Penghitung laju menggunakan RFID berbasis arduino.

ix

INTISARI

Penggemar balap mobilan membutuhkan penghitung kecepatan untuk mobil-mobilan yang digunakan. Selain itu pengkodean untuk mobil-mobil-mobilan yang digunakan juga sangat diperlukan. Penghitung kecepatan dibutuhkan untuk mengetahui kecepatan yang dihasilkan. Mendapatkan kecepatan yang dihasilkan merupakan faktor yang sangat penting dalam perakitan mobil-mobilan. Pada penelitian ini, penghitung laju menggunakan RFID merupakan alat yang sesuai untuk sistem penghitung kecepatan dan pengkodean mobil-mobilan.

Sistem ini berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan penampil LCD sebagai petunjuk kecepatan yang dihasilkan. Alat ini juga dilengkapi dengan sensor photodioda sebagai sensor awal atau start. Metode dalam pengambilan kecepatan dengan langkah awal memilih jarak panjang lintasan. Mobil-mobilan yang digunakan harus terdapat tag RFID yang sudah dimasukan pada program. Kecepatan tidak akan dihasilkan jika kode tag RFID tidak masuk dalam pemrograman. Sistem penghitung laju ini tidak akan berjalan jika langkah dalam pengambilan kecepatan tidak sesuai dengan urutan.

Hasil akhir penghitung kecepatan menggunakan alat ini menunjukkan bahwa kecepatan minimal yang dapat dihasilkan dan ditampilkan pada LCD adalah sebesar 0,01 m/s dan kecepatan maksimal adalah 1,81 m/s dengan ketelitian sebesar 95% dan error 5%

ix

ABSTRACT

Toy racing car fans very need speed calculation for toy car are they use. Other than that coding for a toy car used. Is very necessary speed calculation is needed to know for the speed resulting getting the resultant speed is the important thing in the toy car assembly. In the research, the rate calculation using RFID. Is an approp rate tool for counting system and encoding speed toy car.

This system based microcontroller arduino uno using LCD viewer as the resulting speed manual this tools also came with photodiode sensor as the starting sensor. Methods in making the race with a first step choose a long distance path. Toy cars that used to be ccontain tag RFID that have been included in the program. The speed can’t be resultant if the tag RFID not included in the program. System speed calculation is not working if the step in making speed is not in order.

The final result speed calculation use this tools to show the minimum speed can be showed in LCD is 0.01 m/s and maximum speed is 1.81 m/s with the accuracy 95 % and error 5 %.

i

TUGAS AKHIR

PENGHITUNG LAJU MENGGUNAKAN RFID

BERBASIS ARDUINO

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

CHAROLOS HANUNG AJI AGUNG NUGRAHA NIM : 135114059

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

SPEED CALCULATION SYSTEM USING RFID

BASED ON ARDUINO

Presented as Partial Fullfillment of Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

by:

CHAROLOS HANUNG AJI AGUNG NUGRAHA NIM : 135114059

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA

HALAMAN

PERSETUJUAN

TUGAS

AKHIR

PENGHITUNG

LAJU MENGGUNAKAN RFID

BERBASIS

ARDUINO

(SPEED CALCUL,ATE

USING

RFID

BASED ON

ARDUINO)

lll

efi**

ffi

*

S&#

hk

,#r

Pernbimbing

HALAMAN

PENGESAI{T{N

TUGAS

AKHIR

PENGHITUNG

LAJU

MENGGT]NAKAN

RFID

BERBASIS

ARI}UINO

Oleh:

Ketua

Sekretaris

Anggota

Yogyakart4

23

maBef

2o6

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanda Dharma

i Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D.

PERNYATAAN

KE,ASLIAN

KARYA

"Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuatkarya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah."

Yogyakarta, 19 F

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO

The Formulas of a success are a hard

work and never give up

Dengan ini kupersembahkan karyaku ini untuk..

Tuhanku Yesus Kristus,

Kedua orang tua yang selalu mendukung serta mendoakan ku,

Bapak Djoko Untoro Suwarno,S.Si.,M.T. Selaku Dosen Pembimbing

Teman-temanku seperjuangan,

Dan semua orang yang mengasihiku

HALAMAN

PERNYATAAN

PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA

ILMIAH

UNTUK

IGPEI\TINGAN

AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Charolos Hanung Aji Agung Nugraha Nomor Mahasiswa : 135114059

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah saya yang be4'udul :

PENGHITUI{G LAJU MENGGUNAKAII

RFID

BERBASIS

ARDUINO

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak unfuk menfmpan, mengalihkan dalam bentuk

media 1ain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan

mempublikasikannya

di

internet atau media lain untuk kepantingan akademis tanpa perlu

meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan

nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 19 _f;ebruari 2016

viii

INTISARI

Penggemar balap mobil-mobilan membutuhkan penghitung kecepatan untuk mobil-mobilan yang digunakan. Selain itu pengkodean untuk mobil-mobilan yang digunakan juga sangat diperlukan. Penghitung kecepatan dibutuhkan untuk mengetahui kecepatan yang dihasilkan. Mendapatkan kecepatan yang dihasilkan merupakan faktor yang sangat penting dalam perakitan mobil-mobilan. Pada penelitian ini, penghitung laju menggunakan RFID merupakan alat yang sesuai untuk sistem penghitung kecepatan dan pengkodean mobil-mobilan.

Sistem ini berbasis mikrokontroler Arduino uno menggunakan penampil LCD sebagai petunjuk kecepatan yang dihasilkan. Alat ini juga dilengkapi dengan sensor photodioda sebagai sensor awal atau start. Metode dalam pengambilan kecepatan dengan langkah awal memilih jarak panjang lintasan. Mobil-mobilan yang digunakan harus terdapat tag RFID yang sudah dimasukan pada program. Kecepatan tidak akan dihasilkan jika kode tag RFID tidak masuk dalam pemrograman. Sistem penghitung laju ini tidak akan berjalan jika langkah dalam pengambilan kecepatan tidak sesuai dengan urutan.

Hasil akhir penghitung kecepatan menggunakan alat ini menunjukkan bahwa kecepatan minimal yang dapat dihasilkan dan ditampilkan pada LCD adalah sebesar 0,01 m/s dan kecepatan maksimal adalah 1,81 m/s dengan ketelitian sebesar 95% dan error 5%

ix

ABSTRACT

Toy racing car fans very need speed calculation for toy car are they use. Other than that coding for a toy car used. Is very necessary speed calculation is needed to know for the speed resulting getting the resultant speed is the important thing in the toy car assembly. In the research, the rate calculation using RFID. Is an approp rate tool for counting system and encoding speed toy car.

This system based microcontroller arduino uno using LCD viewer as the resulting speed manual this tools also came with photodiode sensor as the starting sensor. Methods in making the race with a first step choose a long distance path. Toy cars that used to be ccontain tag RFID that have been included in the program. The speed can’t be resultant if the tag RFID not included in the program. System speed calculation is not working if the step in making speed is not in order.

The final result speed calculation use this tools to show the minimum speed can be showed in LCD is 0.01 m/s and maximum speed is 1.81 m/s with the accuracy 95 % and error 5 %.

x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena telah memberikan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan akhir ini dengan baik. Laporan akhir ini disusun untuk memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. Djoko Untoro Suwarno , S.Si., M.T., sebagai dosen pembimbing yang dengan

penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini.

4. B. Wuri Harini , S.Si., M.T., Martanto , S.T., M.T., sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran dalam merevisi skripsi ini.

5. Keluarga besar yang sangat saya cintai, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti.

6. Pacar tersayang atas dukungan, doa, perhatian, dan kasih sayang yang tiada henti. 7. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

8. Kawan-kawan seperjuangan transferan DIII Mekatronika angkatan 2013 Teknik Elektro,para dosen Mekatronika yang telah memberikan saran serta motivasi dan semua kawan yang senantiasa mendukung saya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

9. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJAN KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xi

DAFTAR GAMBAR ... xiv

DAFTAR TABEL ... xvi

DAFTAR PERSAMAAN………xvii

DAFTAR LAMPIRAN………...xviii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. LatarBelakang ... 1

1.2. TujuanPenelitian ... 2

1.3. BatasanMasalah ... 2

1.4. MetodologiPenelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1. Mikrokontroler Arudino UNO ... 5

2.1.1 Fitur Arduino UNO…..... 8

2.1.2 Ringkasan Arduino UNO... 8

2.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATmega 328... 9

2.1.4 Power Arduino UNO ATmega 328... 11

2.1.5 Memori Arduino UNO ATmega 328... 11

2.1.6 Input dan Output... 12

2.1.7 Komunikasi SPI... 12

xii

2.2. RFID (Radio Frequency Identification) ... 14

2.2.1 Komponen Utama Sistem RFID... 15

2.2.2 Tag / Transponder RFID... 17

2.2.3 Reader RFID... 20

2.2.4 RFID Reader RC522... 21

2.3. LCD (Liquid Crystal Display)... 23

2.4. Tombol Push Button... 22

2.4.1 Prinsip Kerja Tombol Push Button... 26

2.4.2 Resistor Pull Up dan Pull Down... 27

2.5. Sensor Photodioda... 28

2.6. Kecepatan... 29

2.6.1 Kecepatan Rata-Rata... 29

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN 3.1. Perancangan Sistem Secara Keseluruhan... 31

3.2. Perancangan Hardware... 32

3.2.1. Perancangan Regulator 5V... 32

3.2.2. Pin-pin yang Digunakan Pada Penelitian... 33

3.2.3. Pengkabelan Modul RFID dengan Arduino UNO... 34

3.2.4. Pengkabelan LCD dengan Arduino UNO... 38

3.2.5. Perancangan Rangkaian Tombol... 39

3.2.6. Perancangan Rangkaian Sensor Photodioda... 40

3.3. Perancangan Software... 41

3.4. Perancangan Diagram Alir... 42

3.4.1. Diagram Alir Arduino UNO... 42

3.5. Desain... 43

3.5.1. Desain Penempatan Tag RFID... 43

3.5.2. Desain Lintasan... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Fisik Hardware ... 46

xiii

4.2.1 Cara Pengoperasian Alat ... 48

4.2.2 Cara Kerja Sistem ... 49

4.2.2.1 Modul-modul Pada Sistem ... 49

4.2.3 Komunikasi Reader RFID dengan Komputer ... 51

4.2.4 Pengujian Pembacaan Tag RFID ... 52

4.2.5 Pengujian Daya Tangkap Photodioda Terhadap LED ... 55

4.2.6 Pengujian Kecepatan Alat dan Software ... 57

4.3. Analisa Perangkat Lunak ... 66

4.3.1. Inisialisasi ... 66

4.3.2. Pembacaan Tag RFID ... 67

4.3.3. Tampilan LCD ... 68

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 70

5.2. Saran ... 70

DAFTAR PUSTAKA ... 71

xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram Blok Prototipe Sistem ... 3

Gambar 2.1. Arduino UNO ATmega 328 ... 5

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin Arduino UNO ATmega 328 ... 6

Gambar 2.3. Pim Mikrokontroler ATmega 328... 9

Gambar 2.4. Komponen Utama RFID ... 15

Gambar 2.5. Komponen Tag RFID... 18

Gambar 2.6. Reader RFID ... 21

Gambar 2.7. Tampilan RFID reader RC522 ... 21

Gambar 2.8. Data Sheet MFRC522 ... 22

Gambar 2.9. LCD ... 23

Gambar 2.10 Tombol Tekan ... 25

Gambar 2.11. Prinsip Kerja Tombol Push Button ... 26

Gambar 2.12. Simbol Tombol Push Button ... 26

Gambar 2.13.Rangkaian Resistorn Pull Up ... 27

Gambar 2.14.Rangkaian Resistor Pull Down ... 27

Gambar 2.15.Tampilan Sensor Photodioda ... 28

Gambar 2.16.Kedudukan Awal Benda A Berpindah ke Benda B ... 29

Gambar3.1. Diagram Blok Sistem ... 31

Gambar3.2. Rangkaian Regulator ... 32

Gambar3.3. Pengkabelan Modul RFID dengan Arduino UNO ... 34

Gambar3.4. Keluaran Tag RFID 1 ... 35

Gambar3.5. Keluaran Tag RFID 2 ... 36

Gambar3.6. Pengkabelan LCD dengan Arduino UNO ... 38

Gambar3.7. Rangkaian Tombol Jarak dan Reset ... 39

xv

Gambar3.9. Flowchart Sistem... 42

Gambar3.10. Penempatan Tag RFID Tampak Bawah ... 43

Gambar3.11. Penempatan Tag RFID Tampak Atas ... 43

Gambar3.12. Gambar Lintasan dan Ukuran ... 44

Gambar3.13. Gambar Lintasan Tampak Atas ... 44

Gambar3.14. Gambar Lintasan Keseluruhan ... 45

Gambar 4.1. Tombol dan LCD Pada Hardware ... 46

Gambar 4.2. Penempatan Reader RFID pada Hardware ... 46

Gambar 4.3. Bentuk Fisik Lintasan ... 47

Gambar 4.4. Mobil - mobilan A... 47

Gambar 4.5. Mobil - mobilan B ... 47

Gambar 4.6. Modul Arduino dan Photodioda Yang digunakan Pada Sistem ... 50

Gambar 4.7. Modul Reader RFID ... 50

Gambar 4.8. Data Hasil Pembacaan Tag RFID dari Komputer ... 52

Gambar 4.9. Pengujian Jarak Pembacaan Tag RFID dari Samping ... 52

Gambar 4.10.Pengujian Jarak Pembacaan Tag RFID dari Atas ... 53

Gambar 4.11.Photodioda dan LED Pada Lintasan ... 55

Gambar 4.12.Grafik Pengujian dengan Lintasan 1 Meter ... 58

Gambar 4.13.Grafik Pengujian dengan Lintasan 2 Meter ... 59

Gambar 4.14.Grafik Pengujian dengan Lintasan 3 Meter ... 61

Gambar 4.15.Grafik Pengujian dengan Lintasan 4 Meter ... 62

Gambar 4.16.Grafik Percepatan Motor DC ... 64

Gambar 4.17.Grafik Tanggapan Motor ... 64

Gambar 4.18.Inisialisasi Program ... 66

Gambar 4.19.Program Pembacaan Tag RFID ... 67

Gambar 4.20.Program LCD ... 68

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Tabel Karakteristik Rangkaian Pada Board Arduino UNO ... 7

Tabel 2.2. Spesifikasi Arduino ATmega 328 ... 8

Tabel 2.3. Tabel Frekuensi RFID yang Umum Beroperasi……… 17

Tabel 2.4. Karakteristik Umum Tag RFID………. 20

Tabel 2.5. Konfigurasi Pin RFID reader RC522……….22

Tabel 2.6. Tabel Pin LCD………24

Tabel 3.1. Tabel Penggunaan Pin Arduino UNO……….33

Tabel 4.1. Jarak Pembacaan Tag RFID dari Samping………..54

Tabel 4.2. Jarak Pembacaan Tag RFID dari Atas………... 54

Tabel 4.3. Kode Tag RFID dan ID Kartu……… 55

Tabel 4.4. Hasil Pengujian dari Photodioda Terhadap LED………... 56

Tabel 4.5. Percobaan dengan Lintasan 1m Mobil A………... 57

Tabel 4.6. Percobaan dengan Lintasan 1m Mobil B………58

Tabel 4.7. Percobaan dengan Lintasan 2m Mobil A………59

Tabel 4.8. Percobaan dengan Lintasan 2m Mobil B………59

Tabel 4.9. Percobaan dengan Lintasan 3m Mobil A………60

Tabel 4.10. Percobaan dengan Lintasan 3m Mobil B………60

Tabel 4.11. Percobaan dengan Lintasan 4m Mobil A………61

Tabel 4.12. Percobaan dengan Lintasan 4m Mobil B………62

Tabel 4.13. Percepatan pada Motor DC……….63

xvii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan 2.1 ... 29 Persamaan 2.2 ... 30

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

L1. Tabel Hasil Pengujian Alat ... L1 L2. Pngkabelan dan Rangkaian Keseluruhan ... L2 L4. Data Sheet Komponen ... L4 L5. Program Keseluruhan ... L5

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Kemajuan teknologi saat ini berkembang semakin pesat, tidak hanya di industri tetapi di dalam dunia permainan. Selain itu semakin banyak sistem yang digunakan dalam suatu permainan, salah satunya adalah balap mobil-mobilan. Dalam perhitungan laju mobil masih banyak yang menggunakan sistem manual, seperti menggunakan stopwatch untuk mengetahui waktu yang ditempuh dalam satu putaran. Penggunaan stopwatch tidak terlalu tepat dalam perhitungan laju mobil-mobilan. Diperlukan sistem otomatis dalam menghitung laju mobil agar pengguna mobil dapat mengetahui waktu yang ditempuh mobil dalam satu putaran sirkuit dengan tepat sesuai dengan waktu yang ditempuh. Penggunaan teknologi identifikasi dapat mempermudah dalam sistem pemberian kode. Teknologi Identifikasi yang digunakan adalah RFID (Radio Frequency Identification) yang sudah banyak digunakan dalam sistem keamanan. RFID adalah suatu metode yang dapat digunakan untuk menyimpan atau menerima data secara jarak jauh dengan menggunakan suatu piranti yang bernama RFID tag atau transponder[3]. RFID mempunyai jenis yang bervariasi tergantung frekuensi yang terdapat pada RFID. RFID mudah didapatkan dipasaran. Terdapat berbagai variasi RFID dari harga yang paling murah hingga mahal. Penggunaan reader RFID akan lebih mudah untuk mengidentifikasi mobil yang melaju pada garis finish.

Prototipe yang akan dibuat dapat di aplikasikan dalam permainan balap mobil yang mengutamakan waktu dan kecepatan mobil dalam menempuh satu putaran sirkuit. Prototipe ini menggunakan dua mobil-mobilan yang masing-masing terpasang tag RFID pada bagian bawah mobil. Reader RFID diletakan pada sirkuit yang akan dilewati mobil-mobilan pada garis finish. Kode yang ada di tag RFID akan terdeteksi oleh reader RFID saat mobil-mobilan melaju diatas reader RFID.

Saat sensor photodioda aktif maka sistem akan menghitung waktu laju mobil tersebut hingga melewati reader RFID. Waktu yang ditempuh akan muncul pada LCD (Liquid Crystal Display) disaat tag RFID yang terpasang pada mobil-mobilan tersebut

terdeteksi oleh reader RFID. Waktu yang ditempuh mobil-mobilan dalam satu putaran muncul pada LCD dalam satuan m/s. Sensor photodioda terletak pada sirkuit awal mula mobil-mobilan tersebut berjalan.

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan prototipe sistem penghitungan laju dalam satuan m/s menggunakan RFID berbasis Arduino dan ditampilkan pada LCD.

Manfaat dari penelitian ini secara umum adalah mempermudah mengetahui laju mobil-mobilan yang melaju dengan kecepatan yang berbeda-beda. Manfaat bagi masyarakat atau komunitas penggemar permainan balap mobil adalah untuk mengetahui laju mobil-mobilan yang digunakan secara cepat.

1.3.

Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian prototipe ini adalah :

a. Menggunakan RFID RC522 dengan frekuensi 13.56Mhz.

b. Sistem perhitungan laju mobil-mobilan menggunakan mikrokontroler Arduino Uno c. Menggunakan LCD 2x16 untuk menampilkan hasil perhitungan laju mobil-mobilan. d. Mobil-mobilan melaju pada sirkuit yang disediakan.

e. Menggunakan sensor photodioda pada awal untuk memulai pergerakan mobil-mobilan.

f. Sistem perhitungan laju mobil-mobilan ini dirancang untuk suatu permainan permainan balap mobil-mobilan.

g. Menggunakan sirkuit berdimensi 10cm x 400cm

h. Menggunakan 2 mobilan yang terpasang tag RFID pada bagian bawah mobil-mobilan.

1.4.

Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam pembuatan prototipe penghitungan laju mobil menggunakan RFID berbasis Arduino ini adalah sebagai berikut :

a. Mengumpulkan bahan dari berbagai buku dan jurnal yang berhubungan dengan Arduino dan RFID sebagai referensi.

b. Perancangan sistem hardware dan software.

Perancangan ini bertujuan untuk mendapatkan komponen-komponen yang sesuai dengan sistem yang akan dibuat. Dengan menghitung ukuran-ukuran komponen yang digunakan.

Gambar.1.1. Diagram Blok Prototipe Sistem

c. Pembuatan sistem.

Berdasarkan gambar 1.1. Sensor photodioda dan tombol jarak merupakan inputan dari mikrokontroler. Setelah mikrokontroler menerima inputan maka mikrokontroler akan memproses inputan untuk memulai penghitungan laju mobil-mobilan. Setelah reader RFID membaca adanya tag yang terdeteksi maka RFID memberikan sinyal atau inputan ke mikrokontroler untuk menghentikan perhitungan dan menampilkan ke LCD.

d. Menguji RFID

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui sistem kerja atau cara kerja RFID yang akan digunakan Tombol 1 Jarak 1m Tombol 2 Jarak 2m Tombol 3 Jarak 3m Tombol 4 Jarak 4m MIKROKONTROLER Arduino Uno Sensor Photodioda LCD Reader RFID

e. Menguji mikrokontroler Arduino dengan menggunakan rangkaian sederhana. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bahasa program yang digunakan pada Arduino dan sistem kerja Arduino.

f. Proses pengujian dan pengambilan data.

Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara menguji keseluruhan sistem dan menampilkan pada penampil LCD. Pengujian dilakukan dengan memberi sinyal masukan ke mikrokontroler. Kemudian mikrokontroler memulai untuk menghitung laju mobil-mobilan. Pengujian juga dilakukan dengan mengkomunikasikan reader RFID dengan mikrokontroler dengan mengatur jarak antara tag RFID dengan reader RFID. Reader RFID akan memberikan sinyal masukan ke mikrokontroler dan menampilkan ke unit penampil LCD. Data yang tertampil pada LCD merupakan hasil dari perhitungan laju mobil-mobilan.

g. Analisa dan penyimpulan hasil penelitian.

Analisa data dilakukan dengan mengamati kerja sistem yang dibuat apakah sistem sesuai dengan apa yang diingkan. Mengecek kerja reader RFID dan Arduino serta analisa dilakukan berdasarkan keakuratan dalam perhitungan laju mobil-mobilan dengan menghitung secara manual dengan mengukur panjang sirkuit dan waktu yang dibutuhkan.

h. Pembuatan laporan

Pembuatan laporan dilakukan dengan mengambil data semua hasil dari proses pengujian dan pengambilan data serta kesimpulan dari hasil analisa.

5

BAB II

DASAR TEORI

2.2

Mikrokontroler Arduino UNO

[2]

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output. Ada 6 input analog, osilator, koneksi USB, power jack, ICSP header, dan tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

“Uno” berarti satu dalam bahasa Italia dan dinamai untuk menandakan keluaran

atau produk Arduino 1.0 selanjutnya. Arduino UNO dan versi 1.0 akan menjadi referensi untuk versi-versi Arduino selanjutnya. Arduino UNO adalah sebuah seri terakhir dari board Arduino USB dan model referensi untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan dengan versi sebelumnya. Gambar 2.1 merupakan tampilan dari arduino uno ATmega 328.

Arduino memiliki kelebihan tersendiri dibanding board mikrokontroler yang lain selain bersifat open source, arduino juga mempunyai bahasa pemrogramanya sendiri yang berupa bahasa C. Selain itu dalam board arduino sendiri sudah terdapat loader yang berupa USB sehingga memudahkan kita ketika kita memprogram mikrokontroler didalam arduino. Sedangkan pada kebanyakan board mikrokontroler yang lain yang masih membutuhkan rangkaian loader terpisah untuk memasukkan program ketika kita memprogram mikrokontroler. Port USB tersebut selain untuk loader ketika memprogram, bisa juga difungsikan sebagai port komunikasi serial. Sifat open source arduino juga banyak memberikan keuntungan tersendiri untuk kita dalam menggunakan board ini, karena dengan sifat open source komponen yang kita pakai tidak hanya tergantung pada satu merek, namun memungkinkan kita bisa memakai semua komponen yang ada dipasaran. Gambar 2.2 dan tabel 2.1 menjelaskan tentang konfigurasi pin dan karakteristik rangkaian pada board arduino uno

2.1.1 Fitur Arduino UNO

[2]

Board Arduino UNO memiliki fitur-fitur sebagai berikut:

1. Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang ke-dua ini merupakan sebuah pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya

2. Sirkit RESET yang lebih kuat 3. Atmega 16U2 menggantikan 8U2

2.1.2 Ringkasan Arduino UNO

[2]

Tabel 2.2. Spesifikasi Arduino ATmega328[2] Mikrokontroler ATmega328 Tegangan pengoperasian 5V

Tegangan input yang

disarankan 7-12V

Batas tegangan input 6-20V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 di antaranya menyediakan keluaran PWM) Jumlah pin input analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40 mA Arus DC untuk pin 3.3V 50 mA

Memori Flash 32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader

SRAM 2 KB (ATmega328)

EEPROM 1 KB (ATmega328)

2.1.3 Deskripsi Mikrokontroler ATmega328

[2]

Mikrokontroler Atmega328 mempunyai 28-pin dan 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, PORTD. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital. Konfigurasi pin dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Pin Mikrokontroler ATmega 328[2]

ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya [2]:

1. Port B

Port B merupakan jalur data 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output. Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini:

a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.

b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).

c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.

e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.

f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroler.

2. Port C

Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut: a. ADC6 channel (PC0,PC1,PC2,PC3,PC4,PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit.

ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital.

b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas.

3. Port D

Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif dibawah ini.

a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.

b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selaan dari program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.

c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.

d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0. e. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.

2.1.4 Power Arduino UNO ATmega328

[2]

Arduino UNO dapat disuplai melalui koneksi USB atau dengan sebuah power supply eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Supply eksternal dapat diperoleh dari sebuah adaptor AC ke DC atau battery. Board Arduino UNO dapat beroperasi pada sebuah supply eksternal 6 sampai 20 Volt. Jika menggunakan daya yang lebih kecil dari 5 Volt maka board Arduino UNO akan menjadi tidak stabil. Jika menggunakan supply yang lebih dari besar 12 Volt maka voltage regulator bisa kelebihan panas dan membahayakan board Arduino UNO. Range yang direkomendasikan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin-pin dayanya adalah sebagai berikut:

1.

VIN. Tegangan input ke Arduino board ketika board sedang menggunakan sumber supply eksternal (seperti 5 Volt dari koneksi USB atau sumber tenaga lainnya yang diatur). Kita dapat menyuplai tegangan melalui pin ini.

2.

5V. Pin output ini merupakan tegangan 5 Volt yang diatur dari regulator pada board. Board dapat disuplai dengan salah satu suplai dari DC power jack (7-12V), USB connector (5V), atau pin VIN dari board (7-12).

3.

3V3. Sebuah suplai 3,3 Volt dihasilkan oleh regulator pada board. Arus maksimum yang dapat dilalui adalah 50 mA.

4.

GND. Pin ground.

Arduino UNO mempunyai sebuah sebuah sekring reset yang memproteksi port USB komputer dari hubungan pendek dan arus lebih. Walaupun sebagian besar komputer menyediakan proteksi internal sendiri, sekring menyediakan sebuah proteksi tambahan. Jika lebih dari 500 mA diterima port USB, sekring secara otomatis akan memutuskan koneksi sampai hubungan pendek atau kelebihan beban hilang.

Panjang dan lebar maksimum dari PCB Arduino UNO masing-masingnya adalah 2.7 dan 2.1 inci, dengan konektor USB dan power jack yang memperluas dimensinya. Empat lubang sekrup memungkinkan board untuk dipasangkan ke sebuah permukaan atau kotak. Sebagai catatan, bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil. (0.16"), bukan sebuah kelipatan genap dari jarak 100 mil dari pin lainnya.

2.1.5 Memori Arduino UNO ATmega328

ATmega328 memiliki memori 32 KB (0.5 KB digunakan untuk bootloader). ATmega328 juga memiliki 2 KB SRAM dan 1 KB EEPROM.

2.1.6

Input dan Output

Masing-masing dari 14 pin digital Uno dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode, digitalWrite, dan digitalRead yang beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi spesial:

1.

Serial: pin 0 (RX) dan 1 (TX) Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pin ini terhubung dengan pin ATmega8U2 USB-to-Serial TTL.

2.

Eksternal Interupsi: Pin 2 dan 3 dapat dikonfigurasi untuk memicu interrupt pada nilai yang rendah (low value), rising atau falling edge, atau perubahan nilai.

3.

PWM: Pin 3, 5, 6, 9, 10, dan 11 Menyediakan 8-bit PWM dengan fungsi analogWrite

4.

SPI: pin 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK) mendukung komunikasi SPI

dengan menggunakan perpustakaan SPI

5.

LED: pin 13. LED terhubung ke pin digital 13. LED akan menyala ketika diberi nilai HIGH

Arduino Uno memiliki 6 input analog yaitu A0 sampai A5, yang masing-masing mempunyai resolusi 10 bit. Perubahan tegangan maksimal menggunakan pin AREF. Ada beberapa pin lainnya yang tertulis di board:

1. AREF. Tegangan referensi untuk input analog. Dapat digunakan dengan fungsi analogReference.

2. Reset. Menggunakan LOW untuk me-reset mikrokontroler. Digunakan untuk menambahkan tombol reset.

2.1.7 Komunikasi SPI

[10]

Serial Peripheral Interface ( SPI ) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI

membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK. Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan peripheral lain di luar mikrokontroller.

Penjelasan 3 jalur utama dari SPI adalah sebagai berikut :

1. MOSI : Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MOSI sebagai input.

2. MISO : Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin MISO sebagai output.

3. CLK : Clock Jika dikonfigurasi sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka pin CLK berlaku sebagai input.

Untuk mengatur mode kerja komunikasi SPI ini dilakukan dengan menggunakan register SPCR (SPI Control Register), SPSR (SPI Status Register) dan SPDR (SPI Data Register) :

1. SPI Control Register (SPCR) Mode SPCR yang digunakan adalah Bit-6 SPE (SPI Enable) SPE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan komunikasi SPI dimana jika SPI bernilai 1 maka komunikasi SPI aktif sedangkan jika bernilai 0 maka komunikasi SPI tidak aktif. Bit-4 MSTR (Master or Slave Select) MSTR digunakan untuk mengkonfigurasi sebagai master atau slave secara software dimana jika MSTR bernilai 1 maka terkonfigurasi sebagai master sedangkan MSTR bernilai 0 maka terkonfigurasi sebagai slave. Pengaturan bit MSTR ini tidak akan bisa dilakukan jika pin SS dikonfigurasi sebagai input karena jika pin SS dikonfigurasi sebagai input maka penentuan master atau slavenya otomatis dilakukan secara hardware yaitu dengan membaca level tegangan pada SS. Bit-1 SPR1/0 (SPI Clock Rate Select) SPR1 dan SPR0 digunakan untuk menentukan kecepatan clock yang digunakan dalam komunikasi SPI.

2. SPI Status Register (SPSR). Dalam SPSR mode pengaturan yang dilakukan adalah sebagai berikut SPIF (SPI Interrupt Flag). SPIF merupakan bendera yang digunakan

untuk mengetahui bahwa proses pengiriman data 1 byte sudah selesai. Jika proses pengiriman data sudah selesai maka SPIF akan bernilai satu (high).

3. SPI Data Register (SPDR). SPDR merupakan register yang digunakan untuk menyimpan data yang akan dikirim atau diterima pada komunikasi SPI.

2.1.8 Arduino Timer

Timer pada arduino uno digunakan pada sistem prototipe ini untuk mencatat waktu putaran mobil-mobilan. Banyak function dalam arduino menggunakan timer yaitu delay, delay Microseconds, millis, dan micro s. Penjelasan tentang function dalam arduino adalah sebagai berikut [11]:

1. Delay

Digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam millisecond. 2. Delay Mikroseconds

Digunakan untuk tundaan eksekusi baris program selanjutnya dalam microsecond. 3. Millis

Digunakan sebagai pewaktu internal yang akan terus berjalan hingga terjadi overflow (kembali ke nilai 0) dengan unit dalam millisecond, untuk board arduino uno nilai micro s akan terus berjalan hingga sekitar 50 hari.

4. Micro s

Digunakan sebagai pewaktu internal akan terus berjalan hingga terjadi overflow (kembali ke nilai 0) dengan unit dalam microsecond, untuk board arduino uno nilai millis akan terus berjalan hingga sekitar 70 jam.

Sebuah timer merupakan bagian dari mikrokontroler yang berperan sebagai clock internal untuk mengukur waktu suatu event. Untuk timer dapat diatur dengan menggunakan beberapa register khusus. Pada firmware arduino semua timer memiliki konfigurasi frekuensi 1 kHz dengan enable interrupt. Berikut ini timer khusus untuk arduino :

1. Timer 0, 8 bit, digunakan untuk function seperti delay, millis, dan micro s, dengan mengubah konfigurasi Timer 0 akan mempengaruhi function lainnya.

2. Timer 1, 16 bit, biasa digunakan untuk aplikasi terkait motor servo. 3. Timer 2, 8 bit , function tone menggunakan timer 2.

2.2

RFID (Radio Frequency Identification)

RFID adalah suatu metode yang mana bisa digunakan untuk menyimpan atau menerima data secara jarak jauh dengan menggunakan suatu piranti yang bernama RFID tag atau transponder. Suatu RFID tag adalah sebuah benda kecil, misalnya berupa stiker adesif, dan dapat ditempelkan pada suatu barang atau produk. RFID tag berisi antena yang memungkinkan mereka untuk menerima dan merespon terhadap suatu sinyal yang dipancarkan oleh suatu RFID transceiver.

RFID menggunakan reader dan perlengkapan khusus (special RFID devices) yang dimiliki oleh RFID. RFID menggunakan RF (Gelombang radio/gelombang elektromagnetik) sinyal untuk memindahkan informasi dari RFID device ke reader. Banyak kelebihan yang dimiliki sistem RFID dibanding dengan sistem identifikasi lainnya. Tetapi RFID juga mempunyai kelemahan yaitu jika ada frekuensi lain yang di tangkap oleh reader RFID maka reader RFID akan merespon frekuensi yang di tangkapnya.

2.2.1 Komponen Utama Sistem RFID

[1]

Secara garis besar sebuah sistem RFID terdiri atas tiga komponen utama, yaitu tag, reader dan basis data. 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 basis data yang menyimpan data yang terkandung dalam tag tersebut. Gambar 2.4 merupakan komponen dari sistem RFID

Sistem RFID merupakan suatu tipe sistem identifikasi otomatis yang bertujuan untuk memungkinkan data ditransmisikan oleh peralatan portable yang disebut tag, yang dibaca oleh suatu reader RFID dan diproses menurut kebutuhan dari aplikasi tertentu. Data yang ditrasmisikan oleh tag dapat menyediakan informasi identifikasi atau lokasi, atau hal-hal khusus tentang produk-produk bertag, seperti harga, warna, tanggal pembelian dan lain-lain. Sistem-sistem RFID dapat dikelompokkan menjadi empat kategori sebagai berikut:

1. Sistem EAS (Electronic Article Surveillance)

Umumnya digunakan pada toko-toko untuk menyensor ada tidaknya suatu item. Produk-produk diberi tag dan reader berantena besar ditempatkan di masing-masing pintu keluar toko untuk mendeteksi pengambilan item secara tidak sah.

2. Sistem Portable Data Capture

Menurut penggunaan reader RFID yang portabel yang memungkinkan sistem ini digunakan dalam seting yang bervariasi.

3. Sistem Networked

Posisi reader yang tetap yang terhubung secara langsung ke suatu sistem manajemen informasi terpusat, sementara transponder berada pada orang atau item-item yang dapat dipindahkan.

4. Sistem Positioning

Digunakan untuk identifikasi lokasi item-item atau kendaraan.

Pemilihan frekuensi radio merupakan kunci kerakteristik operasi sistem RFID. Frekuensi sebagian besar ditentukan oleh kecepatan komunikasi dan jarak baca terhadap tag. Secara umum tingginya frekuensi mengindikasikan jauhnya jarak baca. Frekuensi yang lebih tinggi mengindikasikan jarak baca yang lebih jauh. Pemilihan tipe frekuensi juga dapat ditentukan oleh tipe aplikasinya. Aplikasi tertentu lebih cocok untuk salah satu tipe frekuensi dibandingkan dengan tipe lainnya karena gelombang radio memiliki perilaku yang berbeda-beda menurut frekuensinya.

Berikut ini adalah empat frekuensi utama yang digunakan oleh sistem RFID : 1. Band LF

Beroprasi pada kisaran dari 125 kilohertz (KHz) hingga 134 KHz.Band ini paling sesuai untuk penggunaan jarak pendek (short-range) seperti sistem antipencurian, identifikasi hewan dan sistem kunci mobil.

2. Band HF

Beroperasi pada 13.56 megahertz (MHz). Frekuensi ini memungkinkan akurasi yang lebih baik dalam jarak tiga kaki dan karena itu dapat mereduksi risiko kesalahan pembacaan tag. Sebagai konsekuensinya band ini lebih cocok untuk pembacaan pada tingkat item (item-level reading). Tag pasif dengan frekuensi 13.56 MHz dapat dibaca dengan laju 10 to 100 tag perdetik pada jarak tiga kaki atau kurang. Tag RFID HF digunakan untuk pelacakan barang-barang di perpustakaan, toko buku, kontrol akses gedung, pelacakan bagasi pesawat terbang, pelacakan item pakaian.

3. Tag dengan band UHF

Beroperasi di sekitar 900 MHz dan dapat dibaca dari jarak yang lebih jauh dari tag HF, berkisar dari 3 hingga 15 kaki. Tag ini lebih sensitif terhadap faktor-faktor lingkungan daripada tag-tag yang beroperasi pada frekuensi lainnya. Band 900 MHz muncul sebagai band yang lebih disukai untuk aplikasi rantai supply disebabkan laju dan rentang bacanya. Tag UHF pasif dapat dibaca dengan laju sekitar 100 hingga 1.000 tag perdetik. Tag ini umumnya digunakan pada pelacakan kontainer, truk, trailer, dan terminal peti kemas.

4. Gelombang Mikro

Tag yang beroperasi pada frekuensi gelombang mikro, biasanya 2.45 dan 5.8 gigahertz (GHz), mengalami lebih banyak pantulan gelombang radio dari obyek-obyek di dekatnya yang dapat mengganggu kemampuan reader untuk berkomunikasi dengan tag. Tag RFID gelombang mikro biasanya digunakan untuk manajemen rantai supply.

Tabel 2.3. Tabel Frekuensi RFID yang umum beroprasi[1] Gelombang Frekuensi Rentang dan Laju baca

LF 125 KHz 1.5 kaki

Kecepatan baca rendah

HF 13.56 MHz 3 kaki

Kecepatan baca sedang

UHF 860-930 MHz 15 kaki

Kecepatan baca tinggi Gelombang Mikro 2.45/5.8 GHz 3 kaki

Kecepatan baca tinggi

2.2.2 Tag/Transponder RFID

[1]

Sebuah tag RFID atau transponder, terdiri atas sebuah mikro (microchip) dan sebuah antena. Chip mikro itu sendiri dapat berukuran sekecil butiran pasir, seukuran 0,4 mm. Chip tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainnya tergantung kepada tipe memorinya. Tipe memori itu sendiri dapat read-only, read-write, atau write-once read-many. Antena yang terpasang pada chip mikro 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 objek yang akan diidentifikasi. Tag dapat di-scan 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 2.5 merupakan isi dari tag RFID yang terdiri dari mikro dan antena.

Tag RFID terbagi menjadi 3 jenis, yaitu tag pasif, tag aktif, dan tag semi aktif. 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. Sebagai gantinya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang energi yang dipancarkan oleh reader.

Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan tergantung kepada kapasitas penyimpanannya . Dalam keadaan yang sempurna, sebuah tag dapat dibaca dari jarak sekitar 10 hingga 20 kaki. Tag pasif dapat beroperasi pada frekuensi rendah (low frequency, LF), frekuensi tinggi (high frequency, HF), frekuensi ultra tinggi (ultrahigh frequency, UHF), atau gelombang mikro (microwave).

Contoh aplikasi tag pasif adalah pada sistem angkutan massal (Mass Rapid Transit - MRT), autentikasi masuk gedung dan barang-barang konsumsi . Harga tag pasif lebih murah dibandingkan harga tag versi lainnya. Perkembangan tag murah ini telah menciptakan revolusi dalam pengadopsian RFID dan memungkinkan penggunaannya dalam skala yang luas baik oleh organisasi-organisasi pemerintah maupun industri.

2. Tag Semipasif

Tag semipasif adalah versi tag yang memiliki catu daya sendiri (baterai) tetapi tidak dapat menginisiasi komunikasi dengan reader. Dalam hal ini baterai digunakan oleh tag sebagai catu daya untuk melakukan fungsi 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. Sebagian tag semipasif tetap dalam keadaan siap (stand by) hingga menerima sinyal dari reader. Tag semipasif dapat dihubungkan dengan sensor untuk menyimpan informasi pada peralatan keamanan kontainer.

Tag aktif adalah tag yang selain memiliki antena dan chip juga memiliku catu daya dan pemancar serta mengirimkan sinyak kontinyu. 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 kepada daya baterainya. Harga tag ini merupakan yang paling mahal dibandingkan dengan versi lainnya.

Tag RFID memiliki tipe memori yang bervariasi yang meliputi read-only, read/write, dan write-once read-many. Tag read-only memiliki kapasitas memori minimal kurang dari 64 bit dan mengandung data yang terprogram permanen sehingga tidak dapat diubah. Informasi yang terkandung di dalam tag seperti ini terutama adalah informasi identifikasi item. Tag dengan tipe memori seperti ini telah banyak digunakan di perpustakaan dan toko persewaan video. Tag pasif biasanya memiliki tipe memori seperti ini. Pada tag dengan tipe memori read/write, data dapat diubah jika diperlukan. Sebagai konsekuensinya kapasitas memorinya lebih besar dan harganya lebih mahal dibandingkan tag read-only. Tag seperi ini biasanya digunakan ketika data yang tersimpan didalamnya perlu diubah seiring dengan daur hidup produk, misalnya di pabrik. Tag dengan tipe memori write-once read-many memungkinkan informasi disimpan sekali, tetapi tidak membolehkan perubahan berikutnya terhadap data. Tag tipe ini memiliki fitur keamanan read-only dengan menambahkan fungsionalitas tambahan dari tag read/write. Tabel 2.4 merupakan tabel karakteristik umum tag RFID.

Tabel 2.4. Karakteristik umum tag RFID[1]

Tag Pasif Tag Semipasif Tag Aktif

Catu Daya Eksternal (dari reader) Baterai Internal Baterai Internal Tipe Memori Read-only Read-write Read-write Rentang Baca Dapat mencapai 20

kaki

Dapat mencapai 100 kaki

Dapat mencapai 750 kaki

Usia Tag Dapat mencapai 20 tahun

2 sampai 7 tahun 5 sampai 10 tahun

Sebuah reader menggunakan antenanya sendiri untuk berkomunikasi dengan tag. Ketika areader memancarkan gelombang radio, seluruh tag yang dirancang pada frekuensi tersebut serta berada pada rentang bacanya akan memberikan respon. Sebuah reader juga dapat berkomunikasi dengan tag tanpa line of sight langsung, tergantung kepada frekuensi radio dan tipe tag (aktif, pasif atau semipasif) yang digunakan.

Reader dapat memproses banyak item sekaligus. Menurut bentuknya, reader dapat berupa reader bergerak seperti peralatan genggam, atau stasioner seperti peralatan point-of-sale di supermarket. Reader dibedakan berdasarkan kapasitas penyimpanannya, kemampuan pemrosesannya, serta frekuensi yang dapat dibacanya.Basis data merupakan sebuah sistem informasi logistik pada posisi back-end yang bekerja melacak dan menyimpan informasi tentang item bertag. Informasi yang tersimpan dalam basis data dapat terdiri dari identifier item, deskripsi, pembuat, pergerakan dan lokasinya. Tipe informasi yang disimpan dalam basis data dapat bervariasi tergantung kepada aplikasinya. Sebagai contoh, data yang disimpan pada sistem pembayaran tol akan berbeda dengan yang disimpan pada rantai supply.

Basis data juga dapat dihubungkan dengan jaringan lainnya seperti local area network (LAN) yang dapat menghubungkan basis data ke Internet. Konektivitas seperti ini memungkinkan sharing data tidak hanya pada lingkup basis data lokal. Gambar 2.6 merupakan gambar dari reader RFID.

Gambar 2.6. Reader RFID[1]

2.2.4 RFID

Reader RC522

RFID reader RC522 merupakan reader RFID yang mampu melakukan proses read write dan bekerja pada frekuensi 13,56 MHz. Tag RFID yang kompatibel dengan

modul RFID ini adalah tag jenis pasif. RFID reader RC522 memiliki rantang baca kurang lebih 3 kaki. Gambar 2.7 merupakan gambar dari RFID reader RC522.

Gambar 2.7. Tampilan RFID reader RC522[3]

Mifare RC522 RFID Reader Module adalah sebuah modul berbasis IC Philips MFRC522 yang dapat membaca RFID dengan penggunaan yang mudah dan harga yang murah, karena modul ini sudah berisi komponen-komponen yang diperlukanmoleh MFRC522 untuk dapat bekerja.[3]

Modul ini dapat digunakan langsung oleh MCU dengan menggunakan interface SPI, dengan suplai tegangan sebesar 3,3. MFRC522 merupakan produk dari NXP yang menggunakan frekuensi 13.56MHz. MFRC522 support dengan semua varian MIFARE Mini, MIFARE 1K, MIFARE 4K, MIFARE Ultralight, MIFARE DESFire EV1 dan MIFARE Plus RF identification rotocols.[3].

Dalam hal kecepatan baca, RFID reader mampu membaca data dari kartu sebesar 16 byte dalam waktu rata-rata selama 9.5 ms, untuk kecepatan tulis didapatkan waktu rata-rata selama 10 ms. Sementara dalam hal kecepatan transfer data dari Arduino ke database, waktu rata-rata pengiriman adalah sebesar 7 ms. Hal ini menunjukkan, bahwa sistem yang dibuat mampu mengirimkan data secara cepat dan tepat. Tabel 2.5 merupakan table konfigurasi pin pada RFID reader RC522[13]. Gambar 2.8 merupakan Data Sheet dari MFRC522.

Gambar 2.8. Data Sheet MFRC522[12]

Tabel 2.5. Konfigurasi Pin RFID reader RC522[4]

Pins SPI UNO Mega2560 Leonardo/Due

1 SDA (SS) 10 53 10

2 SCK 13 52 _SCK1

3 MOSI 11 51 MOSI1

4 MISO 12 50 MISO1

5 IRQ * * *

6 GND GND GND GND

7 RST 5 - Reset

8 +3.3V 3V3 3V3 3.3V

2.3 LCD (Liquid Crystal Display)

[5]

LCD ini digunakan sebagai penampil hasil pada sistem prototipe penghitungan laju menggunakan RFID berbasis arduino. LCD akan menampilkan kecepatan dari mobil-mobilan yang bergerak pada lintasanya.

Display LCD sebuah liquid crystal atau perangkat elektronik yang dapat digunakan untuk menampilkan angka atau teks. Ada dua jenis utama layar LCD yang dapat

menampilkan numerik (digunakan dalam jam tangan, kalkulator dll) dan menampilkan teks alfanumerik (sering digunakan pada mesin foto kopi dan telepon genggam).

Dalam menampilkan numerik ini kristal yang dibentuk menjadi bar, dan dalam menampilkan alfanumerik kristal hanya diatur kedalam pola titik. Setiap kristal memiliki sambungan listrik individu sehingga dapat dikontrol secara independen. Ketika kristal off' (tidak ada arus yang melalui kristal) cahaya kristal terlihat sama dengan bahan latar belakangnya, sehingga kristal tidak dapat terlihat. Namun ketika arus listrik melewati kristal, itu akan merubah bentuk dan menyerap lebih banyak cahaya. Hal ini membuat kristal terlihat lebih gelap dari penglihatan mata manusia sehingga bentuk titik atau bar dapat dilihat dari perbedaan latar belakang.

Sangat penting untuk menyadari perbedaan antara layar LCD dan layar LED. Sebuah LED display (sering digunakan dalam radio jam) terdiri dari sejumlah LED yang benar-benar mengeluarkan cahaya (dan dapat dilihat dalam gelap). Sebuah layar LCD hanya mencerminkan cahaya, sehingga tidak dapat dilihat dalam gelap.Gambar 2.9 merupakan tampilan dari LCD dan tabel 2.9 merupakan tabel pin dari LCD.

Tabel 2.6. Tabel Pin LCD[5] PIN Keterangan

1 Vss

2 Vcc

3 Vee

4 Rs

5 R/W

6 E

7 DB0

8 DB1

9 DB2

10 DB3 11 DB4 12 DB5 13 DB6 14 DB7 15 LED+ 16 LED-

Untuk keperluan antar muka suatu komponen elektronika dengan mikrokontroler, perlu diketahui fungsi dari setiap kaki yang ada pada komponen tersebut. Penjelasan kaki yang ada pada LCD adalah sebagai berikut :

a. Kaki 1 (GND) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan +5 Volt yang merupakan tegangan untuk sumber daya.

b. Kaki 2 (VCC) : Kaki ini berhubungan dengan tegangan 0 volt (Ground).

c. Kaki 3 (VEE/VLCD) : Tegangan pengatur kontras LCD, kaki ini terhubung pada cermet. Kontras mencapai nilai maksimum pada saat kondisi kaki ini pada tegangan 0 volt.

d. Kaki 4 (RS) : Register Select, kaki pemilih register yang akan diakses. Untuk akses ke Register Data, logika dari kaki ini adalah 1 dan untuk akses ke Register Perintah, logika dari kaki ini adalah 0.

e. Kaki 5 (R/W) : Logika 1 pada kaki ini menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode pembacaan dan logika 0 menunjukan bahwa modul LCD sedang pada mode penulisan. Untuk aplikasi yang tidak memerlukan pembacaan data pada modul LCD, kaki ini dapat dihubungkan langsung ke Ground.

f. Kaki 6 (E) : Enable Clock LCD, kaki mengaktifkan clock LCD. Logika 1 pada kaki ini diberikan pada saat penulisan atau membacaan data.

g. Kaki 7 – 14 (D0 – D7) : Data bus, kedelapan kaki LCD ini adalah bagian di mana aliran data sebanyak 4 bit ataupun 8 bit mengalir saat proses penulisan maupun pembacaan data.

h. Kaki 15 (Anoda) : Berfungsi untuk tegangan positif dari backlight LCD sekitar 4,5 volt (hanya terdapat untuk LCD yang memiliki backlight)

i. Kaki 16 (Katoda) : Tegangan negatif backlight LCD sebesar 0 volt (hanya terdapat pada LCD yang memiliki backlight).

2.4

Tombol Push Button

[6]

Tombol tekan (Push Button) adalah bentuk saklar yang paling umum dari pengendali manual yang dijumpai di industri. Tombol tekan NO (Normally Open) menyambung rangkaian ketika tombol ditekan dan kembali pada posisi terputus ketika tombol dilepas. Tombol tekan NC (Normally Closed) akan memutus rangkaian apabila tombol ditekan dan kembali pada posisi terhubung ketika tombol dilepaskan.

Ada juga tombol tekan yang memiliki fungsi ganda, yakni sudah dilengkapi oleh dua jenis kontak, baik NO maupun NC. Jadi tombol tekan tersebut dapat difungsikan sebagai NO, NC atau keduanya. Ketika tombol ditekan, terdapat kontak yang terputus (NC) dan ada juga kontak yang terhubung (NO). Gambar 2.10 merupakan tampilan dari tombol tekan.

Gambar 2.10. Tombol Tekan[6]

2.4.1 Prinsip Kerja Tombol Push Button

Ilustrasi prinsip kerja tombol tekan dapat dilihat pada gambar 2.11. Pada gambar (a) tersebut diperlihatkan posisi tombol dalam keadaan belum di sentuh. Gambar (b) menunjukkan tombol tekan sedang ditekan dan gambar (c) saat tekanan pada tombol telah dilepaskan.

Perbedaan fungsi masing-masing kontak dilihat dari hidup dan matinya lampu (lampu R dan G) secara bergantian. Dalam prakteknya tombol tekan difungsikan sebagai tombol untuk menjalankan rangkaian kontrol (START) dan mematikan rangkaian kontrol (STOP).Gambar 2.11 merupakan gambaran dari prinsip kerja tombol push button dan Gambar 2.12 merupakan simbol dari tombol push button.

Gambar 2.12. Simbol Tombol Push Button[6]

2.4.2 Resistor Pull Up dan Pull Down

[9]

1. Resistor Pull Up

Rangkaian menggunakan resistor pull up yang diletakan dekat dengan Vcc. Bersifat aktif rendah yang berarti jika dalam keadaan normal akan bersifat high. Gambar 2.13 merupakan gambar rangkaian resistor pull up :

Gambar 2.13. Rangkaian Resistor Pull Up[9]

Rangkaian menggunakan resistor pull down yang diletakan dekat dengan Ground. Bersifat aktif tinggi yang berarti jika dalam keadaan normal akan bersifat low .Gambar 2.14 merupakan gambar rangkaian resistor pull down :

Gambar 2.14. Rangkaian Resistor Pull Down[9]

2.5

Sensor Photodioda

[7]

Sensor photodioda merupakan dioda yang peka terhadap cahaya, sensor photodioda akan mengalami pembocoran arus pada saat menerima intensitas cahaya dan akan mengalirkan arus listrik secara forward sebagaimana dioda pada umumnya. Sensor photodioda adalah salah satu jenis sensor peka cahaya (photodetector). Jenis sensor peka cahaya lain yang sering digunakan adalah phototransistor. Photodioda akan mengalirkan arus yang membentuk fungsi linear terhadap intensitas cahaya yang diterima. Arus ini umumnya teratur terhadap power density (Dp). Perbandingan antara arus keluaran dengan power density disebut sebagai current responsitivity. Arus yang dimaksud adalah arus bocor ketika photodioda tersebut disinari dan dalam keadaan dipanjar mundur.

Tanggapan frekuensi sensor photodioda tidak luas. Dari rentan tanggapan itu, sensor photodioda memiliki tanggapan paling baik terhadap cahaya infra merah, tepatnya pada cahaya dengan panjang gelombang sekitar 900 nm. Sebagai contoh aplikasi photodioda dapat digunakan sebagai sensor api. Pengguna sensor photodioda sebagai pendeteksi keberadaan api. Didasarkan pada fakta bahwa pada nyala api juga terpancar cahaya infra merah. Hal ini tidak dapat dibuktikan dengan mata telanjang karena cahaya

infra merah meupakan cahaya tidak tampak. Keberadaan cahaya infra merah dapat dirasakan yaitu ketika ada rasa hangat atau panas dari nyala api yang sampai ke tubuh kita. Gambar 2.15 Merupakan bentuk dari photodioda

Gambar 2.15. Tampilan sensor photodioda[7]

2.6

Kecepatan

[8]

Kelajuan adalah besar kecepatan. Kecepatan adalah kelajuan yang arah geraknya dinyatakan. Dalam fisika kelajuan dan kecepatan mempunyai arti yang berbeda. Sering terjadi kesalahan umum tentang kelajuan dan kecepatan. Misalkan mobil bergerak 70km/jam, maka dikatakan mobil bergerak dengan kelajuan 70km/jam bukan kecepatannya. Kelajuan termasuk besaran skalar karena tidak bergantung pada arahnya. Sehingga kelajuan selalu bernilai positif. Alat yang digunakan untuk mgnukur kelajuan adalah spidometer.

Cara menentukan seberapa cepat kedudukan telah berubah yaitu dengan mempelajari kecepatan. Misalkan seseorang berlari 10 m/s ke arah barat. Dari pernyataan tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa kelajuan pelari tersebut 10 m/s, sedangkan kecepatannya adalah 10 m/s ke arah barat. Kecepatan termasuk besaran vektor karena bergantung pada arahnya. Dengan kata lain kecepatan adalah perpindahan selama selang waktu tertentu. Apabila kecepatan, kelajuan dinyatakan dengan v,perpindahan,jarak

dinyatakan dengan s dan waktu tempuh dinyatakan dengan t secara matematis dirumuskan :

V = S/t (2.1) Keterangan :

V = Kecepatan,kelajuan (m/s) S = Perpindahan,jarak (m) t = Waktu tempuh (s)

Kecepatan dan kelajuan hanya dibedakan oleh arahnya saja, sehingga keduanya mempunyai satuan yang sama yaitu m/s.

2.6.1

Kecepatan Rata-Rata

Kecepatan rata-rata adalah hasil bagi perpindahan dan selang waktu. Gambar 2.16 merupakan perpindahan benda A menuju benda B.

Gambar 2.16. Kedudukan awal benda A berpindah ke B[8]

Dari gambar 2.16 di atas perpindahan Δx (delta x) ditempuh dalam selang waktu

Δt (delta t), maka kecepatan rata-rata V dirumuskan :

V = Δx / Δt (2.2) Keterangan :

V = Kecepatan rata-rata (m/s)

Δx = Selisih perpindahan (m) = x2 – x1

32

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1.

Perancangan Sistem Secara Keseluruhan

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 merupakan gambar dari diagram blok sistem yang memuat cara kerja secara keseluruhan. Sistem ini terdiri dari beberapa bagian yaitu :

1. Reader RFID

Reader RFID berfungsi untuk mendeteksi keberadaan mobil-mobilan. 2. Mikrokontroler

Mikrokontroler arduinouno ATmega 328 berfungsi untuk memproses sistem kerja alat.

3. LCD

LCD digunakan untuk penampil. 4. Tombol Push Button

Tombol digunakan sebagai inputan jarak 1m – 4m dan mereset hitungan. 5. Sensor Photodioda

Sensor photodioda digunakan untuk memulai kerja sistem dan Tombol reset digunakan untuk mereset hasil hitungan yang ditampilkan pada LCD. Setelah sensor photodioda aktif maka sensor memberikan sinyal inputan ke mikrokontroler dan sistem akan berjalan, mobil-mobilan akan bergerak menuju reader RFID. Reader RFID akan mendeteksi tag RFID yang terpasang pada mobil-mobilan dan

Tombol

Sensor Photodioda Reader RFID

MIKROKONTROLER Arduino Uno

menghentikan perhitungan waktu yang dilakukan oleh mikrokontroler. Setelah reader RFID mendeteksi tag RFID maka reader RFID memberikan sinyal ke mikrokontroler untuk berhenti menghitung dan mulai meproses hasil hitungan. Setelah hasil proses hitungan selesai maka hasil hitungan di tampilkan pada LCD.

3.2.

Perancangan Hardware

3.2.1

Perancangan Regulator 5V

Rangkaian Voltage Regulator ini banyak ditemukan pada adaptor yang bertugas untuk memberikan tegangan DC untuk laptop, handphone, dan lain sebagainya. Pada sistem ini regulator digunakan sebagai sumber tegangan atau catu daya arduino uno ATmega 328.Arduino uno ini memerlukan sumber tegangan antara 7V-12V DC dan 5V DC untuk USB konektor. Gambar 3.2 merupakan rangkaian dari regulator 5V DC.

Gambar 3.2.Rangkaian Regulator

Trafo pada rangkaian regulator digunakan sebagai penurun tegangan dari 220V AC menjadi 15V AC dan arus sebesar 1A. Dioda bridge pada rangkaian berfungsi agar menyearahkan tegangan AC sehingga diperoleh keluaran tegangan DC.Capasitor C1 digunakan untuk menghilangkan riplple AC yang masih terdapat pada keluaran dari dioda bridge. IC 7805 berfungsi untuk menghasilkan keluaran tegangan 5V DC. Capasitor C2 berfungsi sama dengan capasitor C1 yaitu menghilangkan ripple pada keluaran IC 7805.

Cara kerja regulator tersebut yaitu tegangan AC 220 V dari PLN diturunkan tegangannya oleh trafo. Pada rangkaian diatas tegangan diturunkan menjadi 9 Volt AC. Tegangn 9 V AC ini kemudian disearahkan dengan Rangkaian Dioda Bridge menjadi tegangan searah 9 Volt DC. Tegangan DC yang dihasilkan belum benar-benar DC, masih terdapat ripple AC dengan frekuensi sesuai input dari PLN sekitar 50-60 Hz. Maka digunakan 2 buah capasitor yang berfungsi memfilter dan memperkecil ripple AC sehingga makin mendekati grafik tegangan DC. Capasitor yang digunakan masing-masing bernilai 1000uF.

Setelah itu tegangan melewati IC 7805 dan dirubah menjadi tegangan DC 5V. Ripple AC yang masih ada di filter kembali melalui C2. Maka dari tegangan AC 220V dari PLN bisa diubah menjadi tegangan DC 5V oleh rangkaian ini

3.2.2

Pin-pin Yang Digunakan Pada Penelitian

Tabel.3.1 Tabel Penggunaan Pin Aduino UNO Pin Keterangan

3 LCD (D7) 4 LCD (D6) 5 LCD (D5) 6 LCD (D4) 7 LCD (E) 8 LCD (RS) 9 RFID (Reset) 10 RFID (SDA) 11 RFID (MOSI) 12 RFID (MISO) 13 RFID (SCK) A0 Sensor Photodioda A1 Tombol Jarak 1M A2 Tombol Jarak 2M A3 Tombol Jarak 3M A4 Tombol Jarak 4M Reset Tombol Reset

5V Vin LCD (VDD) 3.3V Vin RFID

Arduino UNO ATmega 328 mempunyai 14 buah input/output digital yaitu pin 0 sampai dengan 13 dan mempunyai analog input sebanyak 6 buah yaitu A0,A1,A2,A3,A4 dan A5. Pada sitem ini analog input digunakan sebagai input dari tombol jarak. Pin digital digunakan sebagai input dan output dari sistem. Tabel 3.1 merupakan tabel pin yang digunakan pada rangkaian sistem.

Pada sistem perancangan arduino ini menggunakan komunikasi SPI(Serial Peripheral Interface). SPI merupakan salah satu mode komunikasi serial dengan kecepatan tinggi yang dimiliki oleh ATmega 328. Komunikasi SPI menggunakan 3 jalur yaitu MOSI,MISO, dan SCK.

3.2.3 Pengkabelan Modul RFID denganArduino Uno

Modul RFID dihubungkan dengan arduino uno dengan pengkabelan seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.3.

Gambar 3.3. Pengkabelan Modul RFID dengan Arduino Uno Parameter pada gambar 3.3 diatas adalah sebagai berikut :

1. Modul RFID pin 3.3V dihubungkan dengan pin 3.3V pada Arduno Uno. 2. Modul RFID pin RST dihubungkan dengan pin 9 pada Arduino Uno. 3. Modul RFID pin GND dihubungkan dengan pin GND pada Arduino Uno. 4. Modul RFID pin MISO dihbungkan dengan pin 12 pada Arduino Uno. 5. Modul RFID pin MOSI dihubungan dengan pin 11 pada Arduino Uno. 6. Modul RFID pin SCK dihubungkan dengan pin 13 pada Arduino Uno. 7. Modul RFID pin SDA dihubungkan dengan pin 10 pada Aduino Uno. 8. Catu Daya pada Arduino uno didapat dari regulator tegangan 5V DC.

Kode tag yang di baca oleh reader RFID RC522 merupakan kode id tag. Gambar 3.4 merupakan keluaran dari tag RFID 1 yang dilakukan dengan serial monitor arduino uno. Gambar 3.5 merupakan keluaran dari tag RFID 2.

Dari data gambar 3.4 tag RFID mempunyai 1 kilo byte lokasi memori yang di bagi menjadi 16 sector yaitu nomer 0 sampai 15. Dan terdiri dari 63 blok yaitu blok 0 sampai 63. Setiap blok terdiri dari 16 byte. Pada 4 byte pertama blok 0 adalah ID (identitas) Tag. Tiap tag mempunyai ID yang berbeda-beda. 53 49 34 13 merupakan ID tag yang terdapat pada tag RFID yang digunakan dan tidak dapat diubah.

Gambar 3.5.KeluaranTag RFID 2

Keterangan lingkaran berwarna merah pada gambar 3.4 merupakan ID card atau nomer identitas tag RFID yang sudah ditentukan dan tidak dapat diubah. Lingkaran yang berwarna kuning merupakan keluaran tag RFID yang mempunyai 1 kilo byte lokasi memory yang di bagi menjadi 16 sector dan 63 blok untuk membaca dan menulis memory 1 blok cukup menggunakan alamat/nomor block. Lingkaran yang berwarna hitam merupakan sector yang terdiri dari 15 sector. Lingkaran yang berwarna hijau merupakan blok yang terdiri dari 63 blok. Lingkaran berwarna biru merupakan 6 byte pertama dan 6 byte terakhir yang digunakan untuk authentifikasi. Lingkaran berwarna kuning merupakan nomor identitas tag yang tidak dapat diubah.

Perhitungan Pembacaan Kecepatan Pembacaan Tag RFID : Jarak Reader RFID dapat membaca = 3cm

Kecepatan Rata-rata laju mobil-mobilan = 50 cm/s Waktu tempuh 3 cm =

3.2.4 Pengkabelan LCD dengan Arduino Uno

LCD dihubungkan dengan Arduin Uno seperti yang di tujukan pada gambar 3.6 di bawah ini.

Gambar 3.6. Pengkabelan LCD dengan Arduino Uno

Parameter pengkabelan LCD pada gambar 3.4 diatas adalah sebagai berikut : 1. LCD pin D4 duhubungkan dengan pin 6 pada Arduino Uno.

2. LCD pin D5 dihubungkan dengan pin 5 pada Arduino Uno. 3. LCD pin D6 dihubungkan dengan pin 4 pada Arduino Uno. 4. LCD pin D7 dihubungkan dengan pin 3 pada Arduino Uno. 5. LCD pin RS dihubungkan dengan pin 8 pada Arduino Uno. 6. LCD pin E dihubungkan dengan pin 7 pada Arduino Uno.

7. LCD pin VSS dihubungkan dengan pin Ground pada Arduino Uno. 8. LCD pin VDD dihubungkan dengan pin 5V pada Arduino Uno. 9. LCD pin V0 dihubungkan dengan potensiometer 10K Ohm.

Potensiometer pada rangkaian ini digunakan sebagai pengatur kecerahan layar LCD. Apabila tidak menggunakan potensiometer maka tulisan yang muncul pada layar LCD akan terlihat tidak jelas.

11.LCD pin A dihubungkan dengan pin 5V pada Arduino Uno. 12.LCD pin K dihubungkan dengan pin Ground pada Arduino Uno.

3.2.5 Perancangan Rangkaian Tombol (Meggunakan resistor pull-up)

Perancangan rangkaian pada tombol jarak dan tombol reset menggunakan resistor pull-up. Rangkaian resistor pull-up digunakan agar tegangan pada mikrokontroler lebih stabil dan tidak merusak Arduino. Resistor yang dianjurkan dalam datasheet ATmega 328 adalah sebesar 20 KΩ - 50 KΩ maka digunakan resistor sebesar 22 KΩ.

Nilai resistor 22 KΩ dipilih karena lebih mudah didapatkan dipasaran. Gambar 3.7 merupakan gambar dari rangkaian tombol yang akan digunakan.

3.2.6 Perancangan Rangkaian Sensor Photodioda

Perancangan rangkaian sensor photodioda digunakan sebagai sensor pendeteksi keberadaan mobil-mobilan. Ketika sensor photodioda aktif maka sensor memberikan sinyal kepada mikrokontroler untuk memulai sistem. Gambar 3.8 merupakan gambar rangkaian sensor photodioda.

Gambar 3.8. Rangkaian Sensor Photodioda

Resistor 10 KΩ pada gambar 3.8 rangkaian sensor photodioda digunakan sebagai pembagi tegangan. Resistansi photodioda ketika dalam keadaan tidak terkena cahaya

pada umumnya adalah sebesar 150 KΩ dan resistansi photodioda ketika terkena cahaya adalah 10 KΩ maka dengan rumus pembagi tegangan adalah sebagai berikut :

Vcc = 5 Volt R2 = 10 KΩ

RD2a = 150 KΩ (Resistansi photodioda ketika tidak terkena cahaya) Vout = RD2a * Vcc / (R2 + RD2a)

= 150 * 5 / (10 + 150 ) = 750 / 160

Vcc = 5 Volt R2 = 10 KΩ

RD2b = 10 KΩ (Resistansi photodioda ketika terkena cahaya) Vout = RD2b * Vcc / (R2 + RD2b)

= 10 * 5 / (10 + 10 ) = 50 / 20

Vout = 2.5 Volt

Resistor 200 Ω pada gambar 3.8 rangkaian sensor photodioda digunakan untuk membatasi arus yang masuk ke LED agar LED tidak terbakar. Arus maksimal yang dapat diterima LED adalah sebesar 20 mA dan tegangan maksimal yaitu sebesar 2V. Perhitungan resistor yang digunakan agar arus yang masuk LED sebesar 15 mA adalah sebagai berikut :

Vs = 5V IIR = 15 mA

VIR = 2V

R

=

��−V�� I��

R

=

5

-, 5

= 200

Ω

Pada perhitungan nilai resistansi tersebut diperoleh resistor 200 Ω. Agar arus yang masuk LED kurang dari 20 mA sehingga LED yang digunakan tidak terbakar.

3.3

Perancangan Software

Software merupakan perangkat lunak yang akan digunakan untuk menuliskan program yang akan di buat pada sistem ini. Setelah program dibuat maka software akan mengupload program ke mikrokontroler dan menjalankan sistem atau program yang telah dibuat.

3.4

Perancangan Diagram Alir

3.4.1 Diagram Alir Arduino Uno

Start Apakah tombol Jarak1M ditekan? Photodioda Mendeteksi Apakah tombol Jarak2M ditekan? Apakah tombol Jarak3M ditekan? Apakah tombol Jarak4M ditekan?

T T T

Y Photodioda Mendeteksi Photodioda Mendeteksi Photodioda Mendeteksi

Y Y Y

Fungsi millis aktif Fungsi millis aktif Fungsi millis aktif Fungsi millis aktif Reader RFID mndeteksi Reader RFID mndeteksi Reader RFID mndeteksi Reader RFID mndeteksi Fungsi millis off Fungsi millis off Fungsi millis off Fungsi millis off

Ambil data dari millis

Ambil data dari millis

Ambil data dari millis

Ambil data dari millis Hitung Kecepatan V=s/t Hitung Kecepatan V=s/t Hitung Kecepatan V=s/t Hitung Kecepatan V=s/t Tampilkan hasil perhitungan ke LCD Tampilkan hasil perhitungan ke LCD Tampilkan hasil perhitungan ke LCD Tampilkan hasil perhitungan ke LCD Apakah tombol

reset ditekan ?

T

Apakah tombol reset ditekan ?

T

Apakah tombol reset ditekan ?

T

Apakah tombol reset ditekan ?

T T

Y Y

Y Y

3.5

Desain

3.5.1 Desain Penemptan Tag RFID

Gambar 3.10. Gambar Penempatan Tag RFID Tampak Bawah

3.5.2 Desain Lintasan

Gambar 3.12. Gambar Lintasan dan Ukuran

Gambar lintasan pada gambar 3.11 merupakan ukuran lintasan yang akan dirancang pada sistem prototipe ini. Satuan yang digunakan dalam millimeter (mm). Total pajang lintasan yaitu 4000mm. Rancangan lintasan pada sistem ini terbagi berbagai ukuran yaitu 300mm dan 1000mm agar dapat digunakan dalam 4 model ukuran lintasan yaitu 1000mm, 2000mm, 3000mm dan 4000mm. Box pada lintasan digunakan sebagai tempat LCD dan tombol yang digunakan dalam sistem prototipe penghitung laju menggunakan RFID berbasis Arduino.

47

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini membahas mengenai hasil pengamatan dari pengujian kecepatan mobil-mobilan yang melintas pada sirkuit. Hasil pengamatan dimulai dari data pengujian kecepatan mobil-mobilan A dan mobil-mobilan B dengan panjang sirkuit 1m,2m,3m dan 4m. Serta pengujian keakuratan kecepatan yang dihasilkan.

Analisis akan dilakukan pada data kecepatan yang dihasilkan mobil-mobilan A dan B yang masing-masing mobil-mobilan terdapat Tag RFID. Kecepatan didapatkan melalui pengujian secara langsung supaya menghasilkan data yang real.

4.1.

Bentuk Fisik Hardware

Gambar 4.1. Tombol dan LCD pada Hardware

Gambar 4.2. Penempatan Reader RFID pada Hardware Jarak 1M Jarak 2M Jarak 3M

Jarak 4M Reset

Gambar 4.3. Bentuk Fisik Lintasan

Gambar 4.4. Mobil-mobilan A Gambar 4.5. Mobil-mobilan B

Gambar 4.1. merupakan gambar dari bentuk Hardware pada panel yang dibuat untuk meletakan LCD dan tombol-tombol yang digunakan yaitu tombol tombol jarak 1 sampai dengan jarak 4 dan tombol terakhir digunakan untuk reset. Hardware panel dibuat dengan bentuk kubus dengan dimensi ukuran panjang 30cm, lebar 20cm dan tinggi 10cm. LCD digunakan sebagai penampil hasil kecepatan mobil-mobilan yang melaju.

//int start;

int JARAK; // variabel dalam program int IDkartu; // variabel dalam program int photodiode; // variabel dalam program int tombol1; // variabel dalam program int tombol2; // variabel dalam program int tombol3; // variabel dalam program int tombol4; // variabel dalam program

int A; // variabel dalam program untuk squential int B; // variabel dalam program untuk squential int C; // variabel dalam program untuk squential void setup() { // awal program

Serial.begin(9600); // mengaktifkan komunikasi serial dengan boudrate 9600 lcd.begin(16, 2); // komunikasi dengan LCD,dimensi 16 x 2

SPI.begin(); // Init SPI bus // komunikasi ke RFID

rfid.PCD_Init(); // Init MFRC522 // mengaktifkan RFID untuk siap di pakai pinMode (14, INPUT); // Pin untuk photodiode

pinMode (15, INPUT); // Pin untuk tombol jarak 1M pinMode (16, INPUT); // Pin untuk tombol jarak 2M pinMode (17, INPUT); // Pin untuk tombol jarak 3M pinMode (18, INPUT); // Pin untuk tombol jarak 4M

for (byte i = 0; i < 6; i++) { key.keyByte[i] = 0xFF; } // untuk reset RFID

// Serial.println(F("scan object :")); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("scan object:"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tekan Tombol u/ "); // tampilan LCD

lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Pilih Mode"); // tampilan LCD }

void loop() { // bagian program yang dibaca secara berulang photodiode = digitalRead(14); // Pengalamatan

tombol1 = digitalRead(15); tombol2 = digitalRead(16); tombol3 = digitalRead(17); tombol4 = digitalRead(18);

if (tombol1 == LOW) // jika tombol low maka tombol 1 aktif {

A = 1; // sequential pertama JARAK = 1; // untuk jarak 1 meter Serial.print("mode "); // tampilan LCD Serial.println(JARAK); // tampilan LCD delay(100);

lcd.clear(); // menghapus LCD

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Jarak Tempuh :"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("1 Meter");

delay(2000); lcd.clear(); // tampilan pada LCD selama 2s }

if (tombol2 == LOW) {

A = 1; JARAK = 2;

Serial.print("mode "); Serial.println(JARAK);

delay(100); lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Jarak Tempuh :"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("2 Meter");

delay(2000); lcd.clear(); }

if (tombol3 == LOW) {

A = 1; JARAK = 3;

Serial.print("mode "); Serial.println(JARAK); delay(100);

lcd.clear();

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Jarak Tempuh :"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("3 Meter");

delay(2000); lcd.clear(); }

if (tombol4 == LOW) {

A = 1; JARAK = 4;

Serial.print("mode "); Serial.println(JARAK); delay(100);

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Jarak Tempuh :"); lcd.setCursor(3,1); lcd.print("4 Meter");

delay(2000); lcd.clear(); }

if (A == 1) // lanjutan sequential pertama jika sudah selesai {

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tempatkan Mobil"); // tampilan LCD lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Pada Track"); // tampilan LCD

if (photodiode == LOW) // jika low photodioda aktif {

timer1=millis(); // ambil data timer pertama lcd.clear(); // menghapus LCD

lcd.setCursor(0,0); lcd.print("dalam Proses, "); // tampilan LCD lcd.setCursor(0,1); lcd.print("tunggu.... "); // tampilan LCD

delay (1000); // waktu untuk menampilkan perintah pada LCD selama 1s lcd.clear(); // menghapus LCD

A = 2; // sequential kedua }

}

if (A == 2) // lanjutan sequential kedua // Look for new cards

if ( ! rfid.PICC_IsNewCardPresent()) // membaca kartu baru return;

// Verify if the NUID has been readed

if ( ! rfid.PICC_ReadCardSerial()) // bilangan HEX return;

// baca TAG

IDkartu = (rfid.uid.uidByte[0] ^ rfid.uid.uidByte[1] ^ rfid.uid.uidByte[2] ^ rfid.uid.uidByte[3]); Serial.print("ID kartu : ");

Serial.println(IDkartu);

if (IDkartu == 25) // jika id kartu membaca kode “25” {

timer2=millis(); // ambil data timer 2 delay(100);

WAKTU = (timer2 - timer1); // pengurangan hasil data timer2-timer1 WAKTU = WAKTU/1000; // untuk menjadikan satuan detik

KECEPATAN = JARAK / WAKTU; // rumus kecepatan v = s/t

lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Kec.1= "); lcd.print(KECEPATAN); lcd.print(" m/s "); Serial.print("Jarak Tempuh : "); Serial.print(JARAK); Serial.println(" m");

Serial.print("Waktu Tempuh : "); Serial.print(WAKTU); Serial.println(" s");

Serial.print("Laju Kecepatan : "); Serial.print(KECEPATAN); Serial.println(" m/s"); delay(1000);

}

if (IDkartu == 61) {

timer2=millis(); delay(100);

WAKTU = WAKTU/1000;

KECEPATAN = JARAK / WAKTU;

lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Kec.2= "); lcd.print(KECEPATAN); lcd.print(" m/s "); Serial.print("Jarak Tempuh : "); Serial.print(JARAK); Serial.println(" m");

Serial.print("Waktu Tempuh : "); Serial.print(WAKTU); Serial.println(" s");

Serial.print("Laju Kecepatan : "); Serial.print(KECEPATAN); Serial.println(" m/s"); delay(1000);

}

// Halt PICC

rfid.PICC_HaltA();

// Stop encryption on PCD rfid.PCD_StopCrypto1(); }