RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO SKRIPSI FAQIH HARSENO SABIL DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO SKRIPSI Diajukan Untuk Melengkapi Tugas dan Memenuhi Syarat Mencapai Gelar Sarjana Sains FAQIH HARSENO SABIL DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 PERSETUJUAN Judul : Rancang Bangun Alat Sistem Absensi Mahasiswa Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) Berbasis Mikrokontroler ATmega328 dengan Compiler Arduino Uno Kategori : Skripsi Nama : Faqih Harseno Sabil Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Disetujui di Medan, Agustus 2016 Pembimbing I Dr. Marhaposan Situmorang NIP Diketahui/disetuji oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua, Dr. Marhaposan Situmorang NIP

4 PERNYATAAN RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2016 Faqih Harseno Sabil

5 PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil alamin, Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Rancang Bangun Alat Sistem Absensi Menggunakan RFID (Radio Frequency Identification) Berbasis Mikrokontroler ATmega328 dengan Compiler Arduino Uno. Tak lupa juga sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis. Demi kelancaran dalam penyelasaian laporan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak terutama khususnya kepada kedua orang tua tercinta Ayahanda Hardi Sunoto, SE dan Ibunda Sri Uniaty beserta saudara kandung penulis Abangda Widagdo Harun Al Rasyid, SE dan Adinda Jehan Safat Ningrat yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do a yang begitu besar kepada penulis. Penulis menyadari bahwa tersusunnya skripsi ini dari Do a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai dosen pembimbing yang telah membantu penulis dalam memberikan kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini. 2. Bapak dosen penguji, Drs. Kurnia Brahmana,M.Si., Dr. Bisman P,M.Eng.Sc., Drs. Aditia Warman,M.Si yang telah memberikan kritik dan bimbingannya kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini. 3. Bang Johaiddin Saragih, M.Si, sebagai staf pegawai Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam yang telah memberikan saran dan masukkan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

6 4. Kepada Unit Kegiatan Mahasiswa (UKM) Robotik Sikonek Universitas Sumatera Utara, sebagai wadah penulis belajar ilmu elektronika dan Dolly H. Manik, Roby Yetsun Jaya dan semua teman-teman yang telah memberikan dukungan semangat kepada penulis selama penulis mengerjakan skripsi ini. 5. Bang Dwi Budi Prasetyo, ST dan Bobby Putra Johan, yang telah membantu penulis dalam berdiskusi ketika penulis mengalami kesulitan dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Bapak Sindu Artovan dan Bapak Maimun Effendi yang telah memberikan dukungan yang luar biasa kepada penulis. 7. Teman-teman seperjuangan yang sudah susah senang sama-sama selama kuliah di jurusan fisika ini, Nuril Akhyar, Jepri Purwanto, Dian Hermaya, Muhammad Irsan, Abdullah Nasution, Juli Suhartika, Devi Larasati, Ketty, Abral dan lainlain. 8. Nurhamidah Rizki Lubis, yang telah memberikan doa yang terbaik buat penulis. 9. Teman-teman Metrologi, Fadhly, Gatra, Cahya, Ivon, Ocak, Anie, Nisa, Astrid, Vadhya dan lain-lain yang telah memberikan semangat kepada penulis. 10. Teman-teman di Jumpoint. 11. Dan semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca. Amin Yaa Rabbal alamin Medan, Agustus 2016 Hormat Saya, Penulis

7 RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk merancang sebuah prototype sistem absensi mahasiswa dengan menggunakan Radio Frequency Identification (RFID) yang terintegrasi dengan database untuk mendukung program peningkatan kinerja secara keseluruhan sebagai pengganti sistem absensi manual. Perangkat lunak yang digunakan Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access dan Microsoft Excel sebagai tempat untuk membuat program absensi. Dari Visual Studio 2010 Express akan membuat Graphical User Interface (GUI). GUI terdiri dari 3 form, yaitu formportserial, forminputdata dan formdatabase. Perangkat lunak ini dibuat untuk memudahkan admin untuk merekap kehadiran mahasiswa. Prototype sistem RFID ini terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu tag yang akan digunakan sebagai pengganti ID card dan reader yang digunakan untuk membaca informasi menyangkut kehadiran mahasiswa, integrasi database pada sistem ini akan memungkinkan data untuk langsung disimpan secara otomatis ke dalam database. Adapun hasil dari sebuah prototype dari sistem RFID yang memiliki fungsi untuk menyimpan data kehadiran mahasiswa dengan jarak baca maksimum 3cm dengan peluang keberhasilan rata-rata 100% dan interval waktu pembacaan minimum 2 detik untuk fungsinya secara optimal. Kata kunci: Radio Frequency Identification, Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access, Microsoft Excel

8 RANCANG BANGUN ALAT SISTEM ABSENSI MAHASISWA MENGGUNAKAN RFID (Radio Frequency Identification) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328 DENGAN COMPILER ARDUINO UNO ABSTRACT This study aim to develop a prototype of RFID attendance system Students University of North Sumatera by using Radio Frequency Identification (RFID) integrated with a database to support the overall performance as a substitute for manual attendance systems. This software uses Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access and Microsoft Excel as a resource for writing attendance program. From Visual Studio 2010 Express will make Graphical User Interface (GUI). The GUI consist of 3 form such form formportserial, forminputdata and formdatabase. This software is written to make easier for administrator to record the student attendance based on subject and lecturer. The prototype of RFID attendance systems consist of several main components such as tags that will be used as a replacement of id cards, and reader that will read the information related to the students attendance. The integrated databae will allow the system to automatically store data directly to the database. As for the results of this final project is a prototype of RFID attendance system which has a function to store students attendance data, with a maximum reading range of 3 cm, with success probability of 100% and the minimum interval between readings of 2 seconds in order to archive an optimal functionability. Keywords: Radio Frequency Identification, Visual Studio 2010 Express, Microsoft Access, Microsoft Excel

9 DAFTAR ISI Persetujuan... i Pernyataan... ii Penghargaan... iii Abstrak... v Abstract... vi Daftar Isi... vii Daftar Tabel... ix Daftar Gambar... x Daftar Lampiran... xi Daftar Singkatan... xii Bab 1 Pendahuluan Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Batasan Masalah Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 3 Bab 2 Tinjauan Pustaka Sejarah RFID RFID (Radio Frequency Identification) Tags RFID Reader Kelebihan dan Kelemahan RFID Prinsip Kerja RFID Antena Format Data Frekuensi Radio pada RFID Arduino Uno Catu daya Memori Input dan Output Komunikasi Programming Otomatis Software Reset Mikrokontroler ATMega Fitur AVR ATMega Buzzer... 31

10 2.6. GUI (Graphical User Interface) Database Bab 3 Metodologi Penelitian dan Perancangan Alat Diagram Blok Tempat dan Waktu Penelitian Sistem RFID Tags Reader Module Rangkaian Buzzer Skema Rangkaian Keseluruhan Perancangan Cara Kerja Sistem Flowchart Sistem Desain Aplikasi Bab 4 Hasil dan Pembahasan Pengujian Unit Sistem Pada Blok RFID System Pengujian Modul Reader dengan Power Up yang Terkoneksi dengan Aplikasi dan Tidak Difungsikan untuk Membaca Tags Pengujian Modul Reader dengan Power Up yang Terkoneksi dengan Aplikasi dan Difungsikan untuk Membaca Tags Pengujian Jarak yang dibutuhkan Modul Reader dalam Pembacaan Tag Pengujian Jeda Waktu yang diperlukan dalm pembacaan Tags Pengujian Program Arduino Pengujian Program Buzzer Pengujian Program RFID Analisa Perangkat Lunak Bab 5 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Saran Daftar Pustaka Lampiran

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Karakteristik Umum Tag RFID... 9 Tabel 2.2. Kelebihan Contactless Smart Card... 9 Tabel 2.3. Spesifikasi Modul Reader MRC Tabel 2.4. Frekuensi RFID Yang Umum Beroperasi Pada Tag Pasif Tabel 2.5. Deskripsi Arduino Uno Tabel 4.1. Pengujian Modul Reader saat Power Up dan Tidak Difungsikan untuk Membaca Tags Tabel 4.2. Pengujian Modul Reader saat Power Up dan Tidak Difungsikan untuk Membaca Tags Tabel 4.3. Pengujian Jarak yang Dibutuhkan Modul Reader dalam Pembacaan Tags Tabel 4.4. Pengujian Jeda Waktu yang diperlukan dalam Pembacaan Tags... 47

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Diagram Sederhana Sistem RFID Secara Umum... 5 Gambar 2.2. RFID Tags... 6 Gambar 2.3. Layout Dasar RFID Tag... 7 Gambar 2.4. Macam-macam bentuk RFID... 8 Gambar 2.5. Bentuk Fisik RFID Reader Gambar 2.6. Board Arduino Uno Gambar 2.7. Power Supply Arduino Port Gambar 2.8. Bentuk Fisik Kabel USB Board Arduino Uno Gambar 2.9. Tampilan Framework Arduino UNO Gambar Pin Mikrokontroler ATmega Gambar Architecture ATMega Gambar Konfigurasi Port B Gambar Konfigurasi Port C Gambar Konfigurasi Port D Gambar Bentuk Fisik Buzzer Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Gambar 3.2. Short Frame Gambar 3.3. Standard Frame Gambar 3.4. Pengiriman data dari PCD (reader) ke PICC (tag) Gambar 3.5. Sistem RFID Gambar 3.6. Layout RFID Tag Gambar 3.7. Pin-pin RFID Reader Gambar 3.8. Rangkaian Buzzer Gambar 3.9. Skema Rangkaian Keseluruhan Gambar Diagram Alir (Flowchart) Gambar Pemilihan port dan baud rate Gambar Tampilan Input Data Absensi Gambar Tampilan database untuk data mahasiswa Gambar Tampilan database untuk data absensi harian mahasiswa Gambar 4.1. Grafik Presentase Keberhasilan Jarak Gambar 4.2. Grafik Prensentase Keberhasilan Interval Waktu Gambar 4.3. Pemilihan Port Serial Gambar 4.4. Absensi Pada Form Input Data Gambar 4.5. Database untuk Data Mahasiswa yang Sudah Masuk Gambar 4.6. Data mata kuliah untuk data absensi Gambar 4.5. Data absensi mahasiswa yang hadir sudah masuk ke database untuk data absensi... 52

13 DAFTAR SINGKATAN RFID = Radio Frequency Identification KTM = Kartu Tanda Mahasiswa GUI = Graphical User Interface OOP = Object Oriented Programming IDE = Integrated Development Environment VB = Visual Basic UL = Ultralight COM = Communication LED = Light Emiting Diode I/O = Input/Output AC = Alternating Current DC = Direct Current