Rancang Sistem Absensi Siswa Menggunakan Id Card Dengan Pemberitahuan SMS Berbasis Mikrokontroller At Mega 16
4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Radio Frequency Identification
Radio frequency identification (RFID) adalah sebuah teknologi yang
menggunakan komunikasi via gelombang elektromagnetik untuk merubah data
antara terminal dengan suatu objek seperti produk barang, hewan, ataupun manusia
dengan tujuan untuk identifikasi dan penelusuran jejak melalui penggunaan suatu
piranti yang bernama RFID tag. RFID tag dapat bersifat aktif atau pasif. RFID tag
yang pasif tidak memiliki powersupply sendiri, sehingga harganya pun lebih murah
dibandingkan dengan tag yang aktif. Dengan hanya berbekal induksi listrik yang ada
pada antena yang disebabkan oleh adanya pemindaian frekuensi radio yang masuk,
sudah cukup untuk memberi kekuatan yang cukup bagi RFID tag untuk mengirimkan
respon balik. Dengan tidak adanya powersupply pada RFID tag yang pasif maka
akan menyebabkan semakin kecilnya ukuran dari RFID tag yang mungkin dibuat,
bahkan lebih tipis daripada selembar kertas dengan jarak jangkauan yang berbeda
mulai dari 10 mm sampai dengan 6 meter. RFID tag yang aktif memiliki
powersupply sendiri dan memiliki jarak jangkauan yang lebih jauh. Memori yang
dimilikinya juga lebih besar sehingga bisa menampung berbagai macam informasi di
dalamnya. RFID tag yang banyak beredar sekarang adalah RFID tag yang sifatnya
pasif.
Suatu sistem RFID dapat terdiri dari beberapa komponen, seperti tag, tag
reader, tag programming station, circulation reader, sorting equipment, dan tongkat
inventory tag. Kegunaan dari sistem RFID ini adalah untuk mengirimkan data dari
tag yang kemudian dibaca oleh RFID reader dan kemudian diproses oleh aplikasi
computer. Data yang dipancarkan dan dikirimkan tadi bisa berisi beragam informasi,
seperti ID, informasi lokasi atau informasi lainnya.
2.1.1
Kelebihan RFID
RFID menawarkan keunggulan dibandingkan dengan sistem manual atau
penggunaan kode bar . Tag dapat dibaca jika lewat di dekat pembaca , bahkan jika itu
ditutupi oleh obyek atau tidak terlihat . Tag dapat dibaca dalam wadah, karton , kotak
Universitas Sumatera Utara
5
atau lainnya , dan tidak seperti barcode , RFID tag dapat sekaligus dibaca ratusan id
pada suatu waktu . Kode Bar hanya dapat dibaca satu per satu menggunakan
perangkat saat ini .
RFID juga tahan air dan gesekan karena biasanya dikemas dalam chip plastik
yang kadang dimasukkan kedalam bodi obyek yang dipasang RFID.
2.1.2 Penggunaan RFID
Saat ini RFID TAG dapat ditempel pada berbagai obyek untuk keperluan banyak
identifikasi seperti saat belanja barang, identifikasi ID karyawan, identifikasi aset
perusahaan dan masih banyak lagi identifikasi yang lainnya.
Pada tahun 2010 ada tiga faktor utama yang mendorong peningkatan yang
signifikan dalam penggunaan RFID, yaitu : penurunan biaya peralatan dan tag ,
peningkatan kinerja untuk keandalan 99,9 % dan standar internasional yang stabil
pada UHF RFID pasif .
2.1.3 Prinsip kerja RFID
RFID menggunakan sistem identifikasi dengan gelombang radio.Untuk itu minimal
dibutuhkan dua buah perangkat, yaitu yang disebut TAG dan READER.Saat
pemindaian data, READER membaca sinyal yang diberikan oleh RFID TAG.
2.1.4 RFID Tag
RFID TagBerfungsi untuk menyimpan kode-kode sebagai pengganti identitas.RFID
Tag Terdiri dari tiga bagian
1.
Lapisan pelindung dari benturan maupun resiko proses yang berlangsung
2.
Lilitan antena dan sebuah kapasitor membentuk rangkaian yang beresonansi
pada
frekuensi
tertentu.
Antena
akan
menangkap
induksi
medan
elektromagnet dari RFID reader dan mengubahnya menjadi sumber tenaga
bagi chip
3.
ID chip yang akan memodulasi arus yang merepresentasikan bib-bit sinyal.
Bit-bit sinyal ini berisi kode yang tersimpan dalam ID chip. Panjang bit sinyal
berbeda-beda untuk setiap produsen RFID tag.
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1 Tag RFID
RFID tag juga dapat dibedakan berdasarkan tipe memori yang dimilikinya :
1. Read / Write (Baca/Tulis)
Memori baca/tulis secara tidak langsung sama seperti namanya,memorinya
dapat dibaca dan ditulis secara berulang-ulang. Data yangdimilikinya
bersifat dinamis.
2. Read only (Hanya baca)
Tipe ini memiliki memori yang hanya diprogram pada saat tag ini dibuat
dan setelah itu datanya tidak bisa diubah sama sekali. Data bersifat statis.
2.1.5 RFID Reader
Adalah merupakan alat pembaca RFID TAG.Ada dua macam RFID READER yaitu
READER PASIF (PRAT) dan READER AKTIF (ARPT).
1. READER PASIF memiliki sistem pambaca pasif yang hanya menerima
sinya radio
dari
RFID TAG AKTIF
(yang dioperasikan
dengan
barrety/sumber daya). Jangkauan penerima RFID PASIF bisa mencapai 600
meter. Hal ini memungkinkan aplikasi RFID untuk sistem perlindungan dan
pengawasan aset.
2. READER AKTIF memiliki sistem pembaca aktif yang memancarkan sinyal
interogator ke TAG dan menerima balasan autentikasi dari TAG. Sinyal
interogator ini juga menginduksi TAG dan akhirnya menjadi sinyal DC yang
menjadi sumber daya TAG PASI
Universitas Sumatera Utara
7
2.1.6 Sistem sinyal RFID
Suatu sistem RFID dapat terdiri dari beberapa komponen, seperti tag, tag reader, tag
programming station, circulation reader, sorting equipment dan tongkat inventory
tag. Keamanan dapat dicapai dengan dua cara. Pintu security dapat melakukan query
untuk menentukan status keamanan atau RFID tag-nya berisi bit security yang bisa
menjadi on atau off pada saat didekatkan ke reader station.
Kegunaan dari sistem RFID ini adalah untuk mengirimkan data dari piranti
portable, yang dinamakan tag, dan kemudian dibaca oleh RFID reader dan kemudian
diproses oleh aplikasi komputer yang membutuhkannya. Data yang dipancarkan dan
dikirimkan tadi bisa berisi beragam informasi, seperti ID, informasi lokasi atau
informasi lainnya seperti harga, warna, tanggal pembelian dan lain sebagainya.
Dalam suatu sistem RFID sederhana, suatu object dilengkapi dengan tag yang
kecil dan murah. Tag tersebut berisi transponder dengan suatu chip memori digital
yang di dalamnya berisi sebuah kode produk yang sifatnya unik. Sebaliknya,
interrogator, suatu antena yang berisi transceiver dan decoder, memancarkan sinyal
yang bisa mengaktifkan RFID tag sehingga dia dapat membaca dan menulis data ke
dalamnya. Ketika suatu RFID tag melewati suatu zone elektromagnetis, maka dia
akan mendeteksi sinyal aktivasi yang dipancarkan oleh si reader. Reader akan mendecode data yang ada pada tag dan kemudian data tadi akan diproses oleh komputer.
2.1.7 Proses RFID
•
RFID reader yang bisa ditempatkan sebagai pengganti kunci di pintu rumah
atau kendaraan, mengeluarkan gelombang radio dan menginduksi RFID tag.
•
Gelombang induksi tersebut berisi password, jika dikenali RFID tag, memori
RFID tag(ID Chip) akan terbuka
•
RFID tag akan mengirimkan kode yang terdapat dalam memori ID Chip
melalui antena yang terpasang di tag. Jika sesuai, RFID reader akan
membuka kunci.
•
Untuk menghindari usaha penggandaan dan pencurian kode kunci, RFID
akan membuat kode kunci yang baru. Kode yang baru ini akan disimpan ke
memori RFID reader dan dikirimkan ke RFID tag yang akan disimpan di
memori ID Chip.
Universitas Sumatera Utara
8
2.2. Komunikasi Serial SPI
Serial Peripheral Interface (SPI) adalah salah satu protocol komunikasi serial
yang sering digunakan karena sangat mudah dan sederhana.Faktanya, komunikasi
SPI lebih mudah jika dibandingkan dengan komunikasi USART ataupun UART.
Sejak SPI diakui oleh dunia sebagai standar protocol komunikasi, SPI
tersedia dan digunakan pada berbagai macam mikrokontroler, seperti: 8051, ARM,
PIC, AVR, dll. Hal ini menyebabkan kita dapat menghubungkan dua mikrokontroler
dari arsitektur yang berbeda.
SPI banyak diaplikasikan seperti:
1. Transmisi kabel data, (meski pilihan pertama adalah USART, tapi tidak ada
salahnya jika menggunakan SPI karena lebih mudah)
2. Transmisi wireless (nirkabel ) seperti pada Zigby, 2,4 GHz transmission, dll.
3. Pemrograman
AVR
(upload
file
**.hex
ke
mikrokontroler)
juga
menggunakan SPI transfer.
4. Perangakat komunikasi data dari sensor maupun peripheral device yang lain,
seperti: IMU, Joystocik, Kompas, dll.
2.2.1 Keuntungan menggunakan Bus SPI
SPI menggunakan empat buah pin untuk berkomunikasi, sedangkan perangkat
komunikasi lainnya menggunakan dua/tiga pin seperti I2C, TWI, USART, dll.
Berikut adalah Keuntungan menggunakan Bus SPI:
1. Sangat mudah dalam interfacenya (setup/inisialisasi dan pengiriman data
lebih mudah dibandingkan dengan USART atau I2C).
2. Komunikasi Full duplex.
3. Konsumsi daya yang rendah dibanding dengan I2C dan masih banyak lagi.
Disamping itu, SPI juga memiliki kelemahan antara lain: Butuh sambungan atau
koneksi yang lebih banyak, jadi lebih memakan pin dari mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
9
2.2.2 Master dan Slave dalam SPI
Dalam Komunikasi SPI, dua atau lebih device yang terhubung yang salah satunya
akan bertindak sebagai Master dan yang lainnya akan bertindak sebagai Slave.
Master Device adalah device yang memulai sambungan dan melakukan
control transmisi data. Saat kedua device sudah terkoneksi, master dapat meminta
request data baik mengirim data ataupun menerima data. Seperti pada penjelasan di
atas, hal ini dinamakan koneksi FULL DUPLEX ,yaitu master device dapat mengirim
data dan juga slave device juga dapat mengirim data pada saat yang bersamaan. Pada
penjelasan sebelumnya SPI menggunakan empat pin untuk berkomunikasi , berikut
ini penjelasan bagaimana PIN dari SPI. SPI biasanya menggunakan empat pin untuk
berkomunikasi. Yaitu MOSI, MISO, SCK dan SS.
1. MOSI berarti Master Output Slave Input, dimana pin ini digunakan sebagai
Master mengirim data dan Slave sebagai penerima data.
2. MISO berarti Master Input Slave Output, dimana pin ini digunakan sebagai
Master bertindak sebagai penerima data dan Slave sebagai pengirim data.
3. SCK, SPI Clock Line yang berarti clock yang digunakan untuk
berkomunikasi (Komunikasi synchronous)
4. SS artinya Slave Select. Jika SS bernilai 0 atau low maka Device bertindak
sebagai slave dan jika bernilai 1 atau high maka device bertindak sebagai
Master.
Gambar 2.3 Cara Pertukaran data pada SPI
Universitas Sumatera Utara
10
2.2.3 Transaksi data dalam mode SPI
SPI beroperasi berdasarkan shift register baik master device maupun slave device,
keduanya akan mempunyai 8 bit shift register. Namun tergantung dari berbagai
macam arsitektur mikrokontroler, ada yang bisa memiliki 10 bit ataupun 12 bit shift
register.
Untuk memulai komunikasi, bus master melakukan konfigurasi clock, dengan
catatan frekuensi atau kecepatan transfer data antara SPI master device dan slave
device harus sama, biasanya bisa mencapai beberapa MHz. Master akan memilih
perangkat slave dengan mengeluarkan logika 0, lalu master akan menunggu proses
yang telah dijadwalkan di master itu sendiri seperti uratan intrupsi timer, konversi
analog ke digital (ADC), dll. Lalu setelah periode itu selesai master akan
mengeluarkan clock yang pertAnda akan dimulainya proses komunikasi Serial.
2.3 Modem GSM
Modem adalah sebuah alat yang dapat membuat komputer terkoneksi dengan
internet melalui line telepon standar. Modem banyak digunakan komputer rumah dan
jaringan sederhana untuk dapat berkomunikasi dengan jutaan komputer lain dalam
lalu lintas internet. Kata Modem itu sendiri merupakan kependekan dari Modulator
Demodulator. Ini berarti Modem bekerja dengan cara mengubah informasi digital
dari komputer pengirim ke dalam bentuk sinyal analog yang ditransmisikan melaluli
line telepon.
Selanjutnya Modem pada komputer penerima akan mengubah ulang sinyal
analog ke sinyal digital. GSM Modul atau Modem GSM adalah jenis khusus dari
modem yang menerima kartu SIM, dan mengoperasikan selama berlangganan ke
operator mobile, seperti ponsel. Modem GSM dihubungkan dengan suatu interface
yang memungkinkan aplikasi seperti SMS untuk mengirim dan menerima pesan
Universitas Sumatera Utara
11
melalui Modem. Beberapa fungsi kegunaan modem ini di masyarakat adalah antara
lain:
· SMS Broadcast application
· SMS Quiz application
· SMS Polling
· SMS auto-reply
· M2M integration
· Aplikasi Server Pulsa
· Telemetri
· Payment Point Data
Pada pembuatan proyek ini, digunakan Modem GSM Serial Wavecom
Fastrack M1306B.Untuk Modem seri ini memiliki dua type konektor yaitu
serial dan USB.
Gambar 2.4 Modem GSM Fastrack M1306B
Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B:
· Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10
· GSM Dual Band antenna
Universitas Sumatera Utara
12
· Power Supply with 4 pin connector (untuk serial)
· Standard USB 2.0 interface (untuk USB)
· Input Voltage : 5V-32V
· Maximum transmitting speed 253KBps
· Support AT-Command
· Dimensi : 74×54×25mm
2.3.1
AT-Command
AT-Command adalah singkatan dari Attention Command.AT Command
adalah perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Pada awalnya
standar perintah ini untuk modem-modem telepon PSTN, akan tetapi perintah ini
sekarang dikembangkan juga untuk modem-modem GSM.
Perintah AT-Command dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDM
modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS.
Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer/ mikrokontroller maka
perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis
untuk mencapai tujuan tertentu.Untuk memulai suatu perintah AT-Command,
diperlukan prefiks “AT” atau “at” dalam setiap perintah AT-Command.
AT Command
Tabel 2.1 Tabel Set AT-Command
Keterangan
AT
Mengecek apakah Handphone telah terhubung
AT+CMGF
Untuk menetapkan format mode dari terminal
AT+CSCS
Untuk menetapkan jenis encoding
AT+CNMI
Untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara
otomatis
AT+CMGL
Membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card
Universitas Sumatera Utara
13
AT Command
Keterangan
AT+CMGS
Mengirim pesan SMS
AT+CMGR
Membaca pesan SMS
AT+CMGD
Menghapus pasan SMS
ATE1
Mengatur ECHO
ATV1
Mengatur input dan output berupa naskah
AT+CGMI
Mengecek Merek HP
AT+CGMM
Mengecek Seri HP
AT+CGMR
Mengecek Versi Keluaran HP
AT+CBC
Mengecek Baterai
AT+CSQ
Mengecek Kualitas Sinyal
AT+CCLK?
Mengecek Jam (waktu) pada HP
AT+CALM=
Mengecek Suara/dering HP saat di Telepon (ada
Telepon Masuk)‘n’ adalah adalah angka yang
menunjukkan jenis dering0 = berdering1 dan 2 =
Silent (Diam)
AT^SCID
Mengecek ID SIM CARD
AT+CGSN
Mengecek Nomor IMEI
AT+CLIP=1
Menampilkan nomor telepon pemanggil
AT+CLCC
Menampilkan
nomor
telepon
yang
sedang
memanggil
AT+COPN
Menampilkan Nama Sumua Operator di dunia
AT+COPS?
Menampilkan nama operator dari SIM yang
digunakan
AT+CPBR=
Membaca nomor telepon yang disimpan pada buku
telepon (SIM CARD)‘n’ adalah nomor urut
penyimpanan
AT+CPMS=
Mengatur Memori dari HP‘md’ adalah memori
yang digunakanME = Memori HP
SM = Memori SIM CARD
Universitas Sumatera Utara
14
2.4 Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol
atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler,
telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor.Mikrokontroler dapat dikatakan
adalah sebuah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus.
Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat
elektronika. Mikrokontroleradalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi,
dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam
satu keping, biasanya terdiri dari CPU, RAM, EEPROM, I/O, TIMER, dan lainlain.Mikrokontrolermerupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar
elemennya dikemas dalam satu chip IC (Intergrated Circuit) sehingga sering juga
disebut single chip microcomputer, yang masuk dalam katagori embedded komputer.
Suatu kontroler digunakan untuk mengontrol suatu proses atau aspek-aspek dari
lingkungan. Satu contoh aplikasi dari mikrokontroler adalah untuk memonitor
rumah.Ketika suhu naik kontroler membuka jendela dan sebaliknya.Pada masanya,
kontroler dibangun dari komponen-komponen logika secara keseluruhan, sehingga
menjadikannya besar dan berat.Setelah itu barulah dipergunakan mikroprosesor
sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB yang cukup kecil. Hingga saat
ini masih sering kita lihat kontroler yangdikendalikan oleh mikroprosesor biasa.
2.4.1 Arsitektur ATmega16
Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkanmemori
program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehinggapengaksesan
program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).Secara garis besar
mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :
1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.
2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, danSRAM
1Kbyte
3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
4. CPU yang terdiri dari 32 buah register
5. User interupsi internal dan eksternal
6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial
Universitas Sumatera Utara
15
7. Fitur Peripheral
•
Dua buah 8-bit timer/counterdengan prescaler terpisah dan modecompare
•
Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, modecompare, dan
mode capture
•
Real time counterdengan osilator tersendiri
•
Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog
•
8 kanal, 10 bit ADC
•
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
•
Watchdog timerdengan osilator internal
2.4.2 Sistem Clock AVR ATmega16
Mikrokontroler, mempunyai sistem pewaktuan CPU, 12 siklus clock. Artinya
setiap 12 siklus yang dihasilkan oleh ceramic resonator maka akan menghasilkan
satu siklus mesin. Nilai ini yang akan menjadi acuan waktu operasi CPU. Untuk
mendesain sistem mikrokontroler kita memerlukan sistem clock, sistem ini bisa di
bangun dari clock eksternal maupun clock internal.
2.4.3 Konfigurasi PIN ATmega16
Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin dapat dilihat pada
Gambar 2.3. Dari gambar tersebut dapat terlihatATMega16 memiliki 8 pena untuk
masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.
Gambar 2.5 Pin-pin Pada ATmega 16
Dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATMega
16 sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
16
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merupakan pin Ground
3. Port A (PA0 – PA7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinmasukan ADC
4. Port B (PB0 – PB7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B
Pin
PB7
PB6
PB5
PB4
PB3
PB2
PB1
PB0
Fungsi Khusus
SCK (SPI Bus Serial Clock)
MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)
MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
SS (SPI Slave Select Input)
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
T0 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
5. Port C (PC0 – PC7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C
Pin
PC7
PC6
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1
PC0
Fungsi khusus
TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)
TDI (JTAG Test Data In)
TDO (JTAG Data Out)
TMS (JTAG Test Mode Select)
TCK (Joint Test Action Group Test Clock)
SDA ( Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)
SCL ( Two-wire Serial Bus Clock Line)
Universitas Sumatera Utara
17
6. Port D (PD0 – PD7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D
Pin
PD7
PD6
PD5
PD4
PD3
PD2
PD1
PD0
Fungsi khusus
OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match
Output)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match
Output)
INT1 (External Interrupt 1 Input)
INT0 (External Interrupt 0 Input)
TXD (USART Output Pin)
RXD (USART Input Pin)
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.4.4 Peta Memori ATmega16
Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan
memori program.Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk
menyimpan
data.ATMega16
memiliki
16
Kbyte
On-chip
In-System
Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Instruksi ATMega16
semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka memori flash diatur dalam 8K x 16
bit.
2.4.5 Memori Data
Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register
umum, 64 buah register I/O dan 1 Kbyte SRAM internal. General purpose register
menempati alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O
menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. Memori I/O merupakan
Universitas Sumatera Utara
18
register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai fitur
mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter , fungsi-fungsi I/O, dan
sebagainya. 1024 alamat berikutnya mulai dari $60 hingga $45F digunakan untuk
SRAM internal.
Tabel 2.5 Peta memory data ATMega 16
Register file
Data address space
R0
R1
R2
…
R29
R30
R31
I/O Registers
$0000
$0001
$0002
…
$000D
$000E
$000F
$00
$01
$02
…
$3D
$3E
$3F
$0020
$0021
$0022
…
$005D
$005E
$005F
Internal SRAM
$0060
$0061
…
$045E
$045F
2.4.6 Memori Data EEPROM
ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat
ditulis/dibaca dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis
pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain
memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai
$1FF.
Universitas Sumatera Utara
19
2.4.7 Analog To Digital Converter
AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran
ADC internal dengan resolusi 10 bit.Dalam mode operasinya, ADC dapat
dikonfigurasi, baik single endedinput maupun differentialinput. Selain itu, ADC
ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan
kemampuan filter derau (noise)yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada ATMega16 memiliki
fitur-fitur antara lain :
•
Resolusi mencapai 10-bit
•
Akurasi mencapai ± 2 LSB
•
Waktu konversi 13-260µs
•
8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian
•
Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC
•
Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC
•
Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal
•
Interupsi ADC complete
•
Sleep Mode Noise canceler
Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi,
formal data keluaran, dan modus pembacaan. Register-register yang perlu diatur
adalah sebagai berikut:
•
ADC Control and Status Register A – ADCSRA
Gambar 2.6 ADC Control and Status Register A – ADCSRA
ADEN
: 1 = adc enable, 0 = adc disable
ADCS
: 1 = mulai konversi, 0 = konversi belum terjadi
ADATE
: 1 = auto trigger diaktifkan, trigger berasal dari sinyal yang dipilih
(set pada
trigger SFIOR bit ADTS). ADC akan start konversi pada edge positif
sinyal
Universitas Sumatera Utara
20
trigger.
ADIF
: diset ke 1, jika konversi ADC selesai dan data register ter-update.
Namun
ADC Conversion Complete Interrupt dieksekusi jika bit ADIE dan
bit-I
dalam register SREG diset.
ADIE
: diset 1, jika bit-I dalam register SREG di-set.
ADPS[0..2]
: Bit pengatur clock ADC, faktor pembagi 0 … 7 = 2, 4, 8, 16, 32, 64,
128.
Tabel 2.6 Konfigurasi Clock ADC
ADPS2
0
0
0
0
1
1
1
1
ADPS1
0
0
1
1
0
0
1
1
ADPS0
0
1
0
1
0
1
0
1
Division Factor
2
2
4
8
16
32
64
128
• ADC Multiplexer-ADMUX
Gambar 2.7 ADC Multiplexer
REFS 0, 1
: Pemilihan tegangan referensi ADC
00
: Vref = Aref
01
: vref = AVCC dengan eksternal capasitor pada AREF
10
: vref = internal 2.56 volt dengan eksternal kapasitor pada AREF
ADLAR : Untuk setting format data hasil konversi ADC, default = 0
• Special Function IO Register-SFIOR
Universitas Sumatera Utara
21
SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari
picu eksternal atau dari picu internal, susunannya seperti yang terlihat pada gambar
berikut :
Gambar 2.8 Register SFIOR
ADTS[0...2] : Pemilihan trigger (pengatur picu) untuk konversi ADC, bit-bit ini akan
berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Konfigurasi bit
ADTS[0...2] dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.
Tabel 2.7 Pemilihan sumber picu ADC
ADPS2
0
0
0
0
1
1
1
1
ADHSM
ADPS1
0
0
1
1
0
0
1
1
ADPS0
0
1
0
1
0
1
0
1
Trigger source
Free Running Mode
Analog Comparator
External Interrupt Request 0
Timer/Counter0 Compare Match
Timer/Counter0 Overflow
Timer/Counter Compare Match B
Timer/Counter1 Overflow
Timer/Counter1 Capture Event
: 1. ADC high speed mode enabled. Untuk operasi ADC, bit ACME,
PUD, PSR2 dan PSR10 tidak diaktifkan.
2.5 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir
sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang
pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari
arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka
setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga
membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Buzzer biasa digunakan
sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu
kesalahan pada
sebuah alat (alarm). Pada rangkaian alat ukur monitoring jarak mobil terhadap suatu
Universitas Sumatera Utara
22
benda atau penghalang pada saat parkir mundur buzzer berfungsi sebagai suara
peringatan yang memperingatkan pengendara mobil apabila jarak sensor telah
mendekati suatu benda atau penghalang. Dengan demikian, pengemudi akan
mengetahui jika posisi mobilnya dalam bahaya dan pengemudi bisa menghindari
terjadinya benturan.
Gambar 2.9 Buzzer
2.6 Power Supply (Catu Daya)
Power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu
atau lebih beban listrik atau alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan
energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk
menyalurkan energi listrik.Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang
mengkonversi salah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun mungkin juga
merujuk ke perangkat yang mengkonversi energi bentuk lain (misalnya, mekanis,
kimia, surya) menjadi energi listrik. Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang
mengontrol tegangan output atau saat ini untuk nilai tertentu, nilai dikendalikan
mengadakan hampir konstan, meskipun variasi baik dalam beban arus atau tegangan
yang diberikan oleh sumber energi satu daya. Secara prinsip rangkaian power supply
adalah menurunkan tegangan AC , menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi
DC ,menstabilkan tegangan DC. Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian
power conversion. Power conversion terdiri dari tiga macam : a. AC/DC power
supply b. DC/DC converter c. DC/AC inverter Power supply untuk PC sering juga
disebut PSU (Power Supply Unit) PSU termasuk power conversion AC/DC. Fungsi
utamanya mengubah listrik arus bolak balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (
Universitas Sumatera Utara
23
diIndonesia, PLN) menjadi arus listrik searah (DC)yang dibutuhkan oleh komponen
pada PC. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini :
1. Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC
2. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang
sesuai dengan yang dibutuhkan
3. Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple
ataupun noise listrik yang lain
4. Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung
pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan
temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input
5. Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber
input
6. Protection : mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak
terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto
shutdown jika hal terjadi.
Idealnya, sebuah power supply dapat menghasilkan output yang bersih, dengan
tegangan output yang konstan terjaga dengan tingkat toleransi dari tegangan input,
beban daya, juga suhu kerja, dengan tingkat konversi efisiensi 100%.
Universitas Sumatera Utara
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Radio Frequency Identification
Radio frequency identification (RFID) adalah sebuah teknologi yang
menggunakan komunikasi via gelombang elektromagnetik untuk merubah data
antara terminal dengan suatu objek seperti produk barang, hewan, ataupun manusia
dengan tujuan untuk identifikasi dan penelusuran jejak melalui penggunaan suatu
piranti yang bernama RFID tag. RFID tag dapat bersifat aktif atau pasif. RFID tag
yang pasif tidak memiliki powersupply sendiri, sehingga harganya pun lebih murah
dibandingkan dengan tag yang aktif. Dengan hanya berbekal induksi listrik yang ada
pada antena yang disebabkan oleh adanya pemindaian frekuensi radio yang masuk,
sudah cukup untuk memberi kekuatan yang cukup bagi RFID tag untuk mengirimkan
respon balik. Dengan tidak adanya powersupply pada RFID tag yang pasif maka
akan menyebabkan semakin kecilnya ukuran dari RFID tag yang mungkin dibuat,
bahkan lebih tipis daripada selembar kertas dengan jarak jangkauan yang berbeda
mulai dari 10 mm sampai dengan 6 meter. RFID tag yang aktif memiliki
powersupply sendiri dan memiliki jarak jangkauan yang lebih jauh. Memori yang
dimilikinya juga lebih besar sehingga bisa menampung berbagai macam informasi di
dalamnya. RFID tag yang banyak beredar sekarang adalah RFID tag yang sifatnya
pasif.
Suatu sistem RFID dapat terdiri dari beberapa komponen, seperti tag, tag
reader, tag programming station, circulation reader, sorting equipment, dan tongkat
inventory tag. Kegunaan dari sistem RFID ini adalah untuk mengirimkan data dari
tag yang kemudian dibaca oleh RFID reader dan kemudian diproses oleh aplikasi
computer. Data yang dipancarkan dan dikirimkan tadi bisa berisi beragam informasi,
seperti ID, informasi lokasi atau informasi lainnya.
2.1.1
Kelebihan RFID
RFID menawarkan keunggulan dibandingkan dengan sistem manual atau
penggunaan kode bar . Tag dapat dibaca jika lewat di dekat pembaca , bahkan jika itu
ditutupi oleh obyek atau tidak terlihat . Tag dapat dibaca dalam wadah, karton , kotak
Universitas Sumatera Utara
5
atau lainnya , dan tidak seperti barcode , RFID tag dapat sekaligus dibaca ratusan id
pada suatu waktu . Kode Bar hanya dapat dibaca satu per satu menggunakan
perangkat saat ini .
RFID juga tahan air dan gesekan karena biasanya dikemas dalam chip plastik
yang kadang dimasukkan kedalam bodi obyek yang dipasang RFID.
2.1.2 Penggunaan RFID
Saat ini RFID TAG dapat ditempel pada berbagai obyek untuk keperluan banyak
identifikasi seperti saat belanja barang, identifikasi ID karyawan, identifikasi aset
perusahaan dan masih banyak lagi identifikasi yang lainnya.
Pada tahun 2010 ada tiga faktor utama yang mendorong peningkatan yang
signifikan dalam penggunaan RFID, yaitu : penurunan biaya peralatan dan tag ,
peningkatan kinerja untuk keandalan 99,9 % dan standar internasional yang stabil
pada UHF RFID pasif .
2.1.3 Prinsip kerja RFID
RFID menggunakan sistem identifikasi dengan gelombang radio.Untuk itu minimal
dibutuhkan dua buah perangkat, yaitu yang disebut TAG dan READER.Saat
pemindaian data, READER membaca sinyal yang diberikan oleh RFID TAG.
2.1.4 RFID Tag
RFID TagBerfungsi untuk menyimpan kode-kode sebagai pengganti identitas.RFID
Tag Terdiri dari tiga bagian
1.
Lapisan pelindung dari benturan maupun resiko proses yang berlangsung
2.
Lilitan antena dan sebuah kapasitor membentuk rangkaian yang beresonansi
pada
frekuensi
tertentu.
Antena
akan
menangkap
induksi
medan
elektromagnet dari RFID reader dan mengubahnya menjadi sumber tenaga
bagi chip
3.
ID chip yang akan memodulasi arus yang merepresentasikan bib-bit sinyal.
Bit-bit sinyal ini berisi kode yang tersimpan dalam ID chip. Panjang bit sinyal
berbeda-beda untuk setiap produsen RFID tag.
Universitas Sumatera Utara
6
Gambar 2.1 Tag RFID
RFID tag juga dapat dibedakan berdasarkan tipe memori yang dimilikinya :
1. Read / Write (Baca/Tulis)
Memori baca/tulis secara tidak langsung sama seperti namanya,memorinya
dapat dibaca dan ditulis secara berulang-ulang. Data yangdimilikinya
bersifat dinamis.
2. Read only (Hanya baca)
Tipe ini memiliki memori yang hanya diprogram pada saat tag ini dibuat
dan setelah itu datanya tidak bisa diubah sama sekali. Data bersifat statis.
2.1.5 RFID Reader
Adalah merupakan alat pembaca RFID TAG.Ada dua macam RFID READER yaitu
READER PASIF (PRAT) dan READER AKTIF (ARPT).
1. READER PASIF memiliki sistem pambaca pasif yang hanya menerima
sinya radio
dari
RFID TAG AKTIF
(yang dioperasikan
dengan
barrety/sumber daya). Jangkauan penerima RFID PASIF bisa mencapai 600
meter. Hal ini memungkinkan aplikasi RFID untuk sistem perlindungan dan
pengawasan aset.
2. READER AKTIF memiliki sistem pembaca aktif yang memancarkan sinyal
interogator ke TAG dan menerima balasan autentikasi dari TAG. Sinyal
interogator ini juga menginduksi TAG dan akhirnya menjadi sinyal DC yang
menjadi sumber daya TAG PASI
Universitas Sumatera Utara
7
2.1.6 Sistem sinyal RFID
Suatu sistem RFID dapat terdiri dari beberapa komponen, seperti tag, tag reader, tag
programming station, circulation reader, sorting equipment dan tongkat inventory
tag. Keamanan dapat dicapai dengan dua cara. Pintu security dapat melakukan query
untuk menentukan status keamanan atau RFID tag-nya berisi bit security yang bisa
menjadi on atau off pada saat didekatkan ke reader station.
Kegunaan dari sistem RFID ini adalah untuk mengirimkan data dari piranti
portable, yang dinamakan tag, dan kemudian dibaca oleh RFID reader dan kemudian
diproses oleh aplikasi komputer yang membutuhkannya. Data yang dipancarkan dan
dikirimkan tadi bisa berisi beragam informasi, seperti ID, informasi lokasi atau
informasi lainnya seperti harga, warna, tanggal pembelian dan lain sebagainya.
Dalam suatu sistem RFID sederhana, suatu object dilengkapi dengan tag yang
kecil dan murah. Tag tersebut berisi transponder dengan suatu chip memori digital
yang di dalamnya berisi sebuah kode produk yang sifatnya unik. Sebaliknya,
interrogator, suatu antena yang berisi transceiver dan decoder, memancarkan sinyal
yang bisa mengaktifkan RFID tag sehingga dia dapat membaca dan menulis data ke
dalamnya. Ketika suatu RFID tag melewati suatu zone elektromagnetis, maka dia
akan mendeteksi sinyal aktivasi yang dipancarkan oleh si reader. Reader akan mendecode data yang ada pada tag dan kemudian data tadi akan diproses oleh komputer.
2.1.7 Proses RFID
•
RFID reader yang bisa ditempatkan sebagai pengganti kunci di pintu rumah
atau kendaraan, mengeluarkan gelombang radio dan menginduksi RFID tag.
•
Gelombang induksi tersebut berisi password, jika dikenali RFID tag, memori
RFID tag(ID Chip) akan terbuka
•
RFID tag akan mengirimkan kode yang terdapat dalam memori ID Chip
melalui antena yang terpasang di tag. Jika sesuai, RFID reader akan
membuka kunci.
•
Untuk menghindari usaha penggandaan dan pencurian kode kunci, RFID
akan membuat kode kunci yang baru. Kode yang baru ini akan disimpan ke
memori RFID reader dan dikirimkan ke RFID tag yang akan disimpan di
memori ID Chip.
Universitas Sumatera Utara
8
2.2. Komunikasi Serial SPI
Serial Peripheral Interface (SPI) adalah salah satu protocol komunikasi serial
yang sering digunakan karena sangat mudah dan sederhana.Faktanya, komunikasi
SPI lebih mudah jika dibandingkan dengan komunikasi USART ataupun UART.
Sejak SPI diakui oleh dunia sebagai standar protocol komunikasi, SPI
tersedia dan digunakan pada berbagai macam mikrokontroler, seperti: 8051, ARM,
PIC, AVR, dll. Hal ini menyebabkan kita dapat menghubungkan dua mikrokontroler
dari arsitektur yang berbeda.
SPI banyak diaplikasikan seperti:
1. Transmisi kabel data, (meski pilihan pertama adalah USART, tapi tidak ada
salahnya jika menggunakan SPI karena lebih mudah)
2. Transmisi wireless (nirkabel ) seperti pada Zigby, 2,4 GHz transmission, dll.
3. Pemrograman
AVR
(upload
file
**.hex
ke
mikrokontroler)
juga
menggunakan SPI transfer.
4. Perangakat komunikasi data dari sensor maupun peripheral device yang lain,
seperti: IMU, Joystocik, Kompas, dll.
2.2.1 Keuntungan menggunakan Bus SPI
SPI menggunakan empat buah pin untuk berkomunikasi, sedangkan perangkat
komunikasi lainnya menggunakan dua/tiga pin seperti I2C, TWI, USART, dll.
Berikut adalah Keuntungan menggunakan Bus SPI:
1. Sangat mudah dalam interfacenya (setup/inisialisasi dan pengiriman data
lebih mudah dibandingkan dengan USART atau I2C).
2. Komunikasi Full duplex.
3. Konsumsi daya yang rendah dibanding dengan I2C dan masih banyak lagi.
Disamping itu, SPI juga memiliki kelemahan antara lain: Butuh sambungan atau
koneksi yang lebih banyak, jadi lebih memakan pin dari mikrokontroler.
Universitas Sumatera Utara
9
2.2.2 Master dan Slave dalam SPI
Dalam Komunikasi SPI, dua atau lebih device yang terhubung yang salah satunya
akan bertindak sebagai Master dan yang lainnya akan bertindak sebagai Slave.
Master Device adalah device yang memulai sambungan dan melakukan
control transmisi data. Saat kedua device sudah terkoneksi, master dapat meminta
request data baik mengirim data ataupun menerima data. Seperti pada penjelasan di
atas, hal ini dinamakan koneksi FULL DUPLEX ,yaitu master device dapat mengirim
data dan juga slave device juga dapat mengirim data pada saat yang bersamaan. Pada
penjelasan sebelumnya SPI menggunakan empat pin untuk berkomunikasi , berikut
ini penjelasan bagaimana PIN dari SPI. SPI biasanya menggunakan empat pin untuk
berkomunikasi. Yaitu MOSI, MISO, SCK dan SS.
1. MOSI berarti Master Output Slave Input, dimana pin ini digunakan sebagai
Master mengirim data dan Slave sebagai penerima data.
2. MISO berarti Master Input Slave Output, dimana pin ini digunakan sebagai
Master bertindak sebagai penerima data dan Slave sebagai pengirim data.
3. SCK, SPI Clock Line yang berarti clock yang digunakan untuk
berkomunikasi (Komunikasi synchronous)
4. SS artinya Slave Select. Jika SS bernilai 0 atau low maka Device bertindak
sebagai slave dan jika bernilai 1 atau high maka device bertindak sebagai
Master.
Gambar 2.3 Cara Pertukaran data pada SPI
Universitas Sumatera Utara
10
2.2.3 Transaksi data dalam mode SPI
SPI beroperasi berdasarkan shift register baik master device maupun slave device,
keduanya akan mempunyai 8 bit shift register. Namun tergantung dari berbagai
macam arsitektur mikrokontroler, ada yang bisa memiliki 10 bit ataupun 12 bit shift
register.
Untuk memulai komunikasi, bus master melakukan konfigurasi clock, dengan
catatan frekuensi atau kecepatan transfer data antara SPI master device dan slave
device harus sama, biasanya bisa mencapai beberapa MHz. Master akan memilih
perangkat slave dengan mengeluarkan logika 0, lalu master akan menunggu proses
yang telah dijadwalkan di master itu sendiri seperti uratan intrupsi timer, konversi
analog ke digital (ADC), dll. Lalu setelah periode itu selesai master akan
mengeluarkan clock yang pertAnda akan dimulainya proses komunikasi Serial.
2.3 Modem GSM
Modem adalah sebuah alat yang dapat membuat komputer terkoneksi dengan
internet melalui line telepon standar. Modem banyak digunakan komputer rumah dan
jaringan sederhana untuk dapat berkomunikasi dengan jutaan komputer lain dalam
lalu lintas internet. Kata Modem itu sendiri merupakan kependekan dari Modulator
Demodulator. Ini berarti Modem bekerja dengan cara mengubah informasi digital
dari komputer pengirim ke dalam bentuk sinyal analog yang ditransmisikan melaluli
line telepon.
Selanjutnya Modem pada komputer penerima akan mengubah ulang sinyal
analog ke sinyal digital. GSM Modul atau Modem GSM adalah jenis khusus dari
modem yang menerima kartu SIM, dan mengoperasikan selama berlangganan ke
operator mobile, seperti ponsel. Modem GSM dihubungkan dengan suatu interface
yang memungkinkan aplikasi seperti SMS untuk mengirim dan menerima pesan
Universitas Sumatera Utara
11
melalui Modem. Beberapa fungsi kegunaan modem ini di masyarakat adalah antara
lain:
· SMS Broadcast application
· SMS Quiz application
· SMS Polling
· SMS auto-reply
· M2M integration
· Aplikasi Server Pulsa
· Telemetri
· Payment Point Data
Pada pembuatan proyek ini, digunakan Modem GSM Serial Wavecom
Fastrack M1306B.Untuk Modem seri ini memiliki dua type konektor yaitu
serial dan USB.
Gambar 2.4 Modem GSM Fastrack M1306B
Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B:
· Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10
· GSM Dual Band antenna
Universitas Sumatera Utara
12
· Power Supply with 4 pin connector (untuk serial)
· Standard USB 2.0 interface (untuk USB)
· Input Voltage : 5V-32V
· Maximum transmitting speed 253KBps
· Support AT-Command
· Dimensi : 74×54×25mm
2.3.1
AT-Command
AT-Command adalah singkatan dari Attention Command.AT Command
adalah perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Pada awalnya
standar perintah ini untuk modem-modem telepon PSTN, akan tetapi perintah ini
sekarang dikembangkan juga untuk modem-modem GSM.
Perintah AT-Command dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDM
modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS.
Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer/ mikrokontroller maka
perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis
untuk mencapai tujuan tertentu.Untuk memulai suatu perintah AT-Command,
diperlukan prefiks “AT” atau “at” dalam setiap perintah AT-Command.
AT Command
Tabel 2.1 Tabel Set AT-Command
Keterangan
AT
Mengecek apakah Handphone telah terhubung
AT+CMGF
Untuk menetapkan format mode dari terminal
AT+CSCS
Untuk menetapkan jenis encoding
AT+CNMI
Untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara
otomatis
AT+CMGL
Membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card
Universitas Sumatera Utara
13
AT Command
Keterangan
AT+CMGS
Mengirim pesan SMS
AT+CMGR
Membaca pesan SMS
AT+CMGD
Menghapus pasan SMS
ATE1
Mengatur ECHO
ATV1
Mengatur input dan output berupa naskah
AT+CGMI
Mengecek Merek HP
AT+CGMM
Mengecek Seri HP
AT+CGMR
Mengecek Versi Keluaran HP
AT+CBC
Mengecek Baterai
AT+CSQ
Mengecek Kualitas Sinyal
AT+CCLK?
Mengecek Jam (waktu) pada HP
AT+CALM=
Mengecek Suara/dering HP saat di Telepon (ada
Telepon Masuk)‘n’ adalah adalah angka yang
menunjukkan jenis dering0 = berdering1 dan 2 =
Silent (Diam)
AT^SCID
Mengecek ID SIM CARD
AT+CGSN
Mengecek Nomor IMEI
AT+CLIP=1
Menampilkan nomor telepon pemanggil
AT+CLCC
Menampilkan
nomor
telepon
yang
sedang
memanggil
AT+COPN
Menampilkan Nama Sumua Operator di dunia
AT+COPS?
Menampilkan nama operator dari SIM yang
digunakan
AT+CPBR=
Membaca nomor telepon yang disimpan pada buku
telepon (SIM CARD)‘n’ adalah nomor urut
penyimpanan
AT+CPMS=
Mengatur Memori dari HP‘md’ adalah memori
yang digunakanME = Memori HP
SM = Memori SIM CARD
Universitas Sumatera Utara
14
2.4 Mikrokontroler ATMega 16
Mikrokontroller, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol
atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler,
telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor.Mikrokontroler dapat dikatakan
adalah sebuah IC yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus.
Biasanya digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat
elektronika. Mikrokontroleradalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi,
dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam
satu keping, biasanya terdiri dari CPU, RAM, EEPROM, I/O, TIMER, dan lainlain.Mikrokontrolermerupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar
elemennya dikemas dalam satu chip IC (Intergrated Circuit) sehingga sering juga
disebut single chip microcomputer, yang masuk dalam katagori embedded komputer.
Suatu kontroler digunakan untuk mengontrol suatu proses atau aspek-aspek dari
lingkungan. Satu contoh aplikasi dari mikrokontroler adalah untuk memonitor
rumah.Ketika suhu naik kontroler membuka jendela dan sebaliknya.Pada masanya,
kontroler dibangun dari komponen-komponen logika secara keseluruhan, sehingga
menjadikannya besar dan berat.Setelah itu barulah dipergunakan mikroprosesor
sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB yang cukup kecil. Hingga saat
ini masih sering kita lihat kontroler yangdikendalikan oleh mikroprosesor biasa.
2.4.1 Arsitektur ATmega16
Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkanmemori
program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehinggapengaksesan
program dan data dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent).Secara garis besar
mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :
1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.
2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, danSRAM
1Kbyte
3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.
4. CPU yang terdiri dari 32 buah register
5. User interupsi internal dan eksternal
6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial
Universitas Sumatera Utara
15
7. Fitur Peripheral
•
Dua buah 8-bit timer/counterdengan prescaler terpisah dan modecompare
•
Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, modecompare, dan
mode capture
•
Real time counterdengan osilator tersendiri
•
Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog
•
8 kanal, 10 bit ADC
•
Byte-oriented Two-wire Serial Interface
•
Watchdog timerdengan osilator internal
2.4.2 Sistem Clock AVR ATmega16
Mikrokontroler, mempunyai sistem pewaktuan CPU, 12 siklus clock. Artinya
setiap 12 siklus yang dihasilkan oleh ceramic resonator maka akan menghasilkan
satu siklus mesin. Nilai ini yang akan menjadi acuan waktu operasi CPU. Untuk
mendesain sistem mikrokontroler kita memerlukan sistem clock, sistem ini bisa di
bangun dari clock eksternal maupun clock internal.
2.4.3 Konfigurasi PIN ATmega16
Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin dapat dilihat pada
Gambar 2.3. Dari gambar tersebut dapat terlihatATMega16 memiliki 8 pena untuk
masing-masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.
Gambar 2.5 Pin-pin Pada ATmega 16
Dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin ATMega
16 sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
16
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.
2. GND merupakan pin Ground
3. Port A (PA0 – PA7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinmasukan ADC
4. Port B (PB0 – PB7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port B
Pin
PB7
PB6
PB5
PB4
PB3
PB2
PB1
PB0
Fungsi Khusus
SCK (SPI Bus Serial Clock)
MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)
MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)
SS (SPI Slave Select Input)
AIN1 (Analog Comparator Negative Input)
OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)
AIN0 (Analog Comparator Positive Input)
INT2 (External Interrupt 2 Input)
T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)
T0 (Timer/Counter External Counter Input)
XCK (USART External Clock Input/Output)
5. Port C (PC0 – PC7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port C
Pin
PC7
PC6
PC5
PC4
PC3
PC2
PC1
PC0
Fungsi khusus
TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)
TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)
TDI (JTAG Test Data In)
TDO (JTAG Data Out)
TMS (JTAG Test Mode Select)
TCK (Joint Test Action Group Test Clock)
SDA ( Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)
SCL ( Two-wire Serial Bus Clock Line)
Universitas Sumatera Utara
17
6. Port D (PD0 – PD7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan
selain itu merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port D
Pin
PD7
PD6
PD5
PD4
PD3
PD2
PD1
PD0
Fungsi khusus
OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)
ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match
Output)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match
Output)
INT1 (External Interrupt 1 Input)
INT0 (External Interrupt 0 Input)
TXD (USART Output Pin)
RXD (USART Input Pin)
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.
2.4.4 Peta Memori ATmega16
Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan
memori program.Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk
menyimpan
data.ATMega16
memiliki
16
Kbyte
On-chip
In-System
Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Instruksi ATMega16
semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka memori flash diatur dalam 8K x 16
bit.
2.4.5 Memori Data
Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register
umum, 64 buah register I/O dan 1 Kbyte SRAM internal. General purpose register
menempati alamat data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O
menempati 64 alamat berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. Memori I/O merupakan
Universitas Sumatera Utara
18
register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai fitur
mikrokontroler seperti kontrol register, timer/counter , fungsi-fungsi I/O, dan
sebagainya. 1024 alamat berikutnya mulai dari $60 hingga $45F digunakan untuk
SRAM internal.
Tabel 2.5 Peta memory data ATMega 16
Register file
Data address space
R0
R1
R2
…
R29
R30
R31
I/O Registers
$0000
$0001
$0002
…
$000D
$000E
$000F
$00
$01
$02
…
$3D
$3E
$3F
$0020
$0021
$0022
…
$005D
$005E
$005F
Internal SRAM
$0060
$0061
…
$045E
$045F
2.4.6 Memori Data EEPROM
ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat
ditulis/dibaca dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis
pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain
memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai
$1FF.
Universitas Sumatera Utara
19
2.4.7 Analog To Digital Converter
AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran
ADC internal dengan resolusi 10 bit.Dalam mode operasinya, ADC dapat
dikonfigurasi, baik single endedinput maupun differentialinput. Selain itu, ADC
ATMega16 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan
kemampuan filter derau (noise)yang amat fleksibel sehingga dapat dengan mudah
disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri. ADC pada ATMega16 memiliki
fitur-fitur antara lain :
•
Resolusi mencapai 10-bit
•
Akurasi mencapai ± 2 LSB
•
Waktu konversi 13-260µs
•
8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian
•
Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC
•
Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC
•
Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal
•
Interupsi ADC complete
•
Sleep Mode Noise canceler
Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi,
formal data keluaran, dan modus pembacaan. Register-register yang perlu diatur
adalah sebagai berikut:
•
ADC Control and Status Register A – ADCSRA
Gambar 2.6 ADC Control and Status Register A – ADCSRA
ADEN
: 1 = adc enable, 0 = adc disable
ADCS
: 1 = mulai konversi, 0 = konversi belum terjadi
ADATE
: 1 = auto trigger diaktifkan, trigger berasal dari sinyal yang dipilih
(set pada
trigger SFIOR bit ADTS). ADC akan start konversi pada edge positif
sinyal
Universitas Sumatera Utara
20
trigger.
ADIF
: diset ke 1, jika konversi ADC selesai dan data register ter-update.
Namun
ADC Conversion Complete Interrupt dieksekusi jika bit ADIE dan
bit-I
dalam register SREG diset.
ADIE
: diset 1, jika bit-I dalam register SREG di-set.
ADPS[0..2]
: Bit pengatur clock ADC, faktor pembagi 0 … 7 = 2, 4, 8, 16, 32, 64,
128.
Tabel 2.6 Konfigurasi Clock ADC
ADPS2
0
0
0
0
1
1
1
1
ADPS1
0
0
1
1
0
0
1
1
ADPS0
0
1
0
1
0
1
0
1
Division Factor
2
2
4
8
16
32
64
128
• ADC Multiplexer-ADMUX
Gambar 2.7 ADC Multiplexer
REFS 0, 1
: Pemilihan tegangan referensi ADC
00
: Vref = Aref
01
: vref = AVCC dengan eksternal capasitor pada AREF
10
: vref = internal 2.56 volt dengan eksternal kapasitor pada AREF
ADLAR : Untuk setting format data hasil konversi ADC, default = 0
• Special Function IO Register-SFIOR
Universitas Sumatera Utara
21
SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari
picu eksternal atau dari picu internal, susunannya seperti yang terlihat pada gambar
berikut :
Gambar 2.8 Register SFIOR
ADTS[0...2] : Pemilihan trigger (pengatur picu) untuk konversi ADC, bit-bit ini akan
berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Konfigurasi bit
ADTS[0...2] dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.
Tabel 2.7 Pemilihan sumber picu ADC
ADPS2
0
0
0
0
1
1
1
1
ADHSM
ADPS1
0
0
1
1
0
0
1
1
ADPS0
0
1
0
1
0
1
0
1
Trigger source
Free Running Mode
Analog Comparator
External Interrupt Request 0
Timer/Counter0 Compare Match
Timer/Counter0 Overflow
Timer/Counter Compare Match B
Timer/Counter1 Overflow
Timer/Counter1 Capture Event
: 1. ADC high speed mode enabled. Untuk operasi ADC, bit ACME,
PUD, PSR2 dan PSR10 tidak diaktifkan.
2.5 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir
sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang
pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi
elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari
arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka
setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga
membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Buzzer biasa digunakan
sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu
kesalahan pada
sebuah alat (alarm). Pada rangkaian alat ukur monitoring jarak mobil terhadap suatu
Universitas Sumatera Utara
22
benda atau penghalang pada saat parkir mundur buzzer berfungsi sebagai suara
peringatan yang memperingatkan pengendara mobil apabila jarak sensor telah
mendekati suatu benda atau penghalang. Dengan demikian, pengemudi akan
mengetahui jika posisi mobilnya dalam bahaya dan pengemudi bisa menghindari
terjadinya benturan.
Gambar 2.9 Buzzer
2.6 Power Supply (Catu Daya)
Power supply adalah sebuah perangkat yang memasok energi listrik untuk satu
atau lebih beban listrik atau alat atau sistem yang berfungsi untuk menyalurkan
energi listrik atau bentuk energi jenis apapun yang sering digunakan untuk
menyalurkan energi listrik.Istilah ini paling sering diterapkan ke perangkat yang
mengkonversi salah satu bentuk energi listrik yang lain, meskipun mungkin juga
merujuk ke perangkat yang mengkonversi energi bentuk lain (misalnya, mekanis,
kimia, surya) menjadi energi listrik. Sebuah catu daya diatur adalah salah satu yang
mengontrol tegangan output atau saat ini untuk nilai tertentu, nilai dikendalikan
mengadakan hampir konstan, meskipun variasi baik dalam beban arus atau tegangan
yang diberikan oleh sumber energi satu daya. Secara prinsip rangkaian power supply
adalah menurunkan tegangan AC , menyearahkan tegangan AC sehingga menjadi
DC ,menstabilkan tegangan DC. Pada dasarnya power supply termasuk dari bagian
power conversion. Power conversion terdiri dari tiga macam : a. AC/DC power
supply b. DC/DC converter c. DC/AC inverter Power supply untuk PC sering juga
disebut PSU (Power Supply Unit) PSU termasuk power conversion AC/DC. Fungsi
utamanya mengubah listrik arus bolak balik (AC) yang tersedia dari aliran listrik (
Universitas Sumatera Utara
23
diIndonesia, PLN) menjadi arus listrik searah (DC)yang dibutuhkan oleh komponen
pada PC. Power supply diharapkan dapat melakukan fungsi berikut ini :
1. Rectification : konversi input listrik AC menjadi DC
2. Voltage Transformation : memberikan keluaran tegangan / voltage DC yang
sesuai dengan yang dibutuhkan
3. Filtering : menghasilkan arus listrik DC yang lebih "bersih", bebas dari ripple
ataupun noise listrik yang lain
4. Regulation : mengendalikan tegangan keluaran agar tetap terjaga, tergantung
pada tingkatan yang diinginkan, beban daya, dan perubahan kenaikan
temperatur kerja juga toleransi perubahan tegangan daya input
5. Isolation : memisahkan secara elektrik output yang dihasilkan dari sumber
input
6. Protection : mencegah lonjakan tegangan listrik (jika terjadi), sehingga tidak
terjadi pada output, biasanya dengan tersedianya sekering untuk auto
shutdown jika hal terjadi.
Idealnya, sebuah power supply dapat menghasilkan output yang bersih, dengan
tegangan output yang konstan terjaga dengan tingkat toleransi dari tegangan input,
beban daya, juga suhu kerja, dengan tingkat konversi efisiensi 100%.
Universitas Sumatera Utara