Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID Portable Untuk Sistem Absensi.
Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID Portable
Untuk Sistem Absensi
Disusun Oleh :
Nama : Robert
NRP : 0722032
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,
Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia.
Email : Obetz_89@yahoo.com
ABSTRAK
RFID (Radio Frequency Identification) atau identifikasi frekuensi radio adalah sebuah
teknik identifikasi untuk membaca dan menerima data nirkawat dengan menggunakan sarana
transponder. Transponder atau kartu RFID adalah sebuah benda yang bisa dipasang atau
ditempel pada sebuah produk dengan tujuan untuk identifikasi menggunakan gelombang
radio. Sistem pembaca RFID tidak memerlukan kontak langsung seperti sistem pembaca
pada barcode.
Pada Tugas Akhir ini, dirancang perangkat pembaca dan penyimpan data RFID untuk
sistem absensi. Pembacaan data dan penyimpanan data kartu transponder dapat dilakukan
secara portable. Hal ini menjadikan perangkat lebih praktis,karena dapat digunakan kapan
pun dan dimanapun. Data dari kartu transponder disimpan dalam SD card melalui modul SD
card, dan isi file pada SD card ini dapat ditampilkan pada komputer atau laptop.
Dari hasil pengujian, perangkat dapat membaca kartu transponder pada jarak 0 cm
hingga 4 cm. Data kartu transponder berupa nama dan NRP mahasiswa dapat ditampilkan
pada layar LCD perangkat, dan penyimpanan data kartu transponder ke dalam file pada SD
card juga berhasil dilakukan. Tetapi perangkat masih belum mampu untuk
menyimpan/menambah data ke dalam file yang sudah ada dalam memori SD card.
Kata kunci : RFID,SD card,Sistem Absensi.
i
Universitas Kristen Maranatha
Portable RFID Data Reader and Storage Device
For Attendance System
Composed by :
Name : Robert
NRP : 0722032
Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering,
Maranatha Christian University,
Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia.
Email : Obetz_89@yahoo.com
ABSTRACT
RFID (Radio Frequency Identification) is a identification technique to read and
receive data wirelessly using a transponders. Transponder or RFID card is an object that can
be attached to a product for the identification purpose using radio waves. RFID reader system
does not require direct contact such as the barcode reader system.
In this final project, has been designed a portable RFID data reader and storage device
for attendance system. Data readout and data storage of transponder cards can be made
portable. This makes the device more practical, because it can be used anytime and
anywhere. Data from the transponder card are stored in the SD card via SD card module, and
the contents of the file on the SD card can be displayed through the computer or laptop.
From the test result, the device is able to read the tranponder card at a distance of 0
cm to 4 cm. The data from transponder card are students name and NRP can be shown on the
LCD display, and the storage of transponder card data into a file on the SD card is also
successful. But the device is still not able to save or add data to a file that already exists in the
SD card memory.
Keyword : RFID,SD Card, Attendace System.
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK……………………………………………………………………………
i
ABSTRACT…………………………………………………………………………..
ii
KATA PENGANTAR………………………………………………………………..
iii
DAFTAR ISI………………………………………………………………………….
v
DAFTAR TABEL…………………………………………………………………….
viii
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………………
ix
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang…………………………………………………………………
1
1.2
Perumusan Masalah…………………………………………………………….
2
1.3
Tujuan…………………………………………………………………………..
2
1.4
Pembatasan Masalah……………………………………………………………
2
1.5
Sistematika Penulisan…………………………………………………………..
2
BAB 2
2.1
2.2
2.3
LANDASAN TEORI
RFID (Radio Frequency Identification)…………………………………………
4
2.1.1 Cara Kerja RFID………………………………………………………………
4
2.1.2 Aplikasi RFID…………………………………………………………………
5
2.1.3 Standarisasi Penggunaan Frekuensi Pada RFID………………………………
5
2.1.4 Jenis dan Kategori tag RFID………………………………………………….
6
Modul RFID CR013A Read/Write 13,56MHz…………………………………
8
2.2.1 Dimensi dan Pin Modul RFID CR013A………………………………………
9
2.2.2 Protokol Data………………………………………………………………….
10
Standard Card IC MF1 IC S70…………………………………………………
11
2.3.1 Fitur dan Desaign Pada Standard Card IC MF IC S70……………………….
11
2.3.2 Prinsip Komunikasi Standard Card IC MF IC S70……………………………
12
v
Universitas Kristen Maranatha
2.3.3 Pengaturan Memori Pada Standard Card IC MF IC S70……………………...
14
2.3.4 Sector Trailer…………………………………………………………………… 16
2.4
Mikrokontroler ATMega32……………………………………………………… 16
2.4.1 Fitur ATMega32………………………………………………………………... 17
2.4.2 Konfigurasi Pin AVR ATMega32……………………………………………… 18
2.4.3 Pin input/output ATMega32……………………………………………………. 20
2.5
FAT (File Allocation Table)……………………………………………………... 21
2.5.1 FAT16…………………………………………………………………………... 23
2.5.2 Prinsip FAT16…………………………………………………………………... 24
2.6
Modul SD Card EMS (Embedded Module Serries) SD/MMC/FRAM…………. 25
2.6.1 Spesifikasi Hardware…………………………………………………………… 25
2.6.2 Konfigurasi Pin dan Skematik pada EMS SD/MMC/FRAM…………………..
2.7
26
Liquid Crystal Display (LCD) 2x16……………………………………………... 28
2.7.1 Konfigurasi Pin pada LCD 2x16………………………………………………..
2.8
28
Keypad 4x4………………………………………………………………………. 30
BAB 3
3.1
PERANCANGAN DAN REALISASI
Perancangan Perangkat Keras Sistem Pembaca dan Penyimpan Data RFID……. 32
3.1.1 CR013A R/W RFID Module…………………………………………………… 33
3.1.2 Modul SD Card…………………………………………………………………. 34
3.1.3 LCD……………………………………………………………………………... 35
3.1.4 Keypad …………………………………………………………………………. 36
3.1.5 Perancangan Keseluruhan………………………………………………………. 37
3.2
Perancangan Perangkat Lunak………………………………………………….... 37
3.2.1 Program Untuk Membaca dan Menyimpan Data RFID pada SD Card………...
BAB 4
42
HASIL DAN ANALISA
4.1
Hasil Perancangan Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………….. 47
4.2
Hasil Percobaan Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID……………….. 48
vi
Universitas Kristen Maranatha
4.3
Pengujian Jarak Pembacaan Kartu………………………………………………
55
4.4
Pengujian Dalam Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa…...………………
56
4.5
Pengujian Untuk Pembentukan File dan Penyimpanan Data RFID……………..
56
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan……………………………………………………………………….. 59
5.2
Saran……………………………………………………………………………… 59
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………. 60
LAMPIRAN A
FOTO ALAT…………………………………………………………
LAMPIRAN B
SKEMATIK PERANGKAT PEMBACA DAN PENYIMPAN
A-1
DATA RFID PORTABLE…………………………………………...
B-1
LAMPIRAN C
PROGRAM PADA PENGONTROL ATMEGA32…………………
C-1
LAMPIRAN D
DATASHEET………………………………………………………..
D-1
vii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Kategori Frekuensi RFID………………………………………………
6
Tabel 2.2
Karakteristik Umum Tag RFID………………………………………..
7
Tabel 2.3
Fungsi dan Keterangan Pin pada Modul RFID CR013A……………...
9
Tabel 2.4
Protokol Data dari Master/PC ke Reader………………………………
10
Tabel 2.5
Protokol Data dari Reader ke Master/PC………………………………
10
Tabel 2.6
Fungsi Khusus Port B…………………………………………………..
19
Tabel 2.7
Fungsi Khusus Port C…………………………………………………..
19
Tabel 2.8
Fungsi Khusus Port D…………………………………………………..
20
Tabel 2.9
Konfigurasi PORT ATMega……………………………………………
21
Tabel 2.10
Sistem Operasi yang Mendukung FAT16………………………………
23
Tabel 2.11
Field Pada FAT16………………………………………………………
24
Tabel 2.12
Fungsi dan Keterangan Pin pada EMS SD/MMC/FRAM……………..
26
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Jarak Pembacaan Kartu RFID………………………..
55
Tabel 4.2
Hasil Pengujian Dalam Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa……
56
Tabel 4.3
Hasil Pengujian Untuk Pembentukan File dan Penyimpanan Data RFID
57
viii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Cara Kerja Radio Frequency Identification…………………………….
5
Gambar 2.2
Modul RFID CR013A yang Memiliki Dimensi 42 x 18 mm…………...
9
Gambar 2.3
Desain Kartu MF1 IC S70………………………………………………
12
Gambar 2.4
Diagram Blok Untuk Komunikasi Standard Card IC MF1 IC S70…….
13
Gambar 2.5
Organisasi Memori pada Standard Card IC MF1 IC S70………………
14
Gambar 2.6
Struktur Byte pada Manufacturer Block………………………………...
15
Gambar 2.7
Struktur Byte pada Data Block………………………………………….
15
Gambar 2.8
Sector Trailer…………………………………………………………….
16
Gambar 2.9
Konfigurasi Pin ATMega32……………………………………………..
18
Gambar 2.10 Alokasi Pin J2……………………………………………………………
26
Gambar 2.11 Skematik pada EMS SD/MMC/FRAM………………………………….
27
Gambar 2.12 Blok Diagram LCD………………………………………………………
28
Gambar 2.13 Konfigurasi Pin pada LCD 2x16…………………………………………
28
Gambar 2.14 Keypad 4x4………………………………………………………………. 30
Gambar 2.15 Pengecekan Tombol pada Keypad 4x4…………………………………..
Gambar 3.1
31
Diagram Blok Sistem Aplikasi Untuk Membaca dan
Menyimpan Data RFID…………………………………………………..
32
Gambar 3.2
Hubungan Antara Modul RFID Dengan ATMega32……………………. 33
Gambar 3.3
Hubungan Antara Modul SD Card Dengan ATMega32………………....
Gambar 3.4
Hubungan Antara LCD Dengan ATMega32…………………………….. 35
Gambar 3.5
Hubungan Antara Keypad Dengan ATMega32………………………….. 36
Gambar 3.6
Perancangan Perangkat Secara Keseluruhan……………………………... 37
Gambar 3.7
Data Nama dan NRP pada Transponder 1……………………………….. 38
Gambar 3.8
Data Nama dan NRP pada Transponder 2……………………………….. 38
Gambar 3.9
Diagram Alir Penulisan Data pada Kartu………………………………… 39
34
ix
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 3.10 Diagram Alir Program Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………… 44
Gambar 3.11 Diagram Alir Fungsi Keypad A, Keypad C, dan Keypad D…………….
45
Gambar 3.12 Diagram Alir Program Pembacaan Kartu Transponder………………….. 46
Gambar 4.1
Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………………………. 47
Gambar 4.2
Layar LCD Saat Perangkat Dinyalakan…………………………………... 48
Gambar 4.3
Layar LCD Saat Tidak Ada SD Card……………………………………. 48
Gambar 4.4
Layar LCD Saat Pengaturan Tanggal dan Jam…………………………… 49
Gambar 4.5
Layar LCD Setelah Pengaturan Tanggal dan Jam……………………..… 50
Gambar 4.6
Layar LCD Saat Pembacaan Kartu………………………………………. 50
Gambar 4.7
Layar LCD Saat Penginputan Kode Mata Kuliah………………………..
Gambar 4.8
Layar LCD Saat Penginputan Melebihi 3 Digit………………………….. 51
Gambar 4.9
Layar LCD Saat Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa…………….. 52
51
Gambar 4.10 Layar LCD Saat Membentuk File pada SD Card…………………..……. 53
Gambar 4.11 SD Card yang Ditampilkan pada Komputer atau Laptop………………… 53
Gambar 4.12 File-file Dalam Folder Absen…………………………………………….. 54
Gambar 4.13 Data Kartu Transponder yang Dibaca dan Disimpan dalam File………… 54
Gambar 4.14 Data Kartu Tidak Tersimpan Pada File dalam SD Card……………….… 58
x
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN A
FOTO ALAT
LAMPIRAN B
SKEMATIK PERANGKAT PEMBACA DAN
PENYIMPAN DATA RFID PORTABLE
LAMPIRAN C
DATASHEET
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan,
pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
1.1 Latar Belakang
Saat ini, teknologi identifikasi sudah sangat berkembang, baik di industri maupun
masyarakat di dalam berbagai bidang. Salah satu teknologi identifikasi yang
berkembang dengan pesat adalah Radio Frequency Identification (RFID). RFID
adalah sebuah metode identifikasi objek ataupun orang dengan menggunakan sarana
tag atau transponder untuk menyimpan dan menerima data secara wireless. Proses
tersebut dilakukan dengan menggunakan frekuensi radio, sehingga RFID mampu
membaca informasi dari sebuah tag atau transponder (Transmitter + Responder).
Teknologi RFID sangat mudah digunakan, fleksibel, dan sangat cocok untuk operasi
otomatis. RFID sering dipertimbangkan untuk pengganti barcode pada masa yang
akan datang karena dapat menyimpan informasi dengan kapasitas yang lebih besar.
Berdasarkan fungsi dan kegunaannya, RFID reader dapat diklasifikasikan sebagai
fixed reader dan portable reader. Fixed RFID reader biasanya diletakkan pada satu
tempat tertentu saja. Sedangkan portable RFID reader dapat dibawa dan digunakan
dimanapun.
Pada Tugas Akhir ini dirancang perangkat pembaca dan penyimpan data RFID
yang bisa dilakukan dimanapun dan kapanpun. Data yang dibaca nantinya akan
disimpan pada sebuah memory SD card.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari Tugas Akhir ini adalah bagaimana merancang perangkat
pembaca dan penyimpanan data RFID portable, dan pemrograman mikrokontroler
sehingga data dalam tag atau transponder bisa disimpan pada sebuah memory SD
card dalam format yang bisa ditampilkan melalui komputer atau laptop.
1
Universitas Kristen Maranatha
1.3 Tujuan
1) Merancang dan merealisasikan perangkat pembaca dan penyimpan data RFID
yang portable.
2) Menyimpan data RFID pada sebuah SD card dalam format yang dapat
ditampilkan pada komputer atau laptop, dan penyimpanannya mampu mendukung
banyak file dalam SD card (multi-file).
1.4 Pembatasan Masalah
Agar permasalahan yang dibahas lebih terfokus dan tidak melebar, maka
permasalahan dalam Tugas Akhir dengan judul ”Perangkat Pembaca dan Penyimpan
Data RFID Portable Untuk Sistem Absensi” ini dibatasi sebagai berikut :
1) Tidak dilengkapi sistem keamanan pada perangkat yang dirancang.
2) Data disimpan pada SD card dengan format FAT.
3) Tag atau transponder yang digunakan bersifat pasif.
4) Tidak dilengkapi Real Time Clock (RTC) pada perangkat.
5) Pengaplikasian perangkat untuk absensi mahasiswa pada saat kuliah.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun dalam lima bab, yaitu :
BAB 1
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, pembatasan
masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori RFID secara umum, teori File Allocation Table
(FAT), dan alat-alat yang digunakan dalam perancangan perangkat, seperti modul
RFID, tag, mikrokontroler ATMega32, modul SD card,LCD, dan keypad.
BAB 3
PERANCANGAN DAN REALISASI
Bab ini membahas tentang perancangan perangkat untuk membaca dan menyimpan
data secara portable, dan juga perancangan perangkat lunak dari perangkat ini.
2
Universitas Kristen Maranatha
BAB 4
HASIL DAN ANALISA
Bab ini menjelaskan proses pengujian perangkat, data pengamatan dan juga
analisanya.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir ini, dan juga saran yang perlu dilakukan
untuk perbaikan-perbaikan dimasa mendatang.
3
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan
untuk perbaikan di masa yang akan datang.
5.1 Kesimpulan
Dengan memperhatikan data pengamatan dan analisis pada bab sebelumnya, dapat
disimpulkan bahwa:
1. Perangkat untuk sistem pembaca dan penyimpanan data RFID berhasil direalisasikan,
data pada kartu transponder dapat dibaca oleh reader dan disimpan pada SD card.
2. Perangkat dapat membaca kartu transponder pada jarak 0 cm hingga 4 cm baik
dengan penghalang berupa plastik, karton, dan kayu ataupun tanpa penghalang.
3. Program yang dirancang mampu menyimpan lebih dari 1 file pada SD card.
5.2 Saran
Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan dari Tugas Akhir
ini adalah sebagai berikut :
1. Perangkat mampu menyimpan data RFID ke dalam file
yang sudah terbentuk
sebelumnya ( file dapat diakses kembali untuk memasukkan data yang baru).
2. Merancang perangkat dengan menambahkan Real Time Clock (RTC).
59
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, H., Buku Panduan : Pelatihan Mikrokontroler AVR ATMega16,2008.
2. Cahyadi, Dedy., Desain Sistem Absensi PNS Berbasis Teknologi RFID, Jurnal
Informatika Program Studi Ilmu Komputer Universitas Mulawarman, Samarinda,
2009.
3. Datasheet, ATMega32, Atmel, http://www.atmel.com
4. Datasheet, CR013A R/W RFID module,
http://www.deltaelectronic.com/Design/Data%20Sheet/cr013.pdf
5. Datasheet, Mifare 4K,
http://www.deltaelectronic.com/Design/Data%20Sheet/mifare4k.pdf
6. http://id.wikipedia.org/wiki/FAT, 26 Oktober 2012.
7. http://id.wikipedia.org/wiki/RFID, 26 Oktober 2012.
8. Tim IE, EMS (Embedded Module Serries) SD/MMC/FRAM,
http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/pro_ems_smd_mmc_fr
am.htm
9. www.delta-electronic.com
60
Universitas Kristen Maranatha
Untuk Sistem Absensi
Disusun Oleh :
Nama : Robert
NRP : 0722032
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,
Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia.
Email : Obetz_89@yahoo.com
ABSTRAK
RFID (Radio Frequency Identification) atau identifikasi frekuensi radio adalah sebuah
teknik identifikasi untuk membaca dan menerima data nirkawat dengan menggunakan sarana
transponder. Transponder atau kartu RFID adalah sebuah benda yang bisa dipasang atau
ditempel pada sebuah produk dengan tujuan untuk identifikasi menggunakan gelombang
radio. Sistem pembaca RFID tidak memerlukan kontak langsung seperti sistem pembaca
pada barcode.
Pada Tugas Akhir ini, dirancang perangkat pembaca dan penyimpan data RFID untuk
sistem absensi. Pembacaan data dan penyimpanan data kartu transponder dapat dilakukan
secara portable. Hal ini menjadikan perangkat lebih praktis,karena dapat digunakan kapan
pun dan dimanapun. Data dari kartu transponder disimpan dalam SD card melalui modul SD
card, dan isi file pada SD card ini dapat ditampilkan pada komputer atau laptop.
Dari hasil pengujian, perangkat dapat membaca kartu transponder pada jarak 0 cm
hingga 4 cm. Data kartu transponder berupa nama dan NRP mahasiswa dapat ditampilkan
pada layar LCD perangkat, dan penyimpanan data kartu transponder ke dalam file pada SD
card juga berhasil dilakukan. Tetapi perangkat masih belum mampu untuk
menyimpan/menambah data ke dalam file yang sudah ada dalam memori SD card.
Kata kunci : RFID,SD card,Sistem Absensi.
i
Universitas Kristen Maranatha
Portable RFID Data Reader and Storage Device
For Attendance System
Composed by :
Name : Robert
NRP : 0722032
Electrical Engineering Department, Faculty of Engineering,
Maranatha Christian University,
Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia.
Email : Obetz_89@yahoo.com
ABSTRACT
RFID (Radio Frequency Identification) is a identification technique to read and
receive data wirelessly using a transponders. Transponder or RFID card is an object that can
be attached to a product for the identification purpose using radio waves. RFID reader system
does not require direct contact such as the barcode reader system.
In this final project, has been designed a portable RFID data reader and storage device
for attendance system. Data readout and data storage of transponder cards can be made
portable. This makes the device more practical, because it can be used anytime and
anywhere. Data from the transponder card are stored in the SD card via SD card module, and
the contents of the file on the SD card can be displayed through the computer or laptop.
From the test result, the device is able to read the tranponder card at a distance of 0
cm to 4 cm. The data from transponder card are students name and NRP can be shown on the
LCD display, and the storage of transponder card data into a file on the SD card is also
successful. But the device is still not able to save or add data to a file that already exists in the
SD card memory.
Keyword : RFID,SD Card, Attendace System.
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK……………………………………………………………………………
i
ABSTRACT…………………………………………………………………………..
ii
KATA PENGANTAR………………………………………………………………..
iii
DAFTAR ISI………………………………………………………………………….
v
DAFTAR TABEL…………………………………………………………………….
viii
DAFTAR GAMBAR…………………………………………………………………
ix
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang…………………………………………………………………
1
1.2
Perumusan Masalah…………………………………………………………….
2
1.3
Tujuan…………………………………………………………………………..
2
1.4
Pembatasan Masalah……………………………………………………………
2
1.5
Sistematika Penulisan…………………………………………………………..
2
BAB 2
2.1
2.2
2.3
LANDASAN TEORI
RFID (Radio Frequency Identification)…………………………………………
4
2.1.1 Cara Kerja RFID………………………………………………………………
4
2.1.2 Aplikasi RFID…………………………………………………………………
5
2.1.3 Standarisasi Penggunaan Frekuensi Pada RFID………………………………
5
2.1.4 Jenis dan Kategori tag RFID………………………………………………….
6
Modul RFID CR013A Read/Write 13,56MHz…………………………………
8
2.2.1 Dimensi dan Pin Modul RFID CR013A………………………………………
9
2.2.2 Protokol Data………………………………………………………………….
10
Standard Card IC MF1 IC S70…………………………………………………
11
2.3.1 Fitur dan Desaign Pada Standard Card IC MF IC S70……………………….
11
2.3.2 Prinsip Komunikasi Standard Card IC MF IC S70……………………………
12
v
Universitas Kristen Maranatha
2.3.3 Pengaturan Memori Pada Standard Card IC MF IC S70……………………...
14
2.3.4 Sector Trailer…………………………………………………………………… 16
2.4
Mikrokontroler ATMega32……………………………………………………… 16
2.4.1 Fitur ATMega32………………………………………………………………... 17
2.4.2 Konfigurasi Pin AVR ATMega32……………………………………………… 18
2.4.3 Pin input/output ATMega32……………………………………………………. 20
2.5
FAT (File Allocation Table)……………………………………………………... 21
2.5.1 FAT16…………………………………………………………………………... 23
2.5.2 Prinsip FAT16…………………………………………………………………... 24
2.6
Modul SD Card EMS (Embedded Module Serries) SD/MMC/FRAM…………. 25
2.6.1 Spesifikasi Hardware…………………………………………………………… 25
2.6.2 Konfigurasi Pin dan Skematik pada EMS SD/MMC/FRAM…………………..
2.7
26
Liquid Crystal Display (LCD) 2x16……………………………………………... 28
2.7.1 Konfigurasi Pin pada LCD 2x16………………………………………………..
2.8
28
Keypad 4x4………………………………………………………………………. 30
BAB 3
3.1
PERANCANGAN DAN REALISASI
Perancangan Perangkat Keras Sistem Pembaca dan Penyimpan Data RFID……. 32
3.1.1 CR013A R/W RFID Module…………………………………………………… 33
3.1.2 Modul SD Card…………………………………………………………………. 34
3.1.3 LCD……………………………………………………………………………... 35
3.1.4 Keypad …………………………………………………………………………. 36
3.1.5 Perancangan Keseluruhan………………………………………………………. 37
3.2
Perancangan Perangkat Lunak………………………………………………….... 37
3.2.1 Program Untuk Membaca dan Menyimpan Data RFID pada SD Card………...
BAB 4
42
HASIL DAN ANALISA
4.1
Hasil Perancangan Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………….. 47
4.2
Hasil Percobaan Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID……………….. 48
vi
Universitas Kristen Maranatha
4.3
Pengujian Jarak Pembacaan Kartu………………………………………………
55
4.4
Pengujian Dalam Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa…...………………
56
4.5
Pengujian Untuk Pembentukan File dan Penyimpanan Data RFID……………..
56
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan……………………………………………………………………….. 59
5.2
Saran……………………………………………………………………………… 59
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………. 60
LAMPIRAN A
FOTO ALAT…………………………………………………………
LAMPIRAN B
SKEMATIK PERANGKAT PEMBACA DAN PENYIMPAN
A-1
DATA RFID PORTABLE…………………………………………...
B-1
LAMPIRAN C
PROGRAM PADA PENGONTROL ATMEGA32…………………
C-1
LAMPIRAN D
DATASHEET………………………………………………………..
D-1
vii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Kategori Frekuensi RFID………………………………………………
6
Tabel 2.2
Karakteristik Umum Tag RFID………………………………………..
7
Tabel 2.3
Fungsi dan Keterangan Pin pada Modul RFID CR013A……………...
9
Tabel 2.4
Protokol Data dari Master/PC ke Reader………………………………
10
Tabel 2.5
Protokol Data dari Reader ke Master/PC………………………………
10
Tabel 2.6
Fungsi Khusus Port B…………………………………………………..
19
Tabel 2.7
Fungsi Khusus Port C…………………………………………………..
19
Tabel 2.8
Fungsi Khusus Port D…………………………………………………..
20
Tabel 2.9
Konfigurasi PORT ATMega……………………………………………
21
Tabel 2.10
Sistem Operasi yang Mendukung FAT16………………………………
23
Tabel 2.11
Field Pada FAT16………………………………………………………
24
Tabel 2.12
Fungsi dan Keterangan Pin pada EMS SD/MMC/FRAM……………..
26
Tabel 4.1
Hasil Pengujian Jarak Pembacaan Kartu RFID………………………..
55
Tabel 4.2
Hasil Pengujian Dalam Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa……
56
Tabel 4.3
Hasil Pengujian Untuk Pembentukan File dan Penyimpanan Data RFID
57
viii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Cara Kerja Radio Frequency Identification…………………………….
5
Gambar 2.2
Modul RFID CR013A yang Memiliki Dimensi 42 x 18 mm…………...
9
Gambar 2.3
Desain Kartu MF1 IC S70………………………………………………
12
Gambar 2.4
Diagram Blok Untuk Komunikasi Standard Card IC MF1 IC S70…….
13
Gambar 2.5
Organisasi Memori pada Standard Card IC MF1 IC S70………………
14
Gambar 2.6
Struktur Byte pada Manufacturer Block………………………………...
15
Gambar 2.7
Struktur Byte pada Data Block………………………………………….
15
Gambar 2.8
Sector Trailer…………………………………………………………….
16
Gambar 2.9
Konfigurasi Pin ATMega32……………………………………………..
18
Gambar 2.10 Alokasi Pin J2……………………………………………………………
26
Gambar 2.11 Skematik pada EMS SD/MMC/FRAM………………………………….
27
Gambar 2.12 Blok Diagram LCD………………………………………………………
28
Gambar 2.13 Konfigurasi Pin pada LCD 2x16…………………………………………
28
Gambar 2.14 Keypad 4x4………………………………………………………………. 30
Gambar 2.15 Pengecekan Tombol pada Keypad 4x4…………………………………..
Gambar 3.1
31
Diagram Blok Sistem Aplikasi Untuk Membaca dan
Menyimpan Data RFID…………………………………………………..
32
Gambar 3.2
Hubungan Antara Modul RFID Dengan ATMega32……………………. 33
Gambar 3.3
Hubungan Antara Modul SD Card Dengan ATMega32………………....
Gambar 3.4
Hubungan Antara LCD Dengan ATMega32…………………………….. 35
Gambar 3.5
Hubungan Antara Keypad Dengan ATMega32………………………….. 36
Gambar 3.6
Perancangan Perangkat Secara Keseluruhan……………………………... 37
Gambar 3.7
Data Nama dan NRP pada Transponder 1……………………………….. 38
Gambar 3.8
Data Nama dan NRP pada Transponder 2……………………………….. 38
Gambar 3.9
Diagram Alir Penulisan Data pada Kartu………………………………… 39
34
ix
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 3.10 Diagram Alir Program Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………… 44
Gambar 3.11 Diagram Alir Fungsi Keypad A, Keypad C, dan Keypad D…………….
45
Gambar 3.12 Diagram Alir Program Pembacaan Kartu Transponder………………….. 46
Gambar 4.1
Perangkat Pembaca dan Penyimpan Data RFID…………………………. 47
Gambar 4.2
Layar LCD Saat Perangkat Dinyalakan…………………………………... 48
Gambar 4.3
Layar LCD Saat Tidak Ada SD Card……………………………………. 48
Gambar 4.4
Layar LCD Saat Pengaturan Tanggal dan Jam…………………………… 49
Gambar 4.5
Layar LCD Setelah Pengaturan Tanggal dan Jam……………………..… 50
Gambar 4.6
Layar LCD Saat Pembacaan Kartu………………………………………. 50
Gambar 4.7
Layar LCD Saat Penginputan Kode Mata Kuliah………………………..
Gambar 4.8
Layar LCD Saat Penginputan Melebihi 3 Digit………………………….. 51
Gambar 4.9
Layar LCD Saat Menampilkan Nama dan NRP Mahasiswa…………….. 52
51
Gambar 4.10 Layar LCD Saat Membentuk File pada SD Card…………………..……. 53
Gambar 4.11 SD Card yang Ditampilkan pada Komputer atau Laptop………………… 53
Gambar 4.12 File-file Dalam Folder Absen…………………………………………….. 54
Gambar 4.13 Data Kartu Transponder yang Dibaca dan Disimpan dalam File………… 54
Gambar 4.14 Data Kartu Tidak Tersimpan Pada File dalam SD Card……………….… 58
x
Universitas Kristen Maranatha
LAMPIRAN A
FOTO ALAT
LAMPIRAN B
SKEMATIK PERANGKAT PEMBACA DAN
PENYIMPAN DATA RFID PORTABLE
LAMPIRAN C
DATASHEET
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, perumusan masalah, tujuan,
pembatasan masalah, dan sistematika penulisan.
1.1 Latar Belakang
Saat ini, teknologi identifikasi sudah sangat berkembang, baik di industri maupun
masyarakat di dalam berbagai bidang. Salah satu teknologi identifikasi yang
berkembang dengan pesat adalah Radio Frequency Identification (RFID). RFID
adalah sebuah metode identifikasi objek ataupun orang dengan menggunakan sarana
tag atau transponder untuk menyimpan dan menerima data secara wireless. Proses
tersebut dilakukan dengan menggunakan frekuensi radio, sehingga RFID mampu
membaca informasi dari sebuah tag atau transponder (Transmitter + Responder).
Teknologi RFID sangat mudah digunakan, fleksibel, dan sangat cocok untuk operasi
otomatis. RFID sering dipertimbangkan untuk pengganti barcode pada masa yang
akan datang karena dapat menyimpan informasi dengan kapasitas yang lebih besar.
Berdasarkan fungsi dan kegunaannya, RFID reader dapat diklasifikasikan sebagai
fixed reader dan portable reader. Fixed RFID reader biasanya diletakkan pada satu
tempat tertentu saja. Sedangkan portable RFID reader dapat dibawa dan digunakan
dimanapun.
Pada Tugas Akhir ini dirancang perangkat pembaca dan penyimpan data RFID
yang bisa dilakukan dimanapun dan kapanpun. Data yang dibaca nantinya akan
disimpan pada sebuah memory SD card.
1.2 Perumusan Masalah
Perumusan masalah dari Tugas Akhir ini adalah bagaimana merancang perangkat
pembaca dan penyimpanan data RFID portable, dan pemrograman mikrokontroler
sehingga data dalam tag atau transponder bisa disimpan pada sebuah memory SD
card dalam format yang bisa ditampilkan melalui komputer atau laptop.
1
Universitas Kristen Maranatha
1.3 Tujuan
1) Merancang dan merealisasikan perangkat pembaca dan penyimpan data RFID
yang portable.
2) Menyimpan data RFID pada sebuah SD card dalam format yang dapat
ditampilkan pada komputer atau laptop, dan penyimpanannya mampu mendukung
banyak file dalam SD card (multi-file).
1.4 Pembatasan Masalah
Agar permasalahan yang dibahas lebih terfokus dan tidak melebar, maka
permasalahan dalam Tugas Akhir dengan judul ”Perangkat Pembaca dan Penyimpan
Data RFID Portable Untuk Sistem Absensi” ini dibatasi sebagai berikut :
1) Tidak dilengkapi sistem keamanan pada perangkat yang dirancang.
2) Data disimpan pada SD card dengan format FAT.
3) Tag atau transponder yang digunakan bersifat pasif.
4) Tidak dilengkapi Real Time Clock (RTC) pada perangkat.
5) Pengaplikasian perangkat untuk absensi mahasiswa pada saat kuliah.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun dalam lima bab, yaitu :
BAB 1
PENDAHULUAN
Bab ini membahas tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, pembatasan
masalah, dan sistematika penulisan.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas tentang teori RFID secara umum, teori File Allocation Table
(FAT), dan alat-alat yang digunakan dalam perancangan perangkat, seperti modul
RFID, tag, mikrokontroler ATMega32, modul SD card,LCD, dan keypad.
BAB 3
PERANCANGAN DAN REALISASI
Bab ini membahas tentang perancangan perangkat untuk membaca dan menyimpan
data secara portable, dan juga perancangan perangkat lunak dari perangkat ini.
2
Universitas Kristen Maranatha
BAB 4
HASIL DAN ANALISA
Bab ini menjelaskan proses pengujian perangkat, data pengamatan dan juga
analisanya.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir ini, dan juga saran yang perlu dilakukan
untuk perbaikan-perbaikan dimasa mendatang.
3
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan
untuk perbaikan di masa yang akan datang.
5.1 Kesimpulan
Dengan memperhatikan data pengamatan dan analisis pada bab sebelumnya, dapat
disimpulkan bahwa:
1. Perangkat untuk sistem pembaca dan penyimpanan data RFID berhasil direalisasikan,
data pada kartu transponder dapat dibaca oleh reader dan disimpan pada SD card.
2. Perangkat dapat membaca kartu transponder pada jarak 0 cm hingga 4 cm baik
dengan penghalang berupa plastik, karton, dan kayu ataupun tanpa penghalang.
3. Program yang dirancang mampu menyimpan lebih dari 1 file pada SD card.
5.2 Saran
Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan dari Tugas Akhir
ini adalah sebagai berikut :
1. Perangkat mampu menyimpan data RFID ke dalam file
yang sudah terbentuk
sebelumnya ( file dapat diakses kembali untuk memasukkan data yang baru).
2. Merancang perangkat dengan menambahkan Real Time Clock (RTC).
59
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, H., Buku Panduan : Pelatihan Mikrokontroler AVR ATMega16,2008.
2. Cahyadi, Dedy., Desain Sistem Absensi PNS Berbasis Teknologi RFID, Jurnal
Informatika Program Studi Ilmu Komputer Universitas Mulawarman, Samarinda,
2009.
3. Datasheet, ATMega32, Atmel, http://www.atmel.com
4. Datasheet, CR013A R/W RFID module,
http://www.deltaelectronic.com/Design/Data%20Sheet/cr013.pdf
5. Datasheet, Mifare 4K,
http://www.deltaelectronic.com/Design/Data%20Sheet/mifare4k.pdf
6. http://id.wikipedia.org/wiki/FAT, 26 Oktober 2012.
7. http://id.wikipedia.org/wiki/RFID, 26 Oktober 2012.
8. Tim IE, EMS (Embedded Module Serries) SD/MMC/FRAM,
http://www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/pro_ems_smd_mmc_fr
am.htm
9. www.delta-electronic.com
60
Universitas Kristen Maranatha