TUGAS AKHIR PEMBACA DATA TAG PADA CAR IMMOBILIZER DENGAN RFID

TUGAS AKHIR
PEMBACA DATA TAG PADA CAR IMMOBILIZER
DENGAN RFID
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

ROBERTUS HERU WIRANTO
045114025

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2010

i

FINAL PROJECT

TAG DATA READER
FOR RFID CAR IMMOBILIZER
Presented as Partial Fulfilling of the Requirement
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program

ROBERTUS HERU WIRANTO
NIM : 045114025

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2010

ii

iii

iv

v

MOTO DAN PERSEMBAHAN

“Follow Your Dreams”
Usually, the only one stopping you
is you

vi

vii

INTISARI
Teknologi Radio Frequency Identification (RFID) berkembang dengan pesat dalam
beberapa tahun terakhir ini. RFID menjadi alternatif lain dari teknologi barcode, salah
satunya karena kemampuan jarak bacanya yang lebih baik. RFID menjadi teknologi pilihan
untuk aplikasi car immobilizer. Untuk berfungsinya system RFID, diperlukan sebuah
reader untuk membaca data pada tag dan mengkomunikasikannya dengan piranti
penampil, misalnya komputer .

Dalam penelitian ini, reader dirancang pada frekuensi 125 KHz. Reader ini berfungsi
membaca data pada tag dan menampilkannya pada komputer. Data tag terdiri dari data
identitas dan data suhu. Untuk dapat menjalankan fungsi baca tersebut, dibutuhkan base
station, mikrokontroler, RS 232, dan komputer. Dalam bekerja, reader membangkitkan tag
dengan cara mengirimkan sinyal dengan frekuensi radio (RF) kepada tag. Tag yang berada
pada rentang baca reader dan memiliki frekuensi kerja yang sama dengan reader akan
segera mengirimkan data kepada reader. Selanjutnya, reader akan memproses data
tersebut untuk ditampilkan.
Sistem dapat bekerja dengan baik dengan perubahan piranti keras dari rancangan
semula (U2270B ke ID 20) sehingga dapat dibaca oleh protokol mikrokontroler AVR.
Reader tidak bisa menampilkan data identitas dan suhu mobil sesungguhnya karena tag
belum diisi oleh unit penulis data. Reader membaca dan menampilkan data default pada
tag. Perangkat lunak dibuat dengan asumsi bahwa tag RFID yang dibaca telah terisi
dengan data yang sesuai dengan format data ID 20.

Kata kunci : RFID, barcode, car immobilizer, reader, tag, 125 KHz, base station.

.

viii

ABSTRACT
The technology of Radio Frequency Identification (RFID) had a major
development in the last few years. RFID became an alternative technology instead of
barcode technology. One of the reasons was the better length of the reading ability of the
reader. RFID became an alternative technology for car immobilizer application. There was
a need for a reader to read data on a tag and to communicate it with a viewer peripheral e.g.
computer so that RFID system could work properly.
In this research, the reader was designed on 125 KHz frequency. The function of
the reader was to read the data on the tag and present it on the computer. The data consist
of identity data and temperature data. In order to achieve the function, there was a need of
a base station, a microcontroller, and an RS 232. The process was as follows. The reader
activated tag by sending activation signals with radio frequency to the tag. The tag which
was situated on the length of the reading ability of the reader and had the same working
frequency with the reader would immediately send the data to the reader and then the
reader would process the data to be presented.
The system could work successfully by the changing of the hardware replaced from
the former one (U2270B to ID 20) so that it could be read by the AVR microcontroller
protocol. Reader couldn’t present the real identity data and temperature data because the
tag because the tag was not capable to be written by the data writer unit. The reader sent

and displayed the default data on the tag. The software was made with the assumption that
the RFID tag which was read had been written by the data which were suitable with the
data format of ID 20.

Key words: RFID, barcode, car immobilizer, reader, tag, 125 KHz, base station.

ix

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Bapa, Putra, dan Roh Kudus atas segala
berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya tulis berjudul
“Pembaca Data Tag pada Car Immobilizer dengan RFID” ini dengan baik.
Karya tulis ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
pada Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. Penulisan skripsi ini
didasarkan pada hasil-hasil yang penulis dapatkan selama tahap perancangan, pembuatan,
dan pengujian alat.
Penulisan karya tulis ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak. Karena itu,
penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan dukungan dan doa yang tidak
pernah putus.

2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku Dosen Pembimbing I.
3. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II.
4. Ibu B. Wuri Harini, S.T., M.T. selaku Kepala Program Studi Teknik Elektro.
5. Bapak Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
6. Rekan satu kelompok yang telah banyak membantu dalam pengerjaan karya tulis
ini, Leonardo Arga Dityantono dan Thomas Joko Lelana. Akhirnya kita bisa
menyelesaikan apa yang telah kita mulai bersama-sama. “In Finem Omnea”.
7. Agnes Putri Tantya Pramudita, terimakasih atas kebersamaan, cinta, kesabaran, dan
perhatian yang tiada henti.
8. Kakak dan adik-adik yang terus mendukung dan memberi semangat kepada
penulis.
9. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.
10. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi.
11. Kawan-kawan Millecanis dan sahabat-sahabat penulis, F.X. Titis Ardiyanto,
Robertus Hadi Putrandaga, Sumin, Antonius Bayu Arianto, Stenly Kadang, dan Eri
Cahyono. Mari kita bangun Indonesia yang cerdas dan berwawasan.
12. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elektro angkatan 2004 dan semua pihak
yang tidak dapat disebutkan satu per satu.

x

Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dari penulisan
karya tulis ini. Karena itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis
harapkan.
Akhir kata, semoga karya tulis ini berguna bagi semua pihak dan dapat menjadi
bahan kajian lebih lanjut.

Yogyakarta, 9 Maret 2010
Penulis

Robertus Heru Wiranto

xi

DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL ........................................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ....................................................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................................................................................................... iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN................................................................................................................ v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ..................................................................................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .................................................................................................. vii
INTISARI ................................................................................................................................................................ viii
ABSTRACT ............................................................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ........................................................................................................................................ x
DAFTAR ISI .......................................................................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ................................................................................................................................................ xviii
BAB I

PENDAHULUAN .................................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ..................................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat............................................................................................ 2
1.3. Batasan Masalah................................................................................................. 3
1.4. Metodologi Penelitian ........................................................................................ 3
1.5. Sistematika Penulisan ......................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ........................................................................................................ 5
2.1. Konsep Dasar Gelombang.................................................................................. 5

2.2. Sistem RFID ....................................................................................................... 6
2.2.1. Tag RFID.................................................................................................. 8
2.2.1.1. Tipe-tipe Tag .............................................................................. 8
2.2.1.2. Tipe Memori Tag......................................................................... 11
2.2.2. Reader RFID ............................................................................................ 12
2.2.2.1. Komponen Reader....................................................................... 12
2.2.2.2. Klasifikasi Reader ....................................................................... 14
2.2.3. Controller ................................................................................................. 14

xii

2.2.4. Frekuensi Radio sebagai Karakteristik Operasi Sistem RFID.................. 15
2.2.4.1. Elemen Komunikasi dengan Frekuensi Radio.............................. 16
2.2.4.2. Proses Modulasi............................................................................ 17
2.2.5. Teknik Penyandian Sinyal Digital............................................................ 19
2.2.5.1. Non Return to Zero (NRZ) .......................................................... 19
2.2.5.2. Multilevel Binary ......................................................................... 19
2.2.5.3. Biphase ........................................................................................ 20
2.2.5.4. Bipolar with 8 Zeros Substitution (B8ZS)................................... 20
2.2.5.5. High Density Bipolar 3 Zeros (HDB3)........................................ 21

2.3. IC Base Station .................................................................................................. 21
2.3.1. Konfigurasi Pin ........................................................................................ 22
2.3.2. Deskripsi Fungsi ...................................................................................... 23
2.3.3. Demodulasi .............................................................................................. 26
2.3.4. Penyandian Data ...................................................................................... 27
2.3.5. Aplikasi IC Base Station ......................................................................... 29
2.4. Antena Reader .................................................................................................... 29
2.5. Mikrokontroler ATMega8535 ............................................................................ 32
2.5.1. Arsitektur ATMega8535 ......................................................................... 32
2.5.2. Fitur ATMega8535.................................................................................. 32
2.5.3. Konfigurasi Pin ATMega8535 ................................................................. 33
2.5.4. Organisasi Memori .................................................................................. 34
2.5.5. Register I/O dan Port I/O ......................................................................... 35
2.5.6. Reset ........................................................................................................ 35
2.5.7. USART .................................................................................................... 36
2.5.8. Port Serial ................................................................................................ 36
2.6. Komunikasi Serial RS 232 ................................................................................. 37
BAB III RANCANGAN PENELITIAN ............................................................................... 40
3.1. Model Sistem...................................................................................................... 40
3.2. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................ 41

3.2.1. Base Station .............................................................................................. 42
3.2.1.1. Sumber Tegangan ....................................................................... 42
3.2.1.2. Osilator ........................................................................................ 42

xiii

3.2.1.3. Demodulator ............................................................................... 42
3.2.1.4. Amplifier dan LPF ....................................................................... 43
3.2.1.5. Antena Reader ............................................................................ 44
2.2.1.6. Konfigurasi Rangkaian Base Station........................................... 45
3.2.2. Mikrokontroler ATMega8535 .................................................................. 46
3.2.2.1. Reset Eksternal ............................................................................ 46
3.2.2.2. Osilator ........................................................................................ 46
3.2.2.2. Konfigurasi Mikrokontroler ATMega8535 ................................. 47
3.2.3. Komunikasi Serial RS 232 ....................................................................... 48
3.3. Perancangan Perangkat Lunak .......................................................................... 48
3.3.1. Pembacaan Data ...................................................................................... 50
3.3.2. Penyimpanan Data ................................................................................... 51
3.3.3. Pengiriman Data Serial ............................................................................ 51
3.3.4. Tampilan Hyperterminal ......................................................................... 52
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN............................................................................... 55
4.1. Perangkat Keras Hasil Perancangan ................................................................... 55
4.2. Perangkat Lunak Hasil Perancangan .................................................................. 59
4.2.1. Header Program ....................................................................................... 59
4.2.2. Program Utama......................................................................................... 60
4.3. Pengujian Perangkat Lunak ................................................................................ 61
4.4. Pengujian Perangkat Keras................................................................................. 65
4.4.1. Pengujian Tampilan.................................................................................. 65
4.4.2. Pengujian Pembacaan Data ...................................................................... 67
4.4.3. Pengujian Jarak Pembacaan Data............................................................. 68
4.4.4. Pengujian Bentuk Sinyal dan Model Kanal.............................................. 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................... 75
5.1. Kesimpulan ........................................................................................................ 75
5.2. Saran .................................................................................................................. 75
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 77
LAMPIRAN .......................................................................................................................... 78

xiv

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagian-bagian Gelombang .................................................................................. 5
Gambar 2.2. Komponen Utama Sistem RFID.......................................................................... 7
Gambar 2.3. Tag RFID ............................................................................................................. 8
Gambar 2.4. Komponen Tag Pasif ........................................................................................... 9
Gambar 2.5. Komponen Tag Semi Pasif .................................................................................. 10
Gambar 2.6. Komponen Tag Aktif........................................................................................... 10
Gambar 2.7. Komponen-komponen Utama pada Contoh Sebuah Reader............................... 12
Gambar 2.8. Spektrum Frekuensi Radio .................................................................................. 16
Gambar 2.9. Proses Komunikasi Menggunakan Modulasi ...................................................... 17
Gambar 2.10. Bentuk Sinyal ASK............................................................................................ 17
Gambar 2.11. Bentuk Sinyal FSK ............................................................................................ 18
Gambar 2.12. Bentuk Sinyal PSK ............................................................................................ 18
Gambar 2.13. Format Penyandian NRZ ................................................................................... 19
Gambar 2.14. Format Penyandian Multilevel Binary ............................................................... 20
Gambar 2.15. Format Penyandian Biphase ............................................................................ 20
Gambar 2.16. Format Penyandian B8ZS.................................................................................. 21
Gambar 2.17. Format Penyandian HDB3................................................................................. 21
Gambar 2.18. Blok Diagram Sistem RFID dengan U2270B ................................................... 22
Gambar 2.19. Blok Diagram IC U2270B ................................................................................. 22
Gambar 2.20. Konfigurasi pin IC U2270B .............................................................................. 23
Gambar 2.21. Demodulator pada Aplikasi Reader dengan IC U2270B .................................. 27
Gambar 2.22. Demodulator dengan High-Pass Coupling........................................................ 27
Gambar 2.23. Sandi Manchester dan Bi-phase ........................................................................ 28
Gambar 2.24. Valid Time Frame untuk Sinyal Output Reader................................................ 28
Gambar 2.25. Penyandian Sandi Manchester........................................................................... 28
Gambar 2.26. Penyandian Sandi Bi-phase ............................................................................... 29
Gambar 2.27. Rangkaian Aplikasi .......................................................................................... 29
Gambar 2.28. Rangkaian Ekuivalen Antena Reader................................................................ 30
Gambar 2.29. Konfigurasi Pin ATMega8535 .......................................................................... 33
Gambar 2.30. (a) Peta Data Memory....................................................................................... 34
(b) Peta Program Memory................................................................................ 34

xv

Gambar 2.31. Rangkaian Reset ................................................................................................ 35
Gambar 2.32. Konfigurasi MAX 232....................................................................................... 37
Gambar 2.33. Konektor DB-9 .................................................................................................. 38
Gambar 3.1. Dagram Blok Sistem Utama ................................................................................ 40
Gambar 3.2. Diagram Blok Sistem Reader .............................................................................. 41
Gambar 3.3. Koneksi Sumber Tegangan.................................................................................. 42
Gambar 3.4. Rangkaian Pin RF ................................................................................................ 42
Gambar 3.5. Rangkaian Demodulator ...................................................................................... 43
Gambar 3.6. Rangkaian Ekivalen Antena Reader.................................................................... 45
Gambar 3.7 .Konfigurasi Rangkaian Base Station ................................................................... 45
Gambar 3.8. Rangkaian Reset Eksternal .................................................................................. 46
Gambar 3.9. Rangkaian Osilator .............................................................................................. 47
Gambar 3.10. Rangkaian Minimum Mikrokontroler ATmega8535 ........................................ 47
Gambar 3.11. Konfigurasi MAX232........................................................................................ 48
Gambar 3.12. Diagram Alir Program Utama ........................................................................... 49
Gambar 3.13. (a) Diagram Alir Pengiriman Sinyal ke Tag...................................................... 50
(b) Diagram Alir Penerimaan Data dari Tag ..................................................... 50
Gambar 3.14. Diagram Alir Penyimpanan Data pada Mikrokontroler .................................... 51
Gambar 3.15. Diagram Alir Proses Pengiriman Data ke Komputer ........................................ 52
Gambar 3.16. Tampilan Awal Hyper-terminal ........................................................................ 53
Gambar 3.17. Tampilan Dialog Connect To............................................................................. 53
Gambar 3.18. Tampilan Properties .......................................................................................... 54
Gambar 3.19. Tampilan Siap Hyper-terminal .......................................................................... 54
Gambar 4.1. Foto Alat Tampak Atas........................................................................................ 55
Gambar 4.2. Konfigurasi Pin ID 20 ......................................................................................... 57
Gambar 4.3. Rangkaian Reader RFID Menggunakan ID 20 .................................................. 57
Gambar 4.4. Foto Alat Tampak dengan ID 20 ......................................................................... 58
Gambar 4.5. Struktur Format Data ID 20................................................................................. 59
Gambar 4.6 .Simulasi Program Sebelum Menerima Data........................................................ 62
Gambar 4.7. Simulasi Program Pembacaan Tag 1 ................................................................... 62
Gambar 4.8. Simulasi Program Pembacaan Tag 2 ................................................................... 63
Gambar 4.9. Simulasi Program Pembacaan Tag 3 ................................................................... 63
Gambar 4.10. Simulasi Program Pembacaan Tag 4 ................................................................. 64

xvi

Gambar 4.11. Simulasi Program Pembacaan Tag 5 ................................................................. 64
Gambar 4.12. Tampilan Saat Tidak Terdeteksi Tag................................................................. 65
Gambar 4.13. Tampilan Pembacaan Tag 1 .............................................................................. 66
Gambar 4.14. Tampilan Pembacaan Tag 2 .............................................................................. 66
Gambar 4.15. Tampilan Pembacaan Tag 3 .............................................................................. 66
Gambar 4.16. Tampilan Pembacaan Tag 4 .............................................................................. 67
Gambar 4.17. Tampilan Pembacaan Tag 5 .............................................................................. 67
Gambar 4.18. Pengujian Jarak Baca Reader RFID ................................................................. 68
Gambar 4.19. Sinyal Keluaran Antena .................................................................................... 71
Gambar 4.20. Keluaran ASCII Out Saat Reader Tidak Mendeteksi Tag .............................. 72
Gambar 4.21. Keluaran ASCII Out Saat Reader Mendeteksi Tag 1 ....................................... 72
Gambar 4.22. Keluaran ASCII Out Saat Reader Mendeteksi Tag 2........................................ 73
Gambar 4.23. Keluaran ASCII Out Saat Reader Mendeteksi Tag 3 ....................................... 73
Gambar 4.24. Keluaran ASCII Out Saat Reader Mendeteksi Tag 4 ....................................... 73
Gambar 4.25. Keluaran ASCII Out Saat Reader Mendeteksi Tag 5 ....................................... 74
Gambar 4.26. Contoh Keluaran ASCII Out dengan time/div 25 ms ........................................ 74

xvii

DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Deskripsi Pin pada IC U2270B ................................................................................. 23
Tabel 2.2. Fungsi STANBY ........................................................................................................ 24
Tabel 2.3. Rekomendasi Nilai Kapasitor .................................................................................... 25
Tabel 2.4. Fungsi Input CFE dan MS.......................................................................................... 26
Tabel 2.5. Konfigurasi Pengaturan Port I/O................................................................................ 35
Tabel 2.6. Konfigurasi Kaki-kaki DB-9 ...................................................................................... 38
Tabel 3.1. Spesifikasi Koil Antena.............................................................................................. 44
Tabel 4.1. Bagian-bagian Pembaca Data Tag dan Fungsinya Secara Umum ............................. 56
Tabel 4.2. Fungsi Port Mikrokontroler pada Rangkaian Reader RFID dengan ID 20 ............... 58
Tabel 4.3. Tabel Pembacaan Reader RFID ................................................................................. 68
Tabel 4.4. Pengujian Jarak Baca Reader RFID ........................................................................... 69
Tabel 4.5. Pengujian Jarak Baca Terjauh Reader RFID.............................................................. 70

xviii

BAB I
PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah
Perkembangan jaman menuntut manusia untuk mengembangkan berbagai macam
teknologi untuk membantu meningkatkan kehidupannya [1]. Dalam beberapa tahun
terakhir ini, teknologi Radio Frequency Identification (RFID) berkembang dengan pesat.
RFID merupakan sebuah teknologi compact wireless berbasis frekuensi radio yang
memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi otomatis terhadap suatu obyek. Pada
dasarnya RFID mempunyai dua komponen utama yang disebut transceiver (reader) dan
transponder (tag). Berbeda dengan teknologi terdahulunya yang menggunakan barcode,
RFID mempunyai kemampuan lebih baik. Ketika sebuah tag melewati area
elektromagnetik yang dikeluarkan oleh antena reader, maka secara langsung akan
dideteksi oleh reader dan dilakukan pembacaan data-data yang ada di dalam tag.
Selanjutnya, data akan dikirim menuju mikrokontroler untuk diolah.
RFID menjadi alternatif lain dari teknologi barcode. RFID menjadi teknologi pilihan
untuk tracking manusia, hewan peliharaan, produk, bahkan kendaraan bermotor (car
immobilizer). Salah satu alasannya adalah kemampuan tag yang dapat dibaca dari jarak
jauh dan melalui berbagai substansi seperti salju, asap, es, atau cat di mana barcode telah
terbukti tidak dapat digunakan. Tingginya angka kriminalitas dewasa ini, khususnya
pencurian kendaraan bermotor menunjukkan perlunya dibangun sebuah sistem keamanan
pada kendaraan bermotor. Hal ini pula yang mendorong perancangan sistem car
immobilizer ini. Sistem immobilizer adalah konsep anti pencurian elektronis nirkabel yang
dibangun untuk melindungi setiap kendaraan dari pencuri. Kebutuhan manusia akan
kenyamanan juga mendorong perancangan sistem ini. Pada sistem car immobilizer ini,
teknologi RFID digunakan untuk mengetahui kondisi sebuah mobil yang sudah dilengkapi
dengan mikrokontroler dan beberapa sensor. RFID juga digunakan pada sistem
keamanannya, yaitu pada sistem pengunci pintu (door locking). Kunci starter dikombinasi
dengan tag. Pintu mobil terkunci secara otomatis saat kunci starter berada di luar radius
pembacaan reader yang berada di dalam mobil. Saat kunci starter berada pada radius
pembacaan, pengunci pintu mobil akan terbuka dan pintu siap dibuka. Selanjutnya, reader
akan mengisi ulang tag dengan data hasil sensing yang dibacanya dari mikrokontroler. Saat

1

2
mobil masuk bengkel, data yang telah terisi pada tag akan dibaca oleh reader yang berada
di bengkel untuk dikirim dan ditampilkan pada sebuah komputer. Jadi, sistem car
immobilizer ini menggunakan dua buah reader, yaitu sebuah reader yang berada di dalam
mobil dan reader lainnya berada di luar mobil dan terhubung dengan komputer sebagai
penampil.
Untuk berfungsinya sistem RFID, diperlukan sebuah reader atau pembaca data yang
dapat membaca data tag dengan benar dan mengkomunikasikan hasilnya ke komputer.
Kontak antara tag RFID dengan reader tidak dilakukan secara langsung atau mekanik,
melainkan dengan pengiriman gelombang elektromagnetik. Reader menggunakan
antenanya untuk berkomunikasi dengan tag. Ketika reader memancarkan gelombang
radio, seluruh tag yang dirancang dengan frekuensi sama dengan reader dan berada pada
rentang bacanya akan memberikan respon. Menurut bentuknya, reader dapat berupa
reader bergerak seperti peralatan genggam, atau stasioner seperti peralatan point-of-sale di
supermarket. Pada perancangan ini, reader bersifat stasioner. Reader yang dirancang
adalah reader dengan frekuensi kerja 125 KHz. Ketika ada sebuah tag yang dirancang
pada frekuensi yang sesuai dan berada pada rentang bacanya, reader akan membaca data
yang ada pada tag tersebut.

1.2. Tujuan dan Manfaat
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian Tugas Akhir ini, adalah menghasilkan
sistem pembaca data pada car immobilizer dengan RFID.
Penelitian ini memberikan bebrapa manfaat, baik bagi komunitas tertentu maupun
bagi perguruan tinggi, yaitu sebagai berikut :
a. Suhu mesin pada sebuah mobil dapat diketahui secara otomatis, sehingga
memberikan kemudahan dalam perawatan.
b. Memberikan tambahan pengetahuan dan pengalaman praktis terhadap penerapan
teknologi RFID bagi mahasiswa.
c. Sebagai sarana pendidikan berupa perangkat sistem pembaca data tag pada car
immobilizer dengan RFID, sehingga dapat meningkatkan daya saing lulusan di
bidang elektro.
d. Dapat dikembangkan secara lebih lanjut dalam dunia industri, khususnya industri
otomotif.

3

1.3. Batasan Masalah
Pada penelitian ini, dilakukan batasan-batasan masalah terhadap sistem yang akan
dipelajari dan dirancang. Batasan-batasan yang dilakukan adalah sebagai berikut:
a. Membaca data yang terisi pada tag RFID dengan frekuensi kerja 125 KHz. Datadata yang akan ditampilkan adalah nomor identitas dan suhu mesin.
b. Menampilkan hasil pembacaan data pada komputer dalam bentuk teks.
c. Pengujian sinyal transmisi, meliputi bentuk sinyal dam model kanal.

1.4. Metodologi Penelitian
Agar dapat melakukan perancangan alat dengan baik, maka penulis menerapkan
beberapa meode penelitian, yaitu sebagai berikut:
a. Studi pustaka. Pada tahap ini penulis mengumpulkan dan mempelajari berbagai
informasi, baik dari buku, makalah, maupun internet mengenai hal-hal yang
berkaitan dengan teknologi RFID sehingga informasi yang diperoleh dapat
digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.
b. Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Tahap ini adalah tahap
perancangan yang didasarkan pada informasi yang didapatkan dari hasil studi
pustaka dengan mempertimbangkan faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan
yang telah ditentukan. Tahap ini meliputi perancangan rangkaian dan pembuatan
diagram alir program mikrokontroler.
c. Pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak berdasar hasil perancangan, yaitu
implementasi dari proses perancangan yang telah dilakukan sebelumnya pada tahap
perancangan. Pengujian perangkat keras dan perangkat lunak secara integral
termasuk dalam tahap ini, agar diketahui hasil secara realistis.
d. Proses pengambilan data. Dalam proses ini dilakukan pengambilan data dari sistem
yang telah dirancang dan dibuat. Data-data yang dapat diperolah akan
menunjukkan tingkat keberhasilan perancangan.
e. Analisis data. Analisis dilakukan dengan mengecek keakuratan data yang diperoleh
dari proses pengambilan data. Hasil analisis digunakan untuk mengambil
kesimpulan akhir dari seluruh proses yang telah dilakukan.

4

1.5. Sistematika Penulisan
Laporan Tugas Akhir ini terdiri dari 4 bab, yang disusun dengan sistematika
penulisan sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi, latar belakang penelitian, tujuan dan manfaat penelitian, batasan
masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini berisi studi pustaka tentang landasan teori penelitian, yaitu teknologi RFID,
mikrokontroller ATMega8535, dan komunikasi serial.
BAB III : RANCANGAN PENELITIAN
Bab ini berisi tentang diagram blok perancangan, perancangan perangkat keras, dan
perancangan perangkat lunak dari peralatan yang akan dibuat.
BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil perancangan perangkat keras dan perangkat lunak, data hasil
pengujian, analisis data, dan pembahasan. Tingkat keberhasilan sistem yang dibuat
dapat diketahui dalam bab ini.
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan akhir dan saran-saran penulis berkaitan dengan
sistem yang dibuat.

BAB II
DASAR TEORI

2.1. Konsep Dasar Gelombang
Gelombang merupakan sebuah gangguan yang membawa energi dari suatu titik ke
titik lainnya[2]. Gelombang elektromagnetik ditimbulkan oleh gerakan sejumlah elektron
dan terdiri dari listrik dan medan magnet. Gelombang ini dapat menembus sejumlah
material. Suatu gelombang memiliki titik puncak yang disebut crest dan titik terendah yang
disebut trough. Jarak antara dua titik puncak atau dua titik terendah yang berurutan disebut
panjang gelombang (wavelength). Waktu yang dibutuhkan untuk mencapai satu siklus
gelombang disebut periode. Amplitudo merupakan tinggi titik puncak (amplitudo positif)
atau kedalaman titik terendah (amplitudo negatif). Bagian-bagian gelombang ditunjukkan
pada Gambar 2.1 di bawah ini.

Gambar 2.1. Bagian-bagian gelombang [2]
Jumlah siklus dalam satu detik disebut frekuensi. Frekuensi dinyatakan dalam dalam
satuan hertz (Hz). Jika frekuensi dalam sebuah gelombang adalah 1 Hz, berarti dalam
gelombang tersebut terdapat sebanyak 1 siklus setiap detik. Frekuensi biasanya juga
dinyatakan dalam KHz (Kilohertz=1.000 Hz), MHz (Megahertz=1.000.000 Hz), atau GHz
(Gigahertz=1.000.000.000 Hz).
Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang
antara 0,1 cm sampai 1.000 km. Pengertian lainnya, gelombang elektromagnetik

5

6
merupakan gelombang dengan frekuensi antara 30 Hz sampai 300 GHz. Gelombang radio
dipengaruhi oleh material yang dilewatinya. Material disebut RF-lucent atau RF-friendly jika
tidak menimbulkan kehilangan energi yang cukup substansial saat gelombang radio
melewatinya.

Material

disebut

RF-opaque

jika

menghalangi,

mementulkan,

dan

menghamburkan gelombang radio. Ada pula material yang bisa dilewati oleh gelombang
radio, namun menyebabkan kehilangan energi yang cukup substansial. Material ini disebut
sebagai RF-absorbent. Pengaruh material pada suatu gelombang radio bersifat relatif,
tergantung pada besarnya frekuensi. Artinya, suatu material yang bersifat RF-opaque dapat
disebut RF-absorbent atau bahkan RF-friendly pada frekuensi yang berbeda. Terdapat 4 kelas
dalam frekensi gelombang radio, yaitu Low Frequency (30 KHz-300 KHz), High Frequency
(3 MHz-30 MHz), Ultra High Frequency (300 MHz-1 GHz), dan Microwave frequency (di
atas 1 GHz).

2.2. Sistem RFID
RFID adalah sebuah teknologi yang memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi
otomatis terhadap suatu obyek [1]. Kenyataan bahwa manusia amat terampil dalam
mengidentifikasi obyek dalam kondisi lingkungan yang berbeda-beda menjadi motivasi dari
teknologi ini. RFID adalah teknologi penangkapan data yang dapat digunakan secara
elektronik untuk mengidentifikasi, melacak, dan menyimpan informasi yang tersimpan dalam
tag RFID.
Perhatian terhadap RFID dalam lingkungan media masa maupun akademis telah
meningkat dalam beberapa tahun ini, dunia berada pada ambang ledakan penggunaan RFID.
Para pengamat RFID menganggap RFID sebagai suksesor dari barcode yang memiliki 2
keunggulan pembeda, yaitu sebagai berikut:
1. Identifikasi yang unik
Sebuah barcode mengindikasikan tipe obyek tempat ia dicetak, misalnya “Ini adalah
sebatang cokleat bermerek ABC dengan kadar 70% dan berat 100 gram”. Sebuah tag
RFID selangkah lebih maju dengan mengemisikan sebuah nomor seri unik di antara
jutaan obyek yang identik, sehingga dapat mengindikasikan “Ini adalah sebatang
coklat bermerek ABC dengan kadar 70% dan berat 100 gram, nomor seri 897348738”.

7
2. Otomasi
Barcode dibaca secara optik, memerlukan kontak line-of-sight dengan reader,
sehingga membutuhkan peletakan fisik yang tepat dari obyek yang dibaca. Kecuali
pada lingkungan yang benar-benar terkontrol, scanning terhadap barcode memerlukan
campur tangan manusia, sebaliknya tag-tag RFID dapat dibaca tanpa kontak line-ofsight dan tanpa penempatan yang presisi. Sebagai suksesor dari barcode, RFID
menawarkan peningkatan efisiensi.
Secara garis besar sebuah sistem RFID dirunjukkan pada Gambar 2.2, yaitu terdiri atas 3
komponen utama, yaitu tag, reader, dan controller [3]. Secara ringkas, mekanisme kerja yang
terjadi dalam sebuah sistem RFID adalah bahwa sebuah reader frekuensi radio melakukan
scanning terhadap data yang tersimpan dalam tag, kemudian mengirimkan informasi tersebut
ke sebuah controller.

Gambar 2.2. Komponen Utama Sistem RFID [3]
Tag dan reader berkomunikasi satu sama lain melalui gelombang radio. Saat obyek bertag berada pada wilayah baca reader, reader akan memberikan sinyal kepada tag untuk
mengirimkan data yang tersimpan. Selanjutnya, saat reader telah menerima data tag, data
tersebut akan disampaikan kepada controller. Sebuah sistem RFID bisa terdiri dari beberapa
reader. Namun, semua reader dapat diterapakan pada controller tunggal. Demikian juga,
reader tunggal dapat berkomunikasi dengan lebih dari satu tag.

8

2.2.1. Tag RFID
Fungsi dasar dari tag RFID adalah menyimpan data dan mengirimkan data tersebut pada
reader [2]. Sebuah tag terdiri atas chip (microchip) dan sebuah antena (Gambar 2.3). Chip
tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainnya.
Antena yang terpasang pada chip mengirimkan informasi dari chip ke reader. Biasanya
rentang pembacaan diindikasikan dengan besarnya antena. Antena yang lebih besar
mengindikasikan rentang pembacaan yang lebih jauh. Tag tersebut terpasang atau tertanam
dalam obyek yang akan diidentifikasi. Tag dapat dibaca dengan reader bergerak maupun
stasioner menggunakan gelombang radio.
Tag RFID sangat bervariasi dalam hal bentuk dan ukuran. Sebagian tag mudah ditandai,
misalnya tag anti pencurian yang terbuat dari plastik keras yang dipasang pada barang-barang
di toko. Tag untuk tracking hewan yang ditanam di bawah kulit berukuran tidak lebih besar
dari bagian lancip dari ujung pensil. Bahkan ada tag yang lebih kecil lagi yang telah
dikembangkan untuk ditanam di dalam serat kertas uang.

Gambar 2.3. Tag RFID [1]

2.2.1.1. Tipe-tipe Tag
Tag dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis, yaitu tag pasif, tag aktif, dan tag semi aktif
(disebut juga semi pasif) [2]. Pengelempokan ini berdasarkan pada ada tidaknya catu daya
pada tag dan kemampuannya untuk menginisiasi komunikasi dengan reader.
1. Tag Pasif
Tag versi paling sederhana adalah tag pasif, yaitu tag yang tidak memiliki catu daya
sendiri serta tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader [1]. Sebagai gantinya,

9
tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang energi
yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimal mengandung sebuah
indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan
dimungkinkan

untuk

ditambahkan

pada

tag,

tergantung

kepada

kapasitas

penyimpanannya. Kapasitas memori dari tag pasif antara 1 bit sampai dengan beberapa
kilobytes [4]. Tag pasif dapat beroperasi pada frekuensi rendah (low frequency),
frekuensi tinggi (high frequency), dan frekuensi ultra tinggi (ultrahigh frequency).
Tergantung pada frekuensi yang digunakan, tag pasif memiliki rentang baca antara 1
mm sampai sekitar 5 m. Contoh aplikasi tag pasif adalah pada pass transit, pass masuk
gedung, dan barang-barang konsumsi [1]. Harga tag pasif lebih murah dibandingkan
harga versi lainnya. Perkembangan tag murah ini telah menciptakan revolusi dalam
adopsi RFID dan memungkinkan penggunaannya dalam skala yang luas. Komponen
tag pasif ditunjukkan pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Komponen Tag Pasif [2]

2. Tag Semi Pasif
Tag semi pasif adalah versi tag yang memiliki catu daya sendiri (baterai) tetapi tidak
dapat menginisiasi komunikasi dengan reader [1]. Dalam hal ini, baterai digunakan
oleh tag sebagai catu daya untuk melakukan fungsi yang lain seperti pemantauan
keadaan lingkungan dan mencatu bagian elektronik internal tag, serta untuk
memfasilitasi penyimpanan informasi. Tag versi ini tidak secara aktif memancarkan
sinyal ke reader. Tag semi pasif tag disebut juga battery-assisted tag [2]. Pada
komunikasi antara tag dan reader dengan tag ini, reader selalu mengkomunikasikan
terlebih dahulu, baru kemudian diikuti oleh tag. Tag semi pasif dapat dibaca pada jarak
yang lebih jauh dibandingkan dengan tag pasif. Pada kondisi ideal, jarak bacanya

10
mencapai 100 kaki (sekitar 30,5 m). Tag ini dapat dihubungkan dengan sensor untuk
menyimpan informasi untuk peralatan keamanan. Gambar 2.5 menunjukkan komponen
tag semi pasif.

Gambar 2.5. Komponen Tag Semi Pasif [2]

3. Tag Aktif
Tag aktif adalah tag yang selain memiliki antena dan chip, juga memiliku catu daya
dan pemancar serta mengirimkan sinyal kontinyu [1]. Tag versi ini biasanya memiliki
kemampuan baca tulis, dalam hal ini data tag dapat ditulis ulang dan dimodifikasi. Tag
aktif dapat menginisiasi komunikasi dan dapat berkomunikasi pada jarak yang lebih
jauh, hingga 750 kaki, tergantung pada daya baterainya. Pada komunikasi antara tag
dan reader dengan tag ini, tag selalu memulai terlebih dahulu, baru kemudian diikuti
oleh reader. Harga tag ini merupakan yang paling mahal dibandingkan dengan versi
lainnya. Gambar 2.6 menunjukkan komponen tag aktif.

Gambar 2.6. Komponen Tag Aktif [2]

11

2.2.1.2. Tipe Memori Tag
Seperti yang telah disebutkan di atas, sebuah chip pada sebuah tag berfungsi untuk
menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainnya. Ketentuan penyimpanan dan
pengisiannya tergantung pada tipe memorinya. Klasifikasi tipe memori tag adalah Read-Only
(RO), Write Once-Read Many (WORM), dan Read-Write (RW).
1. Read Only (RO)
Sebuah tag RO hanya dapat diprogram atau diisi sekali dalam penggunaanya [2]. Data
diisikan oleh pabrikan pada saat proses produksi. Setelah itu, data sama sekali tidak
dapat dituliskan kembali pada tag. Tag tipe ini memiliki kapasitas memori minimum
(biasanya kurang dari 64 bit) dan mengandung data yang terprogram permanen
sehingga tidak dapat diubah [1]. Tag pasif biasanya memiliki tipe memori seperti ini.
Tag tipe ini scocok untuk aplikasi kecil dan sederhana. Data yang terkandung di dalam
tag seperti ini terutama adalah data identifikasi obyek. Tag dengan tipe memori seperti
ini telah banyak digunakan di perpustakaan dan persewaan video. Tag pasif biasanya
memiliki tipe memori seperti ini.
2. Write Once, Read Many (WORM)
Sebuah tag dengan tipe memori WORM dapat diprogram atau satu sekali. Berbeda
dengan tipe RO, pengisian tidak dilakukan oleh pabrikan tetapi dilakukan sendiri oleh
pengguna [2]. Tag dengan tipe ini memungkinkan informasi disimpan sekali, tetapi
tidak membolehkan perubahan berikutnya terhadap data [1]. Tag tipe ini memiliki fitur
keamanan RO dengan menambahkan fungsionalitas tambahan dari tag RW.
3. Read Write (RW)
Pada tag dengan tipe memori RW, data dapat dimutakhirkan jika diperlukan [1].
Sebagai konsekuensinya kapasitas memorinya lebih besar dan harganya lebih mahal
dibandingkan tag RO. Tag seperti ini biasanya digunakan ketika data yang tersimpan
di dalamnya perlu pemutakhiran seiring dengan daur hidup produk, misalnya di pabrik.
Tag dengan tipe memori RW menawarkan keuntungan yang luar biasa karena data
yang telah terisi dapat ditulis ulang dan diubah oleh pengguna [2].

12

2.2.2. Reader RFID
Untuk berfungsinya sistem RFID, diperlukan sebuah reader atau alat scanning yang
dapat membaca tag dengan benar dan mengkomunikasikan hasilnya ke suatu controller [1].
Reader disebut juga interrogator, yaitu perangkat yang dapat membaca data pada tag dan
mengisi data pada tag. Jadi reader juga berfungsi sebagai writer [2]. Dalam kasus tag pasif,
reader berfungsi juga sebagai catu daya untuk mengaktifkan tag. Reader merupakan jembatan
antara tag dengan controller [3].

2.2.2.1. Komponen Reader
Reader

memiliki

beberapa

komponen

utama,

yaitu

transmitter,

receiver,

microprocessor, memory, input/output channels, communication interface, dan power [2].
Gambar 2.7 berikut menunjukkan komponen-komponen utama pada contoh sebuah reader.

Gambar 2.7. Komponen-komponen Utama pada Contoh Sebuah Reader [2]

1. Transmitter
Transmitter pada reader digunakan untuk mentransmisi daya AC dan clock cycle
melalui antenanya ke tag yang berada pada jarak bacanya. Transmitter merupakan
bagian dari unit tranceiver yang bertanggung jawab untuk mengirimkan sinyal reader
ke lingkungan di sekitarnya dan menerima sinyal balasan dari tag melalui antena
reader. Port antena reader terhubung dengan komponen tranceiver.

13
2. Receiver
Komponen ini juga merupakan bagian dari tranceiver. Receiver menerima sinyal
analog dari tag melalui antena reader. Kemudian, receiver mengirimkan sinyal
tersebut kepada mikroprosesor reader. Sinyal diubah ke dalam bentuk digital. Jadi
sinyal digital tersebut merupakan representasi dari data yang telah dikirimkan oleh tag
kepada antena reader.
3. Microprocessor
Mikroprosesor bertanggung jawab untuk mengimplementasikan komunikasi antara
reader dengan tag. Komponen ini melakukan decoding dan koreksi error terhadap
sinyal analog dari receiver.
4. Memory
Memori digunakan untuk menyimpan data. Berapa banyak hasil pembacaan tag dapat
disimpan, tergantung pada kapasitas memorinya.
5. Input/output channels
Reader tidak harus selalu aktif untuk membaca tag setiap waktu. Tag akan muncul
hanya pada saat-saat tertentu. Komponen ini menyediakan mekanisme untuk
mematikan atau mengaktifkan reader tergantung pada kondisi yang terjadi di luar
reader. Sebagai contoh, misalnya dipasang sebuah sensor untuk input. Sensor akan
mendeteksi keberadaan sebuah obyek ber-tag di daerah baca reader. Sensor kemudian
akan mengaktifkan reader untuk membaca tag. Demikian juga untuk output,
komponen ini memungkinkan reader menghasilkan output lokal melalui annunciator
(misalnya alarm) atau actuator (misalnya membuka atau menutup portal keamanan dan
pintu otomatis).
6. Coomunication Interface
Komponen ini menghasilkan instruksi-instruksi komunikasi untuk reader yang
memungkinkan reader berinteraksi dengan perangkat eksternal.
7. Power
Komponen ini menyediakan daya atau sumber tegangan untuk beroperasinya sebuah
reader.

14

2.2.2.2. Klasifikasi Reader
Seperti halnya tag, reader juga dapat diklasifikasikan berdasarkan kriteria yang berbeda.
Berdasar pada model interface yang disediakan untuk komunkasi, reader dibedakan menjadi 2
macam, yaitu serial dan network [2]. Reader serial menggunakan penghubung kominikasi
serial untuk berkomunikasi dengan sebuah aplikasi. Reader terhubung dengan sebuah port
komputer dengan RS-232 atau RS-485. Reader network dapat dihubungkan ke komputer
dengan kabel maupun tanpa kabel (wireless).
Berdasarkan mobilitasnya, reader dibedakan menjadi 2 macam, yaitu reader stasioner
(stationary reader) dan reader genggam (handheld reader). Stasionery reader disebut juga
fixed reader. Reader ini biasanya dipasang pada suatu tempat tertentu, misalnya tembok,
portal, atau tempat lainnya sesuai dengan fungsi aplikasinya. Aktifitas pembacaannya
tergantung pada ada tidaknya tag yang mendekatinya atau berada pada rentang bacan