL adalah direktori bin dan data.
Sub direktori bin merupakan direktori yang menyimpan semua program database MySQL, sedangkan sub direktori data digunakan untuk menyimpan data dan file-file yang dibutuhkan oleh MySQL untuk menyimpan database.
2.11 Java Database Connectivity (JDBC)
Java Database Connectivity (JDBC) merupakan sebuah java API yang dibutuhkan untuk menjalankan program java pada format SQL. JDBC merupakam aplikasi interface pemograman yang memungkinkan programmer java mengakses database dalam format kode java menggunakan serangkaian interface standard kelas-kelas yang ditulis dalam bahasa pemrograman java. JDBC menyediakan metode untuk querying dan melakukan update data untuk relational database management system seperti SQL, Oracle, dll.
Aplikasi interface pemograman java menyediakan sebuah mekanisme yang digunakan untuk memasukkan driver-driver dan paket-paket java yang tepat secara dinamis, dan me-register-kannya pada JDBC driver manager yang digunakan sebagai pabrik koneksi untuk membuat koneksi JDBC yang mendukung statement pembuatan dan statement eksekusi seperti SQL, INSERT, UPDATE, dan DELETE. Driver manager merupakan tulang punggung arsitektur JDBC.
(45)
Secara umum, seluruh relational database management system kompatibel dengan SQL. JDBC memungkinkan untuk membuat sebuah aplikasi database yang dapat dieksekusi pada berbagai platform yang berbeda seperti pada java yang bersifat platform independent, dan berinteraksi dengan database management systems yang berbeda-beda.
JDBC membantu programmer untuk menuliskan aplikasi java yang mengatur tiga aktivitas pemrograman seperti di bawah ini:
1. Memudahkan untuk berhubungan dsengan sebuah data source, seperti halnya database.
2. Memudahkan untuk mengirim queries dan melakukan update statement pada database.
3. Mengambil kembali dan memproses hasil yang didapat dari database ketika suatu query dipanggil.
(46)
3.1 Metode Perancangan
Penulis mengharapkan sistem absensi RFID menggunakan custom RFID reader yang dirancang dan dibuat untuk tugas akhir ini dapat bekerja tidak kalah baik bahkan lebih baik jika dibandingkan dengan sistem absensi RFID lainnya yang ada di pasaran. Oleh karena itu, perancangan yang sistematis dibutuhkan untuk mendapatkan hasil yang sesuai dengan yang diinginkan. Perancangan dan pembuatan sistem absensi ini meliputi dua hal, yaitu :
a. Perancangan dan pembuatan hardware
Proses perancangan dan pembuatan hardware ini meliputi pengkajian referensi untuk custom RFID reader yang akan dibuat, pembuatan custom RFID reader, pembuatan rangkaian voltage regulator, pembuatan rangkaian MAX232 untuk melakukan komunikasi serial, pembuatan rangkaian AT89S52 sebagai pemroses data dari tag dan reader agar data yg diterima dapat digunakan sekaligus menampilan tiap-tiap data dari tag yang dideteksi oleh custom RFID reader pada LCD dan komputer. Khusus untuk komputer, mikrokontroller AT89S52 hanya mengirimkan data. Bagaimana data tersebut ditampilkan pada komputer akan diproses oleh software yang akan digunakan.
b. Perancangan dan pembuatan software
Proses perancangan dan pembuatan software ini meliputi pengujian terhadap default input data dari hardware, pemilihan tampilan pada komputer dan default
(47)
print out, pemilihan bahasa pemograman yang akan digunakan dalam pembuatan software.
3.2 Rancangan Sistem Absensi
Perancangan sistem absensi ini terdiri dari empat bagian utama. Bagian-bagian tersebut adalah RFID tag, custom RFID reader sebagai penerima data dari RFID tag, AT89S52 & MAX232 sebagai pemroses data dan pengirim data, terakhir adalah LCD dan komputer untuk menampilkan data. Bagian-bagian sistem absensi ini digambarkan pada blok diagram pada Gambar 3.1
Aliran data pada sistem absensi menggunakan custom RFID reader lebih jelasnya digambarkan oleh flowchart pada Gambar 3.2. Ketika RFID tag dilewatkan pada custom RFID reader, RFID tag akan menarik sumber tenaga dari medan radio frekuensi yang dipancarkan oleh custom RFID reader. Sumber tenaga ini digunakan untuk mengaktifkan chip RFID tag sehingga RFID tag dapat mengirimkan data ID number kepada custom RFID reader. ID number yang diterima custom RFID reader akan dikirim ke mikrokontroller secara serial melalui MAX232.
(48)
Mikrokontroller akan melakukan dua hal terhadap ID number yang telah diterima. Pertama, mikrokontroller mengirim ID number tersebut secara serial ke komputer untuk digunakan sebagai masukan pada software sistem absensi. Kedua, mikrokontroller akan memenampilkan ID number tersebut pada LCD.
Start
custom RFID reader ID number
dari RFID Tag
AT89S52
LCD Komputer
END
Gambar 3.2 Flowchart sistem absensi RFID
3.3 Hardware Sistem Absensi
Bagian-bagian dari hardware pada sistem absensi ini meliputi rangkaian voltage regulator, rangkaian custom RFID reader, rangkaian buzzer dan led, rangkaian mikrokontroller AT89S52, dan rangkaian MAX232. Gambar 3.3 memperlihatkan rangkaian lengkap hardware sistem absensi RFID dengan custom RFID reader.
(49)
ID-12
Gambar 3.3 Rangkaian hardware sistem absensi RFID dengancustomRFIDreader
3.3.1 Rangkaian Voltage Regulator
LM7805 merupakan salah satu anggota dari keluarga sirkuit terpadu regulator tegangan linear monolitik. Keluarga 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi, dikarenakan mudah digunakan dan harganya yang relatif murah. Keluarga 78xx adalah regulator tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama. 7805 didesain untuk menghasilkan tegangan keluaran 5 volt
LM7805 mempunyai tiga terminal. Terminal pertama sebagai terminal untuk tegangan masukan (input), terminal kedua sebagai ground, dan terminal ketiga
(50)
sebagai terminal untuk tegangan keluaran (output). LM7805 mendukung tegangan masukan dari 3 volt diatas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mampu memberi arus listrik hingga 1,5 Ampere (kemasan yang lebih kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih besar). Gambar 3.4 memperlihatkan salah satu bentuk LM7805 yang beredar di pasaran.
LM7805 memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas tinggi dan hubung singkat, membuatnya hampir tak dapat dirusak. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus LM7805 tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya. Tetap kelebihan-kelebihan dari LM7805 tidak akan terjadi jika tegangan masukan kurang dari tegangan keluaran keluaran. Biasanya tegangan masukan minimum berkisar 2-3 volt diatas tegangan keluaran
Gambar 3.4 LM7805
Rangkaian 7805 sebagai voltage regulator digambarkan pada Gambar 3.5. rangkaian ini terdiri atas dioda 1n4002 yang dihubungkan langsung pada tegangan input dan dua buah kapasitor yang masing-masing dihubungkan pada terminal input (kapasitor C1) dan terminal output (kapasitor C2) dari 7805.
(51)
Fungsi dari kapasitor masukan (C1) yaitu melindungi 7805 dari osilasi yang mungkin terjadi pada tegangan masukan (input) dan fungsi kapasitor keluaran (C2) memperbaiki tanggapan frekuensi. Dioda 1n4002 berfungsi sebagai pengaman dikarenakan dioda memiliki sifatmemperbolehkan aliran arus listrik dalam suatu arah (disebut kondisi panjar maju) dan untuk menahan arus dari arah sebaliknya (disebut kondisi panjar mundur). Dioda 1n4002 juga membantu kinerja kapasitor masukan (C1) pada LM7805 karena karakteristik penyearah yang dimilikinya..
Gambar 3.5 Rangkaian voltage regulator
Catu daya yang akan digunakan pada hardware sistem absensi ini dapat berasal dari adaptor DC atau baterai 9V. Tegangan keluaran dari LM7805 digunakan untuk memberi daya pada rangkaian custom RFID reader, rangkaian mikrokontroller AT89S52, dan rangkaian MAX232.
3.3.2 Rangkaian Custom RFID Reader
Rangkaian ini menggunakan modul ID-12 dari innovation. ID-12 merupakan modul RFID reader yang mempunyai jangkauan baca RFID tag sejauh 12 cm.
(52)
Rangkaian modul ID-12 pada Gambar 3.6 merupakan rangkaian minimum dengan mode UART TTL (ASCII).
Pin dari modul ID-12 yang akan digunakan adalah data 1 (pin 8) yang akan dihubungkan dengan pin R2in (pin 8) dari MAX232 dan pin 10 yang akan dihubungkan pada transistor BC337. Pin 8 dari ID-12 berfungsi untuk meneruskan data yang diterima dari RFID tag. Sedangkan, pin 10 berfungsi sebagai pemicu saklar transistor BC337 untuk menghidupkan LED dan buzzer.
Gambar 3.6 Rangkaian minimum ID-12
Dengan menggunakan modul RFID ID-12 dari innovasi dan referensi dari evaluation kit dari Joseph Golburg Adilam electronics, rangkaian custom RFID reader yang akan dibuat digambarkan pada Gambar 3.7.
(53)
3.3.3 Rangkaian Buzzer dan LED
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat.
Buzzer atau sering disebut juga sebagai beeper merupakan alat penanda yang bersifat elektronik. Cara kerja buzzer berdasarkan sistem elektromekanikal yang identik dengan bel listrik tanpa metal gong.
Buzzer dan LED digunakan sebagai penanda jika sebuah tag dapat dideteksi oleh RFID reader. Gambar 3.8 memperlihatkan buzzer dan LED yang digunakan pada custom RFID reader.
(a) (b)
Gambar 3.8 Buzzer dan led (a) buzzer, (b) led
Rangkaian buzzer dan LED yang digunakan sebagai penanda pada custom RFID reader diperlihatkan pada Gambar 3.9. Pin positif dari buzzer dan LED diberikan tegangan masukan sebesar 5V. Sedangkan pin negatif dari buzzer dan LED masing-masing dihubungkan dengan sebuah resistor.
(54)
Resistor-resistor ini berfungsi sebagai pengatur dan pembatas arus yang mengalir pada buzzer dan LED. Makin besar nilai resistor-resistor tersebut makin kecil arus yang melewati buzzer dan LED sehingga mengakibatkan makin kecil bunyi buzzer dan makin redup cahaya dari LED.
Resistor minimum yang digunakan sebesar 100 ohm. Pada rangkaian ini, resistor yang dihubungkan pada buzzer memiliki nilai 100 ohm, sedangkan resistor yang dihubungkan pada kaki LED sebesar 1K ohm
Gambar 3.9 Rangkaian buzzer dan LED
Transistor merupakan salah satu jenis komponen aktif yang banyak digunakan, baik dalam rangkaian analog maupun digital. Transistor yang banyak digunakan adalah transistor bipolar, yang terdiri dari dua jenis yaitu PNP dan NPN. Secara umum transistor digunakan untuk pensaklaran (switching) maupun penguatan. Pada rangkaian ini digunakan transistor BC337 sebagai saklar. Transistor BC337 merupakan transistor berjenis NPN. Resistor 1K ohm dipasang pada kaki basis dari BC 337 sebagai resistor basis.
(55)
Prinsip pengoperasian transistor sebagai saklar memiliki dua keadaan, yaitu keadan tidak bekerja (cut off) dan keadaan jenuh. Dimana perubahan keadaannya dapat berupa perubahan tegangan ataupun arus.
Gambar 3.10 Konfigurasi transistor sebagai saklar
Pada rangkaian ini, basis dari BC337 terhubung dengan pin 10 dari ID-12. Jika, custom RFID reader tidak mendeteksi keberadaan suatu RFID tag, maka seperti terlihat pada Gambar 3.10, pin 10 dari ID-12 akan menyebabkan Vin = 0, maka tidak ada arus yang mengalir pada Rb dan basis transistor sehingga transistor dalam kondisi tidak bekerja. Tidak ada arus yang mengalir kecuali arus bocor, sehingga kondisi ini identik dengan saklar terbuka (sambungan C-E terpisah) dan menyebabkan beban RL tidak bekerja.
Jika, custom RFID reader mendeteksi keberadaan suatu RFID tag, maka saat itu Vin mendapat masukan yang cukup besar hingga dapat mengalirkan arus basis yang cukup untuk transistor, maka transistor akan jenuh. Pada kondisi ini arus kolektor akan mengalir (sambungan C-E) terhubung dan menyebabkan beban RL akan bekerja dan saklar dalam kedaan tertutup.
(56)
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroller AT89S52 berfungsi sebagai penyaring data yang diterima dari custom RFID reader melalui MAX232 dan menampilkan data tersebut pada LCD dan mengirimkan data tersebut pada komputer untuk ditampilkan dengan software yang ada. Rangkaian minimum mikrokontroller AT89S52 diperlihatkan oleh Gambar 3.11.
Komunikasi serial yang dilakukan oleh mikrokontroller dan MAX232 terjadi pada port 3.0 (RxD) dan port 3.1(TxD). Mikrokontroller menerima data yang terdapat pada RFID tag yang terdeteksi oleh custom RFID reader melalui MAX232. Pin R2out (pin 9) dari MAX232 dihubungkan pada port 3.0 (RxD) pada mikrokontroller.
Setelah diproses, data ini akan dikirimkan ke komputer melalui port 3.1(TxD) yang dihubungkan pada pin 10 (T2in) pada MAX232. MAX232 akan meneruskan pengiriman data tersebut dengan menghubungkan pin 7 (T2out) pada MAX232 dengan pin 2 (Rx) pada DB9 yang langsung terhubung pada komputer.
Mikrokontroller AT89S52 mengendalikan LCD melalui port 1 dan port 2.0 dan 2.1. Port 1.0 hingga port 1.7 pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan pada pin 7 hingga pin 14 pada LCD JHD 162A. Port 2.0 pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan pada pin 4 (RS) pada LCD JHD 162A dan port 2.1 pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan pada pin 6 (E) pada LCD JHD 162A.
(57)
Dengan mengatur bit pada port 2.0 dan port 2.1, mikrokontroller AT89S52 dapat mengatur tampilan pada LCD.
Gambar 3.11 Rangkaian minimum AT89S52
3.3.5 Rangkaian MAX232
Modul ID-12 dan komputer yang digunakan bekerja berdasarkan logika TTL. Sedangkan mikrokontroller AT89S52 bekerja berdasarkan CMOS. Oleh karena itu, untuk menghubungkan peralatan tersebut dibutuhkan suatu konverter. MAX232 merupakan konverter yang sering digunakan karena penggunaannya yang mudah. Rangkaian standar MAX232 diperlihatkan pada Gambar 3.12.
MAX232 menghubungkan custom RFID reader dengan mikrokontroller AT89S52 melalui port 8 (R2 in) dan port 9 (R2 out). Pin data 1 (pin 8) pada custom RFID reader dihubungkan pada port 8 (R2 in). Pin 9 (R2 out) MAX232 dihubungkan pada pin 3.0 (RxD) pada mikrokontroller AT89S52. Rangkaian ini membuat custom RFID reader yang bekerja berdasarkan logika TTL dapat
(58)
memberikan data kepada mikrokontroller AT89S52 yang bekerja berdasarkan CMOS
Sedangkan untuk menghubungkan mikrokontroller AT89S52 bekerja berdasarkan CMOS dengan komputer yang bekerja berdasarkan logika TTL digunakan MAX232 dan DB9.
Pada pengiriman data dari mikrokontroller AT89S52 ke komputer, port 3.1 (Tx) pada mikrokontroller AT89S52 dihubungkan ke pin 10 (T2in) pada MAX232. MAX232 akan meneruskan pengiriman data tersebut dengan menghubungkan pin 7 (T2out) pada MAX232 dengan pin 2 (Rx) pada DB9 yang langsung terhubung pada komputer.
Komunikasi MAX232 dilakukan secara asinkron (asynchronous), yaitu komunikasi serial yang tidak memiliki clock bersama antara pengirim dan penerima, masing-masing dari pengirim maupun penerima memiliki clock sendiri. Yang dikirimkan dari pengirim ke penerima adalah data dengan baudrate tertentu yang ditetapkan sebelum komunikasi berlangsung.
(59)
Sebelum komunikasi dilakukan, harus dilakukan setting komunikasi serial pada 1 atau 2 register. Jika komunikasi dilakukan dengan cara sinkron (Synchronous Communication), register yang disetting cukup SCON, karena komunikasi yang dilakukan dengan cara asinkron (Asynchronous Communication), register yang harus disetting bukan hanya SCON, tetapi juga TMOD, TH1 dan 1-bit pada register PCON.
SCON (serial control) adalah Register Fungsi Khusus (Special Function Register) yang digunakan untuk menentukan tipe komunikasi yang diinginkan. Tabel 3.1 di bawah ini merupakan program inisasi serial pada mikrokontroler AT89S52 dengan mode SCON di setting pada receiver enable dan serial port mode bit 1. Untuk menerima dan mengirim data secara serial di berikan pada tabel 3.2.
Tabel 3.1 Program inisiasi serial pada mikrokontroller AT89S52
program inisiasi serial void InisialisasiSerial() {
SCON = 0x50; //serial control (reciever enable dan serial port mode 1) TMOD = 0x20; //memilih timer 1 mode 1
TH1 = 0xFD;
TR1 = 1; //menghidupkan timer 1 TI = 1; //eksternal timer
RI = 0; //pointer }
Tabel 3.2 Program mengirim dan menerima data
program mengirim data
void KirimData(unsigned char x) {
while (TI !=1) {;} TI = 0;
SBUF = x; //serial data buffer }
(60)
program menerima data char TerimaData() {
unsigned char x;
while (RI !=1) {;}//!= ==>not equal to RI = 0;
x = SBUF; return x; }
3.3.6 Rangkaian LCD
LCD yang digunakan adalah tipe JHD 162A yaitu LCD 2 line dengan 16 karakter. Gambar 3.13 menunjukkan rangkaian minimum agar LCD JHD162A dapat digunakan
LCD sepenuhnya dikendalikan oleh mikrokontroller AT89S52. Tabel 3.3 menunjukkan konfigurasi pin ada LCD JHD162A. Untuk melakukan inisiasi dan mengatur tampilan, Tabel 3.4 menyediakan instruksi set yang dapat dilakukan. Tabel 3.5 memperlihatkan contoh program inisiasi LCD.
(61)
Tabel 3.3 Konfigurasi pin LCD JHD162A
Pin Deskripsi Pin Deskripsi VSS ground D2 Data2
VDD +5V D3 Data3 VEE Variabel resistor D4 Data4 RS 0: instruksi register
1: data register
D5 Data5 RW ground D6 Data6 E 0: stop write/read data
1: start write/read data
D7 Data7 D0 Data0 LED+ +5V D1 Data1 LED‐ ground Tabel 3.4 Instruksi set LCD JHD162A
Instruksi RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Clear display 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Return home 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * Entry mode set 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S Display on/off control 0 0 0 0 0 0 1 D C B Cursor or display shift 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * Function set 0 0 0 0 1 DL N F * * Set CGRAM address 0 0 0 1 A A A A A A Keterangan
* Don’t care I/D 1: shift kanan
0: shift kiri S 1: shift on
0: shift off D 1: display on
0: display off C 1: cursor on
0: cursor off B 1: blink on
0: blink off
DL Set panjang data interface 1: panjang data 4 bit (D7‐D4)
0: data harus dikirim atau dibaca dua kali N Set jumlah line display
F Set font karakter A Address counter
(62)
Tabel 3.5 Program inisiasi LCD
program inisiasi LCD void init_lcd(int inis){
int datanya[4] = {56, 6, 12, 1}; int k;
if(inis==1){
for(k=0;k<=4;k++){ P2_0=0; P2_1=1;
P1=datanya[k]; P2_1=0;
delay(1);
}
}
else {
delay(30); P2_0=0; P2_1=1; P1=192; P2_1=0; delay(1);
}
}
3.4 Pemograman Mikrokontroller AT89S52
Pemograman pada mikrokontroller AT89S52dilakukan untuk menampilkan ID number yang diterima dari custom RFID reader ke LCD dan mengirimkan ID number tersebut secara serial ke komputer.
3.4.1 Menampilkan ID number Pada LCD
Pada saat custom RFID reader dinyalakan, mikrokontroller AT89S52 akan langsung melakukan inisiasi mensetting LCD. Saat ini reader akan berada dalam keadaan standbye siap membaca RFID tag dan LCD tidak menampilkan apapun. Ketika custom RFID reader membaca sebuah tag, maka mikrokontroller akan memberi instruksi agar LCD menampilkan ID number tersebut. Jika tidak, maka
(63)
LCD akan berada pada keadaan standbye. Flowchart untuk program ini diberikan oleh Gambar 3.14.
Start
Inisiasi LCD
LCD standby
Perintah menampilkan ID
number dari AT89S52 ?
Menampilkan
ID number
END
Tidak ada
Ada
Gambar 3.14 Flowchart menampilkan ID number pada LCD
3.4.2 Mengirimkan ID number ke Komputer
Pada saat custom RFID reader dinyalakan, mikrokontroller AT89S52 akan langsung melakukan inisiasi mensetting komunikasi serial untuk AT89S52. Ketika custom RFID reader membaca sebuah tag, maka mikrokontroller akan memberi instruksi agar data yang diterima dikirim ke komputer melalui MAX232. Flowchart untuk program ini diberikan oleh Gambar 3.15.
(64)
Gambar 3.15 Flowchart mengirim ID number secara serial Start
Inisiasi serial
Perintah mengirim ID number dari AT89S52 ?
Mengirim
ID number
END
Tidak ada
Ada
3.5 Software Sistem Absensi
Ketika sistem absensi dinyalakan, keadaaan awal berupa LCD dalam keadaan standbye. Ketika custom RFID reader membaca sebuah tag, maka secara simultan, ID number yang terdapat pada tag tersebut ditampilkan pada LCD dan dikirim secara serial ke komputer. ID number ini akan langsung disimpan didalam database rekaman absensi untuk absensi masuk. Setelah itu, custom RFID reader akan berada dalam keadaan standby.
Ketika custom RFID reader mendeteksi tag yang sama, maka ID number ini akan langsung disimpan didalam database rekaman absensi untuk absensi keluar.
(65)
Start
Standby
Cek input
ID number
Tampilkan “ANDA TIDAK TERDAFTAR” Cek ID number
Gambar 3.16 Flowchart software sistem absensi Waktu dan
tanggal
Simpan di database
rekaman absensi selesai kuliah Cek pencatatan waktu Tidak ada ada Tidak ada ada Pencatatan pertama Pencatatan kedua Tampilkan nama, nim
dan waktu masuk kuliah
Simpan di database
rekaman absensi masuk kuliah
Tampilkan nama, nim dan waktu masuk dan
selesai kuliah
(66)
4.1 Pengujian Hardware
Pengujian hardware sistem absensi RFID dengan custom RFID reader mencakup pengujian terhadap custom RFID reader dan pengujian tag. Pengujian custom RFID reader bertujuan untuk menguji daya tahan (reabilitas) dan melihat kelemahan custom RFID reader untuk membaca data pada RFID tag pada berbagai kondisi. Pengujian RFID tag bertujuan untuk mengetahui dalam kondisi apa saja RFID tag masih dapat dibaca atau tidak dapat dibaca oleh custom RFID reader.
Pertama-tama dilakukan pengecekkan apakah custom RFID reader dapat membaca data yang terdapat pada sebuah RFID tag. Pengujian ini menggunakan software hyper terminal. Dengan menghubungkan konektor DB9 yang terdapat pada custom RFID reader dengan komputer, komunikasi serial dapat dilakukan.
Setelah menghubungkan custom RFID reader dengan komputer, software hyper terminal dijalankan. Untuk membuat koneksi baru diharuskan memberi nama koneksi tersebut.Pada tampilan software hyper terminal akan terlihat tampilan untuk membuat koneksi baru seperti yang diperlihatkan pada Gambar 4.1.
(67)
Gambar 4.1 Memberi nama untuk koneksi baru hyper terminal
Setelah memberi nama pada koneksi baru, akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4.2. Disini dilakukan pemilihan port yang digunakan untuk melakukan komunikasi serial antara custom RFID reader dengan komputer.
Gambar 4.2 Memilih port yang akan digunakan untuk koneksi baru hyper terminal
Selain memilih port yang digunakan untuk melakukan komunikasi serial antara custom RFID reader dengan komputer, port ini harus diset agar sama dengan
(68)
spesifikasi port yang meghubungkan custom RFID reader dengan komputer. Gambar 4.3 memperlihatkan tampilan untuk mengeset port pada software hyper terminal.
Gambar 4.3 Mengeset port untuk koneksi baru hyper terminal
Untuk mendapatkan data yang terdapat pada sebuah RFID tag, dekatkan RFID tag pada custom RFID reader yang telah tehubung dengan komputer melalui konektor DB9. Hasil pembacaan RFID tag diperlihatkan pada Gambar 4.4.
(69)
4.1.1 Pengujian Custom RFID Reader Tanpa Media Penghalang
Pengujian ini bertujuan mengetahui kemampuan custom RFID reader membaca RFID tag tanpa ada penghalang antara custom RFID reader dengan RFID tag yang dibaca. Posisi RFID tag diilustrasikan pada Gambar 4.5.
RFID Tag
Custom RFID reader
RFID Tag RFID Tag
RFID Tag
Gambar 4.5 Posisi pembacaan RFID tag tanpa penghalang
Tabel 4.1 Hasil pembacaan RFID tagtanpa media penghalang Pengujian
Ke
Posisi Tag
Atas Bawah Kanan Kiri 1
Jarak
maksimum
pembacaan
RFID tag (cm)
6 5,7 3 3
2 5,9 6 3 3
3 6 6 3 2,7
4 6 5,7 2,8 3
5 6 6 3 3
6 6 6 3 3
7 6 6 3 3
8 6 6 2,8 3
9 5,7 5,8 3 2,9
10 6 6 3 3
Rata‐rata 5,96 5,92 2,96 2,96
Hasil pengujian yang diberikan oleh Tabel 4.1 terlihat jarak maksimum pembacaan RFID tag pada posisi RFID tag di atas custom RFID reader adalah 6 cm dan jarak minimum pembacaan adalah 5,7 cm. Rata-rata pembacaan RFID tag
(70)
untuk posisi RFID tag di atas custom RFID reader adalah 5,96 cm. Untuk pembacaan RFID tag pada posisi RFID tag di bawah custom RFID reader, jarak maksimum pembacaan 6 cm dan jarak minimum pembacaan adalah 5,7 cm. Rata-rata pembacaan RFID tag untuk posisi RFID tag di bawah custom RFID reader adalah 5,92 cm.
Untuk pembacaan RFID tag pada posisi RFID tag di samping kanan custom RFID reader, jarak maksimum pembacaan 3 cm dan jarak minimum pembacaan adalah 2,8 cm. Untuk pembacaan RFID tag pada posisi RFID tag di samping kanan custom RFID reader, jarak maksimum pembacaan 3 cm dan jarak minimum pembacaan adalah 2,7 cm. Rata-rata pembacaan RFID tag untuk posisi RFID tag di bawah custom RFID reader adalah 2,96 cm. Rata-rata pembacaan RFID tag untuk posisi RFID tag di samping kanan dan kiri custom RFID reader adalah 2,96 cm.
Berdasarkan datasheet dari modul ID-12, kemampuan modul ini untuk membaca sebuah RFID tag adalah 12 cm. Sementara berdasarkan pengujian di atas, custom RFID reader yang dibangun dengan menggunakan modul ID-12 memiliki jangkauan baca maksimum 6 cm untuk posisi RFID tag di atas dan di bawah custom RFID reader dan jangkauan baca maksimum 3 cm untuk posisi RFID tag di samping kanan dan di samping kiri custom RFID reader. Perbedaan ini kemungkinan dikarenakan datasheet modul ID-12 kurang merinci kemampuan jarak baca modul ID-12 tersebut.
(71)
4.1.2 Pengujian Custom RFID Reader dengan Media Penghalang
Proses absensi menggunakan RFID pastinya tidak luput dari kemungkinan terjadinya kesalahan pada pembacaan data. Kemungkinan kesalahan yang terjadi pada pembacaan data disebabkan oleh material yang menghalagi sebuah tag dan reader Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4.6. Untuk mengetahui kemampuan custom RFID reader membaca RFID tag, dilakukan pengujian dengan meletakkan berbagai media penghalang yang kemungkinan akan meghalangi pada proses pembacaan tag.
RFID Tag
Media Penghalang
Custom RFID reader
Gambar 4.6 Posisi pembacaan RFID tag dengan media penghalang
♦ pengujian dengan media penghalang buku
Pengujian ini bertujuan mengetahui kemampuan custom RFID reader membaca RFID tag dengan penghalang buku antara custom RFID reader dengan RFID tag yang dibaca. Pengujian ini dilakukan dengan meletakkan RFD tag di atas sebuah atau tumpukan buku, lalu di dekatkan pada custom RFID reader. Pembacaan RFID tag dengan penghalang diperlihatkan pada Gambar 4.7.
(72)
Gambar 4.7 Pembacaan RFID tagmedia penghalang sebuah buku
Tabel 4.2 Hasil pembacaan RFID tagdengan media penghalang buku
Tebal buku Pengujian Ke Jarak maksimum pembacaan RFID tag (cm)
1,6 cm
1 6
2 5,7
3 6
4 6
5 5,8
6 6
7 5,9
8 6
9 6
10 6
Rata‐rata (cm) 5,94
Tebal buku Pengujian Ke Jarak maksimum pembacaan RFID tag (cm)
5,6 cm
1 6
2 6
3 5,9
4 6
5 6
6 5,9
7 5,9
8 6
9 6
10 6
(73)
Hasil yang diperlihatkan pada Tabel 4.2, memperlihatkan bahwa media penghalang kertas sama sekali tidak menghalangi pembacaan RFID tag oleh custom RFID reader.
♦ pengujian dengan media penghalang plastik
Pengujian ini bertujuan mengetahui kemampuan custom RFID reader membaca RFID tag dengan penghalang plastik antara custom RFID reader dengan RFID tag yang dibaca. Pembacaan RFID tag dengan penghalang diperlihatkan pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8 Pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik
Hasil yang diperlihatkan pada Tabel 4.3, memperlihatkan bahwa media penghalang plastik sama sekali tidak menghalangi pembacaan RFID tag oleh custom RFID reader.
(74)
Tabel 4.3 Hasil pembacaan RFID tagmedia penghalang plastik
Tebal plastik Pengujian Ke Jarak maksimum pembacaan RFID tag (cm)
3,3 cm
1 6
2 6
3 5,9
4 6
5 6
6 6
7 6
8 6
9 5,9
10 6
Rata‐rata 5,98
Tebal plastik Pengujian Ke Jarak maksimum pembacaan RFID tag (cm)
4,6 cm
1 6
2 6
3 6
4 5,9
5 6
6 6
7 5,9
8 5,9
9 5,9
10 6
Rata‐rata 5,87
♦ pengujian dengan media menghalang plastik berisi air
Pengujian ini bertujuan mengetahui kemampuan custom RFID reader membaca RFID tag dengan penghalang plastik yang diisi dengan air antara custom RFID reader dengan RFID tag yang dibaca. Pembacaan RFID tag dengan penghalang diperlihatkan pada Gambar 4.9.
(1)
serial ke komputer untuk kemudian disimpan dalam database dan ditampilkan pada window browser oleh software sistem absensi.
Start
Gambar 4.19 Tampilan tombol untuk melihat database absensi pada
software sistem absensi ID number
dengan start bit dan stop bit
Memiliki karakter selain angka atau huruf?
Tampilkan angka dan huruf pada LCD dan kirimkan ke komputer
Tidak menampilkan karakter lain selain angka
dan huruf
End
Ya Tidak
Gambar 4.18 Flowchart menghilangkan start bit dan stop bit
4.3 Pengujian Sistem Absensi
Ketika software sistem absensi dijalankan, pada layar kiri atas akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4.19. Saat ini, software sistem absensi berada dalam keadaan standbye menunggu data input dari custom RFID reader .
(2)
76
Pada tampilan ini terdapat dua buah tombol. Tombol “View Presensi Table” digunakan untuk melihat database rekaman absensi. Tombol “Exit” digunakan untuk keluar dari software sistem absensi.
Gambar 4.20 memperlihatkan tabel yang berisi database rekaman absensi yang muncul ketika tombol “View Presensi Table” ditekan. Pada tampilan ini, tidak terdapat data pada tabel menandakan belum terjadi proses absensi. Selain itu, pada tampilan tabel terdapat dua buah tombol. Tombol ”Print” digunakan untuk mencetak tabel database rekaman absensi ini. Tombol “Exit” digunakan untuk menutup tampilan tabel.
(3)
Ketika seorang mahasiswa masuk dan melakukan absensi, maka akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4.21. Data ini akan langsung masuk pada database
rekaman absensi. Setelah itu, software absensi akan stanbye untuk menerima input yang berikutnya.
Gambar 4.21 Tampilan absensi masuk kuliah
Ketika perkuliahan berakhir dan mahasiswa melakukan absensi, maka pada komputer akan muncul tampilan seperti pada Gambar 4.22 Data ini akan langsung masuk pada database rekaman absensi. Setelah itu, software absensi akan stanbye untuk menerima input yang berikutnya. Database rekaman absensi ketika jam kuliah telah selesai dierlihatkan pada Gambar 4.23.
(4)
78
(5)
5.1 KESIMPULAN
1. Pada tugas akhir ini sistem absensi RFID menggunakan custom RFID
reader telah dapat direalisasikan.
2. Sistem absensi ini dalam pengujian yang telah dilakukan, terbukti handal. Dimana kehandalan dan keakuratan sistem ini mencakup :
♦ Dalam pengujian, data RFID tag dapat dibaca dengan baik oleh
custom RFID reader pada jarak maksimum 6cm. ♦Waktu pembacaan RFID tag tercepat adalah 0,18 detik.
♦Pembacaan data yang terdapat pada RFID tag dan sudah bersih dari noise.
♦Data ini dapat diterima dengan baik oleh mikrokontroller dan komputer.
♦Mikrokontroller dapat menampilkan data yang diterima dari custom
RFID reader pada LCD dan data tersebut sama dengan data yang terdapat pada RFID tag.
♦Data yang diterima pada komputer sama dengan data yang terdapat pada RFID tag, dan data ini dapat ditampilkan pada tampilan absensi di window browser.
3. Sistem absensi ini dapat dikatakan low cost karena menggunakan modul ID-12 yang cukup murah sehingga penulis dapat merealisasikan sistem absensi RFID dengan menggunakan custom RFID reader ini.
(6)
80
4. Dalam melakukan absensi, dihindarkan keadaan dimana dua tag berhimpitan dan ada media penghalang logam antara custom RFID reader
dengan tag yang akan dibaca. Karena custom RFID reader tidak dapat membaca kedua tag tersebut.
5.2 SARAN
1. Pengembangan selanjutnya pada sistem absensi ini dapat dilakukan dengan dapat lebih meningkatkan efisiensi maupun efektifitas dari sistem hardware.
2. Software sistem absensi ini masih menyediakan peluang untuk dikembangkan lebih baik lagi.