Perancangan Prototype Sistem Metode Pengujian Pengujian Rangkaian RFID dan Rangkaian Driver Serial MAX232

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