BAB II LANDASAN TEORI

Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI Perancangan sistem pembayaran biaya parkir secara otomatis ini tentunya tidak terlepas dari penggunaan perangkat keras dan juga perangkat lunak. Perangkat keras maupun perangkat lunak ini tentunya memiliki metode operasi dan penggunaan yang berbeda-beda. Pemahaman terhadap konsep dasar dari penggunaan teknologi yang akan digunakan pada sistem ini merupakan hal yang sangat penting. Bab ini akan membahas tentang konsep dasar dari teknologi yang digunakan sebagai landasan perancangan sistem ini. 2.1 RFID (Radio Frequency Identification) RFID (Radio Frequency Identification) merupakan suatu metode identifikasi yang bekerja secara otomatis (automatic identification system). RFID bekerja melalui frekuensi radio atau yang lebih dikenal dengan RF (Radio Frequency). Proses perpindahan data pada RFID dapat terjadi tanpa harus bersentuhan (contactless) antara piranti yang memuat data yaitu RFID tag dengan pembacanya yaitu RFID reader. RFID dapat berfungsi diberbagai macam kondisi lingkungan yang berbeda dan memberikan tingkat integritas yang tinggi. Pada saat ini perhatian terhadap RFID (Radio Frequency Identification) dalam lingkungan organisasi maupun instansi semakin meningkat. RFID 6

2 7 digunakan sebagai suatu alat untuk mengontrol secara otomatis suatu rantai kegiatan. Hal ini berguna untuk meningkatkan kinerja organisasi maupun instansi tersebut. Keuntungan menggunakan RFID ini dapat dicapai dengan menjadikannya sebagai teknologi murah, efektif serta dapat digunakan diberbagai bidang. Sistem minimum RFID terdiri dari dua komponen utama yaitu tag dan reader seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1. RFID tag berfungsi sebagai transponder (transmitter + responder). RFID reader biasanya terhubung dengan sebuah host komputer atau perangkat lainnya yang memiliki kecerdasan untuk memproses lebih lanjut data yang ada dalam tag. Gambar 2.1 Sistem Minimum RFID RFID Tag RFID tag adalah sebuah benda yang bisa dipasang atau dimasukkan di dalam sebuah produk, hewan atau bahkan manusia. Gambar 2.2 menunjukkan bentuk dari RFID tag. Pemasangan tag ini bertujuan untuk melakukan identifikasi dengan menggunakan gelombang radio.

3 8 Gambar 2.2 RFID Tag RFID tag terdiri atas silicon microprocessor, metal coil dan encapsulating material. Silicon Microprocessor merupakan sebuah chip yang terletak di dalam sebuah tag. Chip ini berisi data berupa informasi yang disimpan secara elektronik. Metal Coil merupakan sebuah komponen yang terbuat dari kawat aluminium. Metal Coil ini berfungsi sebagai antena. Encapsulating Material merupakan bahan yang membungkus tag. RFID tag dapat dibaca hingga beberapa meter selama tag tersebut masih bisa terjangkau oleh reader. Tag tersedia dengan kemampuan penyimpanan dari 512 byte sampai 64 KB (Kilo Bytes). Hal ini sangat tergantung dari vendor dan jenis tag. Berdasarkan kebutuhan sumber tegangan, RFID tag dibagi menjadi tiga, yaitu: 1. RFID tag aktif RFID tag aktif memiliki sumber tegangan sendiri yaitu berupa baterai. Daya yang dibutuhkan oleh tag sangat kecil sehingga umur baterai bisa mencapai beberapa tahun lamanya. RFID tag aktif memiliki keandalan dan keakuratan yang lebih baik ketika memancarkan sinyalnya ke reader. RFID tag aktif memiliki sinyal lebih kuat sehingga pemakaiannya dapat digunakan di lingkungan yang sulit terjangkau seperti

4 9 di bawah air. Kelebihan lain dari RFID tag aktif adalah jarak jangkau pembacaan data yang cukup jauh, bisa sampai 10 meter. Memori yang dimilikinya juga lebih besar sehingga bisa menampung informasi yang lebih besar. Kelemahan dari RFID tag aktif adalah ukuran akan menjadi besar karena terdapat baterai tambahan. Tag ini memiliki biaya produksi yang lebih mahal untuk dibuat. Hal ini menyebabkan harga tag ini jauh lebih mahal. Kelemahan lainnya adalah masa aktif dari tag ini bergantung pada masa aktif baterai. 2. RFID tag pasif RFID tag pasif tidak memiliki sumber tegangan sendiri. Sumber tegangan diperoleh dari adanya energi RF (Radio Frequency) yang ditransfer dari reader ke tag. Energi RF akan diubah menjadi tegangan DC yang menjadi sumber tegangan untuk mengaktifkan elemen-elemen yang ada di dalam tag. RFID tag pasif memiliki jarak perpindahan data yang relatif pendek. RFID tag pasif lebih kecil dan lebih mudah untuk diproduksi sehingga harganya cenderung lebih murah. Kelemahan dari tag ini adalah jarak jangkauan antara reader dengan tag untuk membaca data yang terdapat di dalam tag antara 8 cm 12 cm saja. RFID tag pasif merupakan jenis tag yang digunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 3. RFID tag semi-pasif RFID tag semi-pasif memiliki sumber tegangan sendiri yaitu berupa baterai tetapi tag ini tidak dapat memancarkan sinyal sampai reader mentransmisikan sinyal terlebih dahulu. Energi baterai digunakan

5 10 sebagai sumber energi untuk memenuhi pengiriman sinyal balasan terhadap reader RFID Reader RFID reader merupakan komponen pengidentifikasi pada sistem RFID. Reader pada dasarnya adalah frekuensi radio pemancar dan penerima yang dikendalikan oleh prosesor sinyal digital. RFID reader ini terdiri dari transceiver dan antena. RFID reader, dengan menggunakan antena, melakukan pengiriman sinyal kepada RFID tag (transponder) dan mengidentifikasi sinyal yang dikirim kembali oleh tag. Salah satu jenis RFID reader adalah tipe ID-12 seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.3. RFID reader ini merupakan jenis reader yang digunakan dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. RFID tipe ID-12 ini bekerja pada frekuensi 125KHz-134KHz. RFID tipe ini memiliki jarak perpindahan data hanya beberapa sentimeter saja. Hal ini disebabkan karena RFID tipe ID-12 ini bekerja pada alokasi frekuensi yang rendah. Gambar 2.3 RFID Reader

6 11 RFID reader hadir dalam berbagai ukuran dan menawarkan kemampuan yang berbeda. Reader bisa ditempelkan dalam posisi stasioner (misalnya, di samping ban berjalan maupun di pintu). RFID reader juga bisa digunakan pada perangkat yang bersifat portable (diintegrasikan ke dalam komputer mobile) atau bahkan tertanam dalam peralatan elektronik. Frekuensi yang dialokasikan untuk RFID dibagi menjadi 4 kelompok, yaitu: 1. LF (Low Frequency), bekerja pada frekuensi 125 KHz-134 KHz. 2. HF (High Frequency), bekerja pada frekuensi 13,56 MHz. 3. UHF (Ultra High Frequency), bekerja pada frekuensi 868 MHz-956 MHz. 4. Microwave, bekerja pada frekuensi 2,45 GHz. 2.2 Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan sebuah sistem komputer yang dikemas di dalam sebuah chip. Mikrokontroler merupakan sebuah IC (Integrated Circuit) yang di dalamnya terdapat kebutuhan minimal agar dapat bekerja. Mikroprosesor, ROM (Read Only Memory), RAM (Random Access Momory), I/O (Input/Output) dan clock merupakan komponen yang dimiliki oleh mikrokontroler seperti yang dimiliki oleh komputer. Mikrokontroler ATMega8535, seperti pada Gambar 2.4, merupakan salah satu mikrokontroler jenis AVR (Alf and Vegard s Risc processor) yang dikeluarkan oleh Atmel. Mikrokontroler jenis AVR mengusung teknologi RISC

7 12 (Reduced Instruction Set Computing). Berikut fasilitas yang dimiliki oleh Mikrokontroler ATMega8535: 1. USART (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver and Transmitter). 2. TWI (Two-Wire serial Interface). 3. PWM (Pulse Width Modulation). 4. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory). 5. Timer/Counter. 6. Interupsi. 7. Analog Comparator. 8. ADC (Analog to Digital Converter). Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMega8535 Kemampuan kecepatan eksekusi yang tinggi menjadi alasan bagi banyak orang untuk beralih dan lebih memilih menggunakan mikrokontroler jenis AVR (Alf and Vegard s Risc processor). Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat seperti pada Gambar 2.5. Konfigurasi pin tersebut dapat dijelaskan secara fungsional sebagai berikut:

8 13 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catu daya. 2. GND merupakan pin ground. 3. Port A (PA0 PA7) merupakan pin I/O (Input/Output) dua arah dan pin masukan ADC (Analog to Digital Converter). 4. Port B (PB0 PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu Timer/Counter, Analog Comparator dan SPI (Serial Peripheral Interface). 5. Port C (PC0 PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu TWI (Two-Wire serial Interface), Analog Comparator dan Timer Oscilator. 6. Port D (PD0 PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu Analog Comparator, Internal Interuption dan komunikasi serial. 7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. Gambar 2.5 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega8535

9 LCD (Liquid Crystal Display) Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf maupun grafik. LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis display elektronik. LCD merupakan media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal-alat elektronik seperti televisi, kalkulator dan layar komputer. Salah satu jenis LCD (Liquid Crystal Display) yang sering dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 16x2. Gambar LCD seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.6. Karakteristik yang dimiliki LCD ini adalah sebagai berikut: 1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris. 2. Mempunyai 192 karakter tersimpan. 3. Terdapat karakter generator terprogram. 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit. 5. Dilengkapi dengan back light. Gambar 2.6 Bentuk LCD 16x2

10 15 LCD sebagai salah satu jenis display elektronik bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya. LCD memantulkan cahaya yang ada disekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. Spesifikasi kaki LCD 16x2 yaitu: 1. Pin 1 merupakan Ground. 2. Pin 2 merupakan VCC. 3. Pin 3 merupakan pengatur kontras. 4. Pin 4 merupakan RS (Register Select) instruction. 5. Pin 5 merupakan R/W (Read/Write) LCD register. 6. Pin 6 merupakan EN (Enable). 7. Pin 7-14 merupakan I/O (Input/Output) data. 8. Pin 15 merupakan VCC. 9. Pin 16 merupakan Ground. 2.4 Motor Servo Motor servo merupakan alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Magnit permanen pada motor servo dapat mengubah energi listrik ke dalam energi mekanik melalui interaksi dari dua medan magnit. Salah satu medan dihasilkan oleh magnit permanen dan yang satunya dihasilkan oleh arus yang mengalir dalam kumparan motor. Resultan dari dua medan magnit tersebut menghasilkan torsi yang membangkitkan putaran motor tersebut. Saat motor berputar, arus pada kumparan motor menghasilkan torsi yang nilainya konstan. Motor servo seperti pada Gambar 2.7 adalah sebuah motor DC

11 16 yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem umpan balik tertutup atau closed feedback. Sistem ini terintegrasi dalam motor tersebut. Posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variable resistor/ potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu motor servo. Sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang diberikan pada pin kontrol motor servo. Gambar 2.7 Bentuk Motor Servo Motor servo pada umumnya terbagi menjadi 2 jenis yaitu motor servo standard dan motor servo continous. Motor servo tipe standard hanya mampu berputar 180 derajat. Motor servo continous dapat berputar sampai 360 derajat. Pergerakan motor servo ke kanan atau ke kiri tergantung dari nilai delay yang diberikan. 2.5 Komunikasi Serial Komunikasi serial merupakan salah satu metode komunikasi data dimana hanya satu bit data yang dikirimkan melalui seuntai kabel pada suatu waktu

12 17 tertentu. Komunikasi ini hanya membutuhkan satu jalur dan kabel yang sedikit dibandingkan dengan komunikasi paralel. Hal ini menjadikan proses pengiriman data pada komunikasi serial lebih lambat dibandingkan komunikasi paralel. Komunikasi serial pada mikrokontroler ATMega8535 dapat digunakan sebagai komunikasi dengan komputer maupun perangkat lainnya. Komunikasi serial memiliki dua jenis pengaturan yaitu shyncrhonous dan ashynchronous. Kedua pengaturan komunikasi ini pada dasarnya adalah sama. Perbedaannya hanya terletak pada sumber clock saja. Komunikasi shyncrhonous hanya memiliki satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Pada komunikasi ashynchronous, masingmasing pheriperal memiliki sumber clock sendiri. Komunikasi ashynchronous secara hardware membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD. Komunikasi shyncrhonous membutuhkan 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK Port Komunikasi Serial Komunikasi serial membutuhkan port sebagai saluran data. Port yang umum digunakan sebagai port serial adalah Port DB9, seperti pada Gambar 2.8. Gambar 2.8 Port DB9

13 18 Fungsi setiap pin pada PortDB9 adalah sebagai berikut: 1. Received Line Signal Detector, sinyal yang menyatakan bahwa modem telah menerima sinyal carrier valid dari modem lain. 2. Received Data, sinyal data dari modem ke PC. 3. Transmitted Data, sinyal data dari PC ke modem. 4. Data Terminal Ready, sinyal kendali dari PC ke modem untuk mengaktifkan modem. 5. Signal Ground, merupakan sinyal ground. 6. DCE Ready (Data Set Ready), sinyal kendali dari modem ke PC yang menyatakan bahwa modem siap mengirim atau menerima data. 7. Request To Send, sinyal kendali dari PC yang menandakan bahwa PC siap menerima data. 8. Clear To Send, sinyal kendali dari modem yang menandakan bahwa modem siap menerima data. 9. Ring Indicator, sinyal kendali ke PC Penghubung Mikrontroler dengan Port Serial Komputer memiliki protokol komunikasi RS232 sedangkan mikrokontroler memiliki level tegangan TTL. Keduanya tidak bisa dihubungkan dengan begitu saja. Dibutuhkan sebuah konvertor untuk menghubungkan keduanya agar dapat berkomunikasi. IC MAX232 merupakan sebuah konvertor yang dapat berfungsi dua arah sekaligus, yaitu RS232 ke TTL dan TTL ke RS232. IC MAX232 tampak seperti pada Gambar 2.9.

14 19 Gambar 2.9 IC MAX Microsoft Visual Basic 6.0 Visual Basic adalah salah satu bahasa pemrograman yang dikeluarkan oleh Microsoft yang menawarkan IDE (Integrated Development Environment) visual. Ini dapat digunakan untuk membuat program perangkat lunak berbasis sistem Microsoft Windows. Visual Basic memberikan pengembangan perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat. Tampilan utama pada saat aplikasi Visual Basic dijalankan, seperti pada Gambar Gambar 2.10 Tampilan Utama Visual Basic 6.0

15 20 Berikut penjelasan tentang komponen-komponen pada Visual Basic: 1. Form Jendela form merupakan daerah kerja utama dari pembuatan program atau tempat perancangan aplikasi. Pada daerah form inilah diletakkan atau digambarkan objek interaktif seperti misalnya tombol-tombol, gambar, teks, garis, tabel, combo, checkbox dan tools lainnya. Form tersebut akan menjadi latar belakang atau tempat objek dari program yang dijalankan. 2. Property Window Jendela ini adalah jendela yang memiliki semua informasi tentang suatu objek yang terdapat pada Visual Basic. Properti ini merupakan suatu sifat dari objek. Sebuah objek dapat memiliki property warna, ukuran, posisi, lebar, jenis, tipe dan sifat yang lainnya dan setiap objek tersebut memiliki property yang berbeda-beda. 3. Toolbox Toolbox adalah fasilitas yang berisi objek atau kontrol ketika merancang pada jendela form. Pada saat mengaktifkan Visual Basic jendela toolbox akan ditampilkan pada sebelah kiri layar. 4. Toolbar Toolbar adalah salah satu bagian dari setiap jendela aplikasi yang dijalankan dengan sistem operasi Windows yang berisi tombol-tombol (icon) perintah.

16 21 5. Project Explorer Jendela ini merupakan kumpulan dari sejumlah aplikasi yang sering disebut dengan project. Project itu sendiri memiliki banyak file seperti form, module, class dan yang lainnya. 6. Jendela Code Salah satu jendela yang terpenting dalam Visual Basic adalah jendela code. Jendela ini berfungsi untuk menulis instruksi-instruksi program. Fungsi dari setiap objek dapat ditambahkan melalui fasilitas jendela code ini.