5. Rangkaian Sistem Minimum Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur gerak servo dan menampilkan
data yang diinginkan pada LCD. 6. LCD Liquid Crystal Display
LCD berfungsi sebagai media penampil data yang diinginkan. 7. Servo
Servo berfungsi sebagai penggerak palang pengaman bagi kendaraan yang akan masuk maupun keluar dari tempat parkir.
3.3 Perancangan Prototype Sistem
Perancangan prototype sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis ini dapat dilihat seperti pada Gambar 3.2. Pengguna yang telah terdaftar memiliki
kartu RFID tag, sebelum masuk harus mendekatkan kartu ke RFID reader. Sistem database pada PC Personal ComputerLaptop akan mengolah data yang
diterima oleh RFID reader dari kartu yang dikirimkan melalui perantara komunikasi serial ke PC.
Data yang telah ditampilkan di database kemudian dikirim ke mikrokontroler untuk menampilkan sisa saldo yang dimiliki pemilik kartu melalui
LCD Liquid Cristal Display. Mikrokontroler juga mengaktifkan servo untuk membuka palang masuk. Pengguna kartu yang akan meninggalkan tempat parkir
juga melakukan hal yang sama seperti ketika akan memasuki tempat parkir.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Disain Prototype Sistem
3.4 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras pada sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis ini meliputi perancangan rangkaian catu daya, perancangan rangkaian
mikrokontroler ATMega8535, perancangan rangkaian LCD, perancangan rangkaian servo, perancangan rangkaian tombol, perancangan rangkaian RFID,
perancangan rangkaian Driver Serial MAX232.
3.4.1 Perancangan Rangkaian Catu Daya
Rangkaian catu daya ini berfungsi sebagai sumber tegangan. Tegangan diberikan keseluruh rangkaian yang ada. Rangkaian yang harus dicatu antara lain
RFID reader ID-12, rangkaian komunikasi serial, rangkaian sistem minimum,
Universitas Sumatera Utara
LCD dan motor servo. Konsumsi arus yang dibutuhkan komponen tersebut diperhitungkan sebagai berikut:
Rangkaian RFID reader tipe ID-12 membutuhkan konsumsi arus sebesar 30 mA miliamper.
Rangkaian komunikasi serial membutuhkan konsumsi arus sebesar 12 mA. Rangkaian sistem minimum membutuhkan konsumsi arus sebesar 50 mA.
Rangkaian LCD dengan backlight merah membutuhkan konsumsi arus sebesar 4 mA.
Rangkaian motor servo sebanyak 2 buah membutuhkan konsumsi arus sebesar 300 mA.
Berdasarkan kebutuhan arus dari setiap rangkaian, maka jumlah konsumsi arus yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem adalah sebesar 396 mA.
Rangkaian catu daya membutuhkan penstabil tegangan atau sering disebut dengan regulator tegangan. Regulator tegangan ini berfungsi sebagai pengatur
tegangan agar tegangan yang keluar dari catu daya tetap stabil pada satu nilai. Ini dibutuhkan agar catu daya menghasilkan tegangan yang stabil sehingga seluruh
rangkaian dapat bekerja dengan baik. Pada perancangan ini digunakan LM7805 sebagai regulator tegangan.
LM7805 merupakan regulator tegangan tetap yang dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar +5 volt. LM7805 memiliki 3 terminal, yaitu terminal
V
in
, GND, dan V
out.
Regulator tegangan dapat memberikan arus sampai 1A sehingga kebutuhan arus dari setiap rangkaian yang digunakan dapat terpenuhi.
Gambar rangkaian catu daya ditunjukkan pada Gambar 3.3
Universitas Sumatera Utara
LM 7805 Trafo CT
220 Volt AC 12 Volt AC
1N4007 D1
D2 1N4007
C1 2200 uF
C2 0.01 uF
330 Ohm LED1
Out + 5V DC CT
R1 SW1
Gambar 3.3 Rangkaian Catu Daya
Trafo stepdown berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 Volt AC menjadi 12 Volt AC. Dua buah dioda digunakan untuk menyearahkan tegangan
12 Volt AC menjadi 12 Volt DC. Kapasitor nonpolar 2200 uF berfungsi sebagai penapis filter dan penghilang riak ripple. Nilai kapasitansi kapasitor sebagai
aturan penggunaan yaitu 1 sampai dengan 10. Pada sistem ini digunakan aturan 10 yaitu suatu aturan yang memperbolehkan riak tegangan Output DC
sebesar 0,1 dari tegangan puncak tegangan Output DC tersebut. Idealnya, dengan mengabaikan penurunan tegangan pada dioda, maka
tegangan puncak pada sisi sekunder trafo akan sama dengan tegangan puncak sisi beban DC. Rumus secara matematika dapat dituliskan sebagai berikut:
V
Outpuncak
= V
2sekunder puncak
Sedangkan tegangan puncak ke puncak adalah:
Dari penurunan secara matematis diperoleh rumus:
Dimana: tegangan riak ke puncak
frekuensi riak Kapasitansi
Universitas Sumatera Utara
Jika tegangan efektif pada sisi sekunder sebesar 12V AC dan arus total yang dikonsumsi oleh sistem ini adalah 396 mA, maka nilai kapasitor yang
dipergunakan sebagai penapis filter riak tegangan Output adalah sebagai berikut:
0,1 x 17 V ,7 V
Nilai kapasitor yang didapat sesuai perhitungan adalah sebesar Nilai
tersebut bukan nilai standar sehingga dipilih nilai standar yaitu sebesar 2200
F25V. LED Light Emitting Diode berfungsi sebagai indikator apabila catu daya dinyalakan.
3.4.2 Perancangan Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
Rangkaian ini berfungsi untuk membaca input serial dari PCLaptop. Input yang didapatkan kemudian diproses mikrokontroler untuk mengaktifkan motor
servo baik membuka atau menutup palang masuk maupun palang keluar.
Universitas Sumatera Utara
Mikrokontroler juga berfungsi mengaktifkan LCD Liquid Crystal Display untuk menampilkan perintah yang akan kita berikan.
Rangkaian mikrokontroler seperti pada Gambar 3.4 ini menggunakan osilator kristal dan dua buah kapasitor nonpolar agar dapat berosilasi. Pada
perancangan ini, besar frekuensi osilator kristal yang digunakan adalah 11.0592 MHz. Besar kapasitor yang digunakan adalah 20pF. Pemilihan frekuensi dan
besar kapasitor tersebut dirancang berdasarkan datasheet mikrokontroler ATMega8535. Kapasitor yang telah dihubungkan dengan osilator Kristal
kemudian dihubungkan ke pin 12 dan pin 13. Rangkaian reset pada pin 9 berfungsi untuk mengembalikan
mikrokontroler pada program awal vektor reset. Rangkaian reset terdiri dari resistor 10KΩ R2 dan kapasitor nonpolar 10uF C5 yang terhubung dengan
ground. Kombinasi komponen R-C ini berfungsi untuk menentukan nilai konstanta waktu pengisian muatan pada kapasitor C5.
Ketika catu daya dihidupkan, kapasitor C5 akan melakukan pengisian muatan awal sehingga logika yang diterima pin 9 saat itu dalam keadaan logika
rendah dan mikrokontroler akan masuk ke dalam modus reset. Setelah pengisian muatan kapasitor C5 penuh, pin 9 akan berubah menjadi logika tinggi.
Mekanisme reset dilakukan dengan mengosongkan kembali kapasitor C5 melalui penekanan tombol reset T3.
Pada perancangan ini, pin 1 dan pin 2 dihubungkan ke servo. Servo berfungsi untuk membuka dan menutup palang parkir. Pin 3 dan pin 4
dihubungkan ke tombol. Tombol ini berfungsi untuk membuka palang secara
Universitas Sumatera Utara
manual jika terjadi gangguan pada sistem. Port C dihubungkan ke LCD Liquid Crystal Display. Pin 14 merupakan jalur komunikasi serial. Pada perancangan
ini, pin tersebut dihubungkan ke Driver Serial yaitu MAX232.
40 39
38 37
36
35 34
33
PA0ADC0 PA1ADC1
PA2ADC2 PA3ADC3
PA4ADC4 PA5ADC5
PA6ADC6 PA7ADC7
28 29
27 26
25 24
23 22
PC7TOSC2 PC6TOSC1
PC5 PC4
PC3 PC2
PC1SDA PC0SCL
PB0XCKT0 PB1T1
PB2INT2AIN0 PB3OC0AIN1
PB4SS PB5MOSI
PB6MISO PB7SCK
1 2
3 4
5 6
7 8
14 15
16 17
18 19
20 21
PD0RXD PD1TXD
PD2INT0 PD3INT1
PD4OC1B PD5OC1A
PD6ICP1 PD7OC2
9
RESET
12 13
32
XTAL2 XTAL1
AREF
10 11
30 31
VCC GND
AVCC GND
R3 330 ohm
LED2 C3
20 pF
C4 20 pF
11.0592 MHz X1
Ke Rangkaian Driver MAX232
Ke Rangkaian Servo1 Ke Rangkaian Servo2
Ke Rangkaian Tombol2 Ke Rangkaian Tombol3
Ke R
a n
g ka
ia n
L C
D
R2 10K ohm
+5V
D3 1N4148
PB1 +5V
C5 10 uF
Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
3.4.3 Perancangan Rangkaian LCD Liquid Crystal Display Rangkaian LCD Liquid Crystal Display berfungsi untuk menampilkan
perintah maupun pemberitahuan kepada pengguna RFID tag. Pada Tugas Akhir ini, LCD yang digunakan adalah LCD 2x16 2 baris dan 16 kolom dengan tipe
LCM1602A. Rangkaian LCD dapat dilihat pada Gambar 3.5. Pin 2 dan pin 15 dihubungkan ke 5V. Pin 1 dan pin 16 dihubungkan ke ground.
Universitas Sumatera Utara
Pin 3 dihubungka n ke sebuah potensiometer dengan besar 1KΩ-10KΩ.
Potensiometer ini berfungsi sebagai pengatur kontras atau intensitas cahaya pada LCD. Hubungan antara LCD dengan mikrokontroler yaitu dengan menggunakan
PORT C. Pin 4-6 pada LCD secara berurutan dihubungkan ke PORT C mikrokontroler pada pin 22-24. Pin 11-14 pada LCD secara berurutan
dihubungkan ke PORT C mikrokontroler pada pin 26-29.
Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LCD
3.4.4 Perancangan Rangkaian Servo
Rangkaian servo berfungsi untuk menaikkan maupun menurunkan palang pengaman. Servo yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini ada dua. Servo
yang pertama berfungsi untuk mengendalikan palang masuk tempat parkir. Servo ke dua berfungsi untuk mengendalikan palang keluar dari tempat parkir.
Rangkaian servo seperti pada Gambar 3.6 munujukkan bahwa kabel ground dari servo dihubungkan ke ground. Kabel Vcc dihubungkan dengan
tegangan positif 5 Volt. Kabel signal dari servo dihubungkan ke PORT B mikrokontroler pada pin 1 untuk servo 1 dan pin 2 untuk servo 2.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.6 Skematik Rangkaian Servo
3.4.5 Perancangan Rangkaian Tombol
Rangkaian tombol berfungsi untuk mengaktifkan servo dalam membuka palang secara manual. Pembukaan palang dengan tombol ini dilakukan jika terjadi
suatu permasalahan yang tidak diinginkan. Permasalahan pertama yang mungkin terjadi adalah adanya kerusakan pada sistem database. Permasalahan ini
menyebabkan servo tidak dapat bekerja secara otomatis dalam membuka palang. Permasalah lain yang mungkin terjadi adalah ketika pemegang kartu
hendak keluar tempat parkir namun kehilangan kartu tanda parkir miliknya. Hal ini menyebabkan servo tidak dapat bekerja secara otomatis untuk membuka
palang melalui sistem database. Perancangan tombol ini diharapkan dapat mengatasi permasalahan seperti yang telah disebutkan di atas.
Rangkaian tombol tampak seperti pada Gambar 3.7. Tombol yang dibutuhkan dalam pembuatan sistem ini ada 2. Tombol yang pertama berfungsi
Universitas Sumatera Utara
untuk mengendalikan servo membuka palang masuk tempat parkir. Tombol kedua berfungsi untuk mengendalikan servo membuka palang keluar dari tempat parkir.
Gambar 3.7 Rangkaian Tombol Hubungan antara tombol dengan mikrokontroler yaitu dengan
menggunakan PORT B. Rangkaian tombol untuk membuka palang masuk dan palang keluar secara berurutan dihubungkan pada pin 3 dan pin 4.
3.4.6 Rangkaian RFID Reader
Rangkaian RFID reader berfungsi untuk membaca kode yang terdapat pada RFID tag. Pembacaan data dilakukan agar dapat mengetahui identitas
pemilik kendaraan yang akan parkir. Rangkaian RFID reader berdasarkan datasheet dapat dilihat pada Gambar 3.8. Jenis RFID reader yang digunakan
adalah tipe ID-12.
1 10
NC NC
R6 2K2
R4 100 ohm
R 5
4 K
7 o
h m
LED3
LED4 Q1
BC457 2
3 4
5 6
7 8
9 11
B1
Ke rangkaian Driver MAX232
+5V
Gambar 3.8 Rangkaian RFID Reader
Universitas Sumatera Utara
Pin 1 pada ID-12 dihubungkan ke ground. Pin 2 dan pin 11 dihubungkan ke sumber tegangan positif 5 Volt. Pin 9 dihubungkan ke rangkaian Driver Serial
MAX232. Pin 10 Beeper dihubungkan ke buzzer dan LED Light Emitting Diode sebagai tanda atau indikator adanya sinyal yang terdeteksi.
3.4.7 Perancangan Rangkaian Driver Serial MAX232
Rangkaian Driver MAX232 digunakan sebagai driver agar mikrokontroler dapat
berkomunikasi dengan
PCLaptop. Tegangan
yang digunakan
mikrokontroler pada komunikasi serial berada pada level tegangan 0V sampai 5V sedangkan tegangan yang digunakan untuk berkomunikasi dengan Laptop
menggunakan level tegangan RS-232. Agar mikrokontroler dapat berkomunikasi dengan Laptop, maka dibutuhkan IC MAX232 sebagai pengubah level tegangan.
Rangkaian IC MAX232 seperti pada Gambar 3.9 sesuai dengan datasheet memerlukan beberapa kapasitor. Ada 4 buah kapasitor yang digunakan dengan
besar masing-masing 1uF16V. Hubungan antara MAX232 dengan DB9 yang digunakan sebagai jalur TX Transmitter adalah pin 14 pada MAX232 terhubung
dengan pin 2 pada DB9 Transmitted Data. Jalur yang digunakan sebagai RX Receiver adalah pin 13 pada MAX232 terhubung dengan pin 3 pada DB9
Received Data. Pin 5 pada DB9 dihubungkan ke ground. Pin 11 pada MAX232 dihubungkan ke RFID reader. Pin 12 MAX232 dihubungkan ke Port D
mikrokontroler pada pin 14.
Universitas Sumatera Utara
C1+ C1-
1 3
T1IN T1OUT 11
12 10
9 4
5 14
13 7
8 2
6 R1OUT R1IN
T2IN T2OUT
R2OUT R2IN VS+
VS- 1
2 3
4 5
6 7
8 9
C6 1uF
C8 1uF
C7 1uF
C9 1uF
C2+ C2-
Ke Rangkaian RFID Reader
Ke Rangkaian Mikrokontroler
+5V
Gambar 3.9 Skematik Rangkaian Driver Serial MAX232
3.5 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak pada sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis ini dimulai dengan membuat diagram alir. Perancangan diagram alir ini
berfungsi untuk mengetahui proses kerja sistem secara keseluruhan. Membuat disain tampilan form dan merancang database dilakukan setelah perancangan
diagram alir dilakukan. Perancangan pembuatan program merupakan langkah terakhir yang dilakukan dalam pembuatan sistem ini.
3.5.1 Pancangan Diagram Alir Sistem
Diagram alir sistem seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.10 merupakan proses kerja yang dilakukan oleh sistem secara keseluruhan baik pada
mikrokontroler maupun pada database. Pada awal sistem diaktifkan, sistem akan membaca data dari RFID tag melalui RFID reader. RFID reader terhubung
dengan Driver Serial MAX232. Driver Serial MAX232 terhubung dengan PC Personal ComputerLaptop melalui DB9.
Universitas Sumatera Utara
Data berupa nomor ID yang diperoleh kemudian akan diolah di sistem database. ID yang terdaftar di sistem database akan dilakukan pengenalan apakah
ID tersebut akan masuk tempat parkir atau akan keluar dari tempat parkir. ID yang dikenali sistem merupakan ID yang akan masuk tempat parkir, maka sistem akan
menyimpan waktu jam ketika ID dikenali. Sistem database kemudian mengirimkan sinyal ke mikrokontroler untuk membuka palang masuk.
Mikrokontroler juga akan mengirimkan sinyal ke LCD Liquid Crystal
Display untuk menampilkan sisa saldo yang dimiliki oleh nomor ID tersebut. ID yang dikenali sistem sebagai ID yang akan keluar dari tempat parkir, maka sistem
akan menyimpan waktu jam ketika ID dikenali. Sistem database akan melakukan perhitungan waktu lama parkir dengan cara mengurangkan waktu
keluar dengan waktu masuk ID tersebut. Sistem database kemudian melakukan perhitungan biaya parkir dengan cara mengalikan waktu lama parkir dengan biaya
parkir yang telah ditetapkan. Sistem kemudian menghitung sisa saldo terakhir dengan cara melakukan
pengurangan saldo terhadap biaya parkir. Sistem juga melakukan perubahan laporan terbaru yang meliputi jumlah kendaraan yang parkir serta pendapatan
yang diperoleh. Sistem database kemudian mengirimkan sinyal ke mikrokontroler untuk mengaktifkan servo
yang berfungsi membuka palang
keluar. Mikrokontroler juga akan mengirimkan sinyal ke LCD untuk menampilkan sisa
saldo yang dimiliki oleh nomor ID tersebut.
Universitas Sumatera Utara
START
Baca Data Serial
ID = Database?
Baca Status
Status = 0 ?
Simpan Jam Masuk
Status = 1
Kirim Perintah Buka Palang Masuk
Simpan Jam Keluar
Jam Keluar-Jam Masuk
Hitung Biaya
Hitung Saldo
Perbaharui Biaya Laporan
Kirim Perintah Buka Palang Keluar
Status = 0
ID Tidak Dikenali
Masukkan Data Baru ?
Masukkan Data Baru
Tidak Ya
Ya Tidak
Ya Tidak
Gambar 3.10 Diagram Alir Sistem
Universitas Sumatera Utara
3.5.2 Perancangan Disain Tampilan Form dan Database
Perancangan form sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis ini bertujuan untuk menggambarkan sketsa disain tampilan form yang akan dibuat
sebagai interface kepada pengguna aplikasi. Disain tampilan form tampak seperti pada Gambar 3.11. Berikut adalah gambar komponen-komponen dalam Visual
Basic 6.0 yang dipakai dalam rancangan form yang akan dibuat. 1. Label, berfungsi menampilkan teks, dimana pengguna program tidak bisa
mengubah teks tersebut. 2. CommandButton, berfungsi untuk membuat tombol perintah.
3. ComboBox, berfungsi menambahkan kontrol kotak combo yang merupakan kontrol gabungan antara texbox dan listbox.
4. Timer, berfungsi untuk membuat kontrol waktu dan interval yang dibutuhkan.
5. Texbox, berfungsi membuat teks dimana teks tersebut dapat diubah oleh pengguna program.
Sistem Parkir
Port Connect
Data Baru Sistem Ready
Saldo Masuk
Tabel Data Parkir
Tambah Saldo OK
Tutup Laporan Lihat Laporan
WaktuTanggal
Gambar 3.11 Disain Tampilan Form
Universitas Sumatera Utara
Perancangan database bertujuan untuk menyimpan data atau identitas pengguna yang telah terdaftar di sistem berbasis RFID ini. Gambar 3.12
menunjukkan perancangan sistem database.
Data Parkir ID
Nomor Plat
Nama
Waktu Masuk
Waktu Keluar
Biaya Saldo
Status
Gambar 3.12 Perancangan Sistem Database
3.5.3 Perancangan Program
Program merupakan suatu perintah yang digunakan untuk dapat mengatur kegiatan dan memerintahkan sistem agar dapat bekerja sesuai dengan rancangan.
Program dimuat ke dalam mikrokontroler dimana mikrokontroler ini merupakan komponen pengontrol sistem. Program yang digunakan dalam perancangan
sistem ini adalah bahasa C. Aplikasi yang digunakan dalam perancangan program yaitu Code Vision
AVR. Code Vision AVR berfungsi sebagai editor dan compiler program yang dirancang untuk mikrokontroler. Aplikasi Code Vision AVR seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3.13.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.13 Tampilan Editor Code Vision AVR
Universitas Sumatera Utara
41
BAB IV
PENGUJIAN SISTEM
4.1 Metode Pengujian
Bab ini akan membahas tentang pengujian sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis yang telah selesai dirancang. Pengujian ini bertujuan untuk
mengetahui apakah sistem yang telah dirancang bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Proses pengujian dilakukan mulai dari pengujian setiap subsistem
sampai pengujian sistem secara keseluruhan. Pengujian ini dikatakan telah siap dan berhasil apabila seluruh rangkaian bekerja dengan baik.
4.2 Pengujian Rangkaian RFID dan Rangkaian Driver Serial MAX232
Pengujian rangkaian RFID Radio Frequency Identification dan rangkaian Driver Serial MAX232 dilakukan bersamaan. Proses pengujian ini memerlukan
sebuah perangkat lunak yaitu Hyperterminal. Rangkaian Driver Serial MAX232 dihubungkan ke Laptop dengan menggunakan kabel USB to Serial. Ragkaian
Driver MAX232 terhubung ke USB to Serial dengan menggunakan DB9. Rangkaian RFID harus sudah terhubung dengan Driver Serial MAX232.
Rangkaian RFID dan rangkaian Driver Serial ditunjukkan seperti Gambar 4.1.
Universitas Sumatera Utara
a b Gambar 4.1 a Rangkaian RFID dan b Rangkaian Driver Serial MAX232
Pengujian ini dilakukan dengan cara memasangkan kabel USB to Serial ke Laptop. Hyperterminal yang telah terpasang di Laptop kemudian dijalankan.
Langkah berikutnya yaitu mendekatkan RFID tag ke reader. Pada saat RFID reader mendeteksi adanya tag, maka pada Hyperterminal akan muncul kode yang
merupakan ID dari tag tersebut. Tampilan Hyperterminal ditunjukkan pada Gambar 4.2, menerangkan bahwa rangkaian RFID dan rangkaian Driver Serial
telah berjalan dengan baik.
Gambar 4.2 Tampilan Hyperterminal
Universitas Sumatera Utara
4.3 Pengujian Jarak Baca RFID Reader