Otomatisasi Penukaran Kupon DOORPRIZE Dengan Tiga Hadiah Pilihan Dan LCD Sebagai Tampilannya Berbasiskan Mikrokontroler AT89S8252

Transkripsi

1 Otomatisasi Penukaran Kupon DOORPRIZE Dengan Tiga Hadiah Pilihan Dan LCD Sebagai Tampilannya Berbasiskan Mikrokontroler AT89S8252 M. Ibrahim Ashari dan Putu Steven Mendra Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, ITN Malang Abstrak Dengan adanya kelebihan dari mikrokontroler maka dapat didesain suatu alat yang dapat melayani penukaran kupon hadiah langsung (doorprize) yang dapat diaplikasikan pada pusat-pusat perbelanjaan ataupun penyelenggara-penyelenggara undian. Proses desain sistem ini dmulai dari pembacaan kartu RFID yang bertindak sebagai kupon doorprize oleh pembaca RFID (reader). Selanjutnya data informasi akan diteruskan ke Oleh mikrokontroler, akan ditentukan jenis hadiah yang berhak dibawa oleh pelanggan sesuai dengan database yang belum diberikan. Dari hasil pengujian keseluruhan, alat ini mampu bekerja sesuai dengan yang diinginkan. Dengan sistem penggunaan kartu sekali pakai, alat ini sangat tepat untuk digunakan sebagai sarana penukar kupon otomatis dengan sistem keamanan yang tinggi serta membantu kedua belah pihak, yaitu pelanggan dan petugas pusat perbelanjaan untuk dapat mengefisiensikan waktunya dalam proses penerimaan dan pemberian hadiah langsung (doorprize). Kata Kunci RFID, Doorprize, LCD, AT89S8252 I. PENDAHULUAN Perkembangan teknologi pada masa sekarang ini telah mengalami kemajuan yang sangat pesat, termasuk dalam bidang elektronika. Berbagai macam jenis sistem telah diciptakan untuk mengendalikan berbagai macam jenis alatalat elektronika, termasuk dalam dunia pemasaran. Dalam strategi pemasaran, ada banyak hal yang telah diterapkan untuk menarik jumlah pelanggan atau pembeli. Salah satu cara adalah dengan menyelenggarakan undian berhadiah ataupun doorprize dengan hadiah langsung melalui media kupon atau voucher belanja. Dalam tulisan ini akan dirancang suatu alat penukar kupon yang dapat digunakan oleh pelanggan atau pembeli untuk dapat menukarkan kupon doorprize dengan 3 pilihan hadiah langsung. Secara otomatis sistem akan menentukan jenis hadiah yang berhak didapakan oleh pelanggan berdasarkan rentang nilai yang diberikan dengan bantuan II. TEORI DASAR A. Mikrokontroler AT89S8252 Perbedaan mendasar antara mikrokontroler dan mikroprosessor adalah mikrokontroler selain memiliki CPU juga dilengkapi memori dan input output yang merupakan kelengkapan sebagai system minimum mikrokomputer sehingga sebuah mikrokontroler dapat dikatakan sebagai mikrokomputer dalam keping tunggal (Single Chip Microcomputer) yang dapat berdiri sendiri. Mikrokontroler AT89S8252 adalah mikrokontroler ATMEL yang kompatibel penuh dengan mikrokontroler keluarga MCS-51, membutuhkan daya rendah, memiliki performance yang tinggi dan merupakan mikrokomputer 8 bit yang dilengkapi dengan 8 Kilobyte Flash Memori untuk Program, 2 Kilobyte EEPROM (Electrical Eraseable and Programable Read Only Memory) dan 256 Byte RAM internal. Program memori yang dapat diprogram ulang dalam sistem atau menggunakan programer nonvolative memori konvesional. Dalam sistem mikrokontroler terdapat dua hal mendasar, yaitu: perangkat lunak dan perangkat keras yang keduanya saling terkait dan mendukung. Secara umum Mikrokontroler AT89S8252 memiliki: CPU 8 bit termasuk keluarga MCS-51 8 Kbyte Downloadable Flash Memory 256 Byte Memori Internal 32 Port I/O, Masing-masing terdiri atas 8 jalur I/O 3 Timer/Counter 16 2 Serial Port Full Duplex Kecepatan pelaksanaan intruksi per siklus 1µS pada frekuensi clock 12 MHz SPI Serial Interface 2 DPTR ( Data Pointer ) Programmable Watchdog Timer Fleksibel ISP Programming Mikrokontroler Atmel AT89S8252 memiliki banyak fitur yang menguntungkan. Dipakainya Downloadable flash memory memungkinkan mikrokontroler ini bekerja sendiri tanpa diperlukan tambahan chip lainnya. Sementara Flash memorinya mampu diprogram hingga seribu kali. Hal lain yang menguntungkan adalah sistem pemrograman menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan rangkaian yang rumit seperti rangkaian untuk memprogram produk Atmel lainnya yaitu AT89C51. B. RFID RFID adalah proses identifikasi seseorang atau obyek dengan menggunakan frekuensi transmisi radio. RFID menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi dari sebuah devais kecil yang disebut tag atau transponder (Transmitter + Responder). Tag RFID akan mengenali diri 166

2 sendiri ketika mendeteksi sinyal dari devais yang kompatibel, yaitu pembaca RFID (RFID Reader) dengan range kisaran pembacaan 8 cm serta bekerja pada frekuensi 125 KHz. RFID dapat disediakan dalam piranti (devais) yang hanya dapat dibaca saja (Read Only) atau dapat dibaca dan ditulis (Read/Write), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena teknologi ini sulit untuk dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan yang tinggi. Pada sistem RFID umumnya, tag atau transponder ditempelkan pada suatu objek. Setiap tag membawa dapat membawa informasi yang unik, di antaranya: serial number, model, warna, tempat perakitan, dan data lain dari objek tersebut. Ketika tag ini melalui medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID yang kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada tag kepada pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan. C. Keypad Matrik 4X4 Berfungsi sebagai pengkode data dari papan keypad ke BCD untuk diolah menjadi data digital. Data digital ini nantinya digunakan sebagai masukan bagi mikrokontroler untuk input password. Banyaknya kode digital yang dapat dikonversikan tergantung dari jumlah baris dan kolom masukan dari papan keypad atau bisa dikatakan jumlah data yang dikonversikan dalam perkalian baris dan kolom masukan. D. Liquid Crystal Display (LCD) Liquid Crystal Display adalah modul tampilan berkonsumsi daya yang relatif rendah dan terdapat sebuah kontroller CMOS didalamnya. Kontroler tersebut sebagai pembangkit karakter dari ROM/RAM dan display data RAM. Semua fungsi tampilan dikontrol oleh suatu intruksi dan modul LCD dapat dengan mudah untuk diinterfacekan dengan mikroprosesor/ Input yang diperlukan untuk mengendalikan modul ini berupa bus data yang termultipleks dengan bus alamat dan 3bit sinyal kontrol. Pengendali dot matrik LCD dilakukan secara internal pada modul LCD sendiri. LCD merupakan suatu bentuk kristal cair yang akan beremulsi apabila dikenakan tegangan padanya. Tampilannya ini berupa dot matrik 5 x LCD sehingga jenis huruf yang dapat ditampilkan akan lebih banyak dan lebih baik resolusinya jika dibandingkan dengan 7 segment. LCD tipe M1632 memiliki ciri-ciri sebagai berikut: LCD ini terdiri dari 32 karakter dengan 2 baris masingmasing 16 karakter dengan display dot matrik 5 x 7 Karakter generator Rom dengan 192 tipe karakter Karakter generator RAM dengan 8 tipe karakter 80 x 8 display data RAM Dapat diantarmukakan ke MPU 8 atau 4 Dilengkapi fungsi tambahan : display clear, cursor home, display ON/OFF, cursor ON/OFF, display character blink, cursor shift, dan display shift. Internal Data Internal Otomatis, reset pada saat power ON +5 volt PSU Tunggal III. METODE PENELITIAN Metodologi yang digunakan untuk desain penelitian ini adalah melalui desain dan pembuatan dimana setelah melakukan pengumpulan literatur akan dilakukan desain dan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak untuk membentuk suatu sistem. Sedangkan pengujian alat dilakukan setelah rangkaian selesai di rakit, maka di lakukan pengujian perangkat keras dan lunak. Pengujian dilakukan pada setiap bagian setelah semuanya siap. A. Desain Perangkat Keras Desain ini dapat dijelaskan melalui blok diagram pada gambar 1. Kupon Doorprize Pembaca Kartu RFID Keypad 4 x 4 Tampilan LCD AT89S8 252 Motor 4 Gambar 1. Blok diagram rangkaian. Motor1 Motor 2 Motor 3 Hadiah 1 Hadiah 2 Hadiah 3 Fungsi dari tiap tiap Blok dijelaskan sebagai berikut: Kupon Doorprize. Berfungsi sebagai media yang memuat data informasi tentang keabsahan (validitas) kupon tersebut termasuk juga tentang klasifikasi/jenis hadiah yang akan diterima. Kupon ini direpresentasikan dengan kartu RFID. Pembaca kartu RFID. Merupakan sensor yang berfungsi untuk membaca / mengenali informasi yang tedapat pada kartu RFID. Keypad. Berfungsi sebagai alat input bagi petugas (administrator) untuk memasukkan password, meng-entry database pelanggan, dan membuka tempat hadiah secara otomatis. Tampilan LCD. Merupakan output yang berfungsi untuk menampilkan informasi tentang status alat dan mempresentasikan informasi hasil data yang telah diproses sebelumnya. Motor 1, 2, 3. Berfungsi untuk menggerakkan mekanik pilihan hadiah langsung yang telah ditentukan oleh Hadiah A, B, C. Merupakan pilihan hadiah yang akan diterima pemegang kupon berdasarkan ketentuan dari Motor 4. Berfungsi untuk membuka pintu tempat penyimpanan hadiah agar dapat diisi kembali oleh petugas yang bersangkutan. AT89S8252. Merupakan bagian utama dari sistem minimum perangkat keras yang berfungsi untuk membandingkan data yang didapatkan dengan database yang terdapat di CPU untuk kemudian menginstruksikan ke driver motor mengenai pilihan hadiah yang ditentukan. 167

3 B. Sistem Mikrokontroler AT89S8252 Penentuan port-portnya dan sinyal-sinyal yang digunakan untuk mendukung proses yang akan dilakukan adalah hal yang sangat penting. Perancangan alat ini menggunakan Mikrokontroler AT89S8252 yang merupakan suatu chip IC yang terdiri dari 40 pin, dalam perancangan alat ini pin-pin yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Pin 1-4 / Port ( ) digunakan sebagai keluaran (output) modul LCD 2. Pin 5 / Port (1.4) digunakan sebagai inputan RFID 3. Pin 9 / Port (RST) digunakan sebagai reset system. 4. Pin / Port(XTAL1-XTAL2) digunakan sebagai sistem clock. 5. Pin / Port ( ) digunakan untuk mengaktifkan rangkaian driver motor 6. Pin / Port ( ) digunakan sebagai inputan dari keypad Penentuan port-port diatas tersebut dapat dilihat pada Gambar 2. D. Rangkaian Motor Untuk menggerakkan relay diperlukan rangkaian driver mengingat mikrokontroler mengeluarkan arus yang tidak cukup untuk menggerakkan motor. yang dipakai adalah dua buah relay yang dihubungkan dengan transistor, untuk menjalankan relay diperlukan arus yang cukup, untuk itu maka dibutuhkan sebuah transistor yang memiliki penguatan arus seperti terlihat pada Gambar 4. Gambar 4. Rangkaian Motor. Gambar 2. Rangkaian Mikrokontroller AT89S8252. C. Rangkaian Antarmuka RFID Kupon doorprize ini akan digunakan sebagai media untuk mengenali ID. Pada aplikasinya kupon ini nantinya akan dibaca oleh pembaca RFID dan informasi yang termuat di dalamnya akan diteruskan ke Kupon ini harus digesekkan oleh pelanggan pada tempat kartu sebagai syarat untuk mendapatkan hadiah langsung (doorprize). Gambar 3 dibawah ini adalah rangkaian dari RFID. Pada desain alat ini, transistor yang digunakan adalah tipe 9014 yang mempunyai H fe sebesar 60 (datasheet), sedangkan hambatan relay = 400 Ω dengan tegangan relay sebesar 12 Volt, maka: Vrelay 12volt = Irelay = 0, 03 A Rrelay 400Ω Oleh karena relay ini terhubung pada bagian kolektor dari transistor 2SC9014, maka dapat dianggap : I c = I relay = 0,03 A Jika H fe 9014 = 60 (datasheet, I c = 0,03 A, maka arus basis (I b ) dapat ditentukan dengan persamaan: Ic 0,03A Ib = = = 0,0005A Hfe 60 Dengan harga I b sebesar 0,5 x 10-3 A, maka harga R b dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan : V.Rb Vcc Vbe( saturasi ) Rb = = = 22,6Ω Ib Ib Karena harga resistor 22,6 KΩ tidak ada di pasaran maka digunakan nilai pendekatan sebesar 22KΩ. E. Rangkaian Antarmuka Keypad Agar petugas (administrator) dapat memasukkan password dan informasi-informasi lainnya, maka diperlukan rangkaian input kontrol yang berupa rangkaian input keypad. Rangkaian input keypad ini terdapat dalam Gambar 5. Gambar 3. Rangkaian Antarmuka RFID. Gambar 5. Rangkaian Input Keypad. 168

4 Komponen pendukung dalam input keypad terdiri dari 16 switch push button. Keypad ini memiliki 4 buah baris dan 4 buah kolom. Apabila terjadi penekanan tombol maka data yang dihasilkan dalam bentuk hexadesimal akan diterjemahkan oleh mikrokontroller menjadi desimal. F. Rangkaian antarmuka Modul LCD Dalam aplikasi ini menggunakan sebuah layar LCD (Liquid Crystal Display) yaitu jenis M1632 yang merupakan LCD dua baris dengan setiap barisnya terdiri atas 16 karakter. Masukan yang diperlukan untuk mengendalikan modul ini berupa bus data yang masih ter-multiplex dengan bus alamat. Sementara pengendalian dot matrik LCD dilakukan secara internal oleh kontroler yang sudah terpasang pada modul LCD. Rangkaian display ditunjukkan dalam Gambar 6 Saluran data DB 0 DB 7 dihubungkan pada pin shift register. Sedangkan penyemat RS dan Enable dihubungkan pada port 1.0 dan port 1.1 mikrokontroler AT89S8252. Penyemat V ee dihubungkan pada potensiometer 1 KΩ, untuk mengatur kecerahan LCD. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Sistem Mikrokontroler Pengujian sistem mikrokontoler adalah untuk mengetahui kondisi awal dari mikrokontroler apakah sudah sesuai dengan yang didesain. Hasil pengujian Mikrokontroler ditunjukkan Tabel I. TABEL I HASIL SISTEM MIKROKONTROLER Kondisi Satu Dua Dengan hasil pengujian seperti ditunjukkan dalam Tabel I terlihat bahwa port 1 memberikan logika 0F H dan F0 H secara bergantian sesuai dengan isi program. B. Pengujian RFID Tujuan pengujian RFID ini adalah untuk mengetahui apakah pembaca RFID (reader) dapat menerima dan membaca informasi yang terdapat pada tag (kartu) RFID. Hasil pengujian RFID ditunjukkan Tabel II. TABEL II PENGUJIAN RFID Gambar 6. Rangkaian Antarmuka Modul LCD. G. Desain Kupon Doorprize Kupon doorprize pada alat ini menggunakan media kartu RFID agar pelanggan dapat mengaktifkan secara langsung mesin doorprize tersebut. Adapun rancangan kupon doorprize tersebut dapat kita lihat seperti Gambar 7. 5,5 cm Jarak jangkauan Kepekaan Pembaca RFID 1 Cm Sangat peka 2 Cm Sangat Peka 3 Cm Sangat Peka 4 Cm Sangat Peka 5 Cm Peka Berdasarkan hasil pengujian di atas, terlihat bahwa pembaca RFID (reader) tersebut mampu mendeteksi dan membaca RFID dengan baik sampai sejauh 5 cm dan walaupun ada halangan, RFID dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang direncanakan sehingga dapat digunakan sebagai media kupon doorprize. C. Pengujian Rangkaian Motor Tujuan pengujian rangkaian driver motor adalah untuk mengetahui apakah motor dapat bekerja sesuai dengan rangkaian yang didesain. TABEL III PERBANDINGAN HASIL PENGUKURAN DAN PERHITUNGAN RANGKAIAN DRIVER MOTOR 8,5 cm Hasil Perhitungan Hasil Pengukuran Error ( % ) Ketelitian (%) Gambar 7. Kupon Doorprize. Nantinya kartu ini akan dapat digunakan dan langsung diidentifikasi oleh pembaca RFID (reader) dan mikrokontroler akan menentukan pilihan jenis hadiah yang berhak diterima oleh pelanggan. I b (ma) I c (ma) I b (ma) I c (ma) I b I c I b I c Dengan R relay = 400Ω, H fe = 60, V be = 0.64 Volt, V cc = 12 Volt, V in = 4.5 Volt, Vcc 12Volt Ic = = = 0.03A Rrelay 400Ω Ic 0.038A Ib = = = A Hfe

5 D. Pengujian Keypad Untuk mengetahui apakah penekanan tiap-tiap tombol keypad akan menghasilkan keluaran yang berbeda-beda antar tombol. Dari hasil pengujian didapatkan hasil bahwa keluaran data dari keypad sesuai yang diharapkan. Hasil pengujian rangkaian dapat dilihat pada Tabel 4. TABEL IV HASIL PENGUJIAN KEY PAD 4 X 4 Tombol BARIS (X) KOLOM (Y) X1 X2 X3 X4 Y1 Y2 Y3 Y CAN ENT MEN COR Dari hasil pengujian pada saat tombol angka 1 ditekan yang terhubumg adalah antara kolom 1 (X1) dengan baris 1 (Y1). Untuk lebih jelas dapat dilihat pada Tabel 4. Nilai 1 pada tabel berarti pada saat penekanan tombol, baris dan kolom tersebut terhubung sedangkan nilai 0 berarti tidak terhubung. E. Pengujian Tampilan LCD Pengujian LCD dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan rangkaian tampilan yang sudah dibuat apakah dapat mendukung sistem yang didesain untuk menampilkan data pada LCD. Dari hasil pengujian tampilan LCD ini dapat dilihat bahwa rangkaian tampilan dapat bekerja dengan baik. Hal ini dapat kita lihat seperti pada Gambar 8. F. Pengujian Sistem Secara Keseluruhan Pengujian ini adalah untuk mengetahui apakah sistem dapat berjalan sesuai dengan telah diharapkan. Dari pengujian ini didapatkan bahwa semua komponen dapat berjalan dengan baik dan sesuai dengan yang didesain. Walaupun terkadang terdapat perbedaan antara nilai perencanaan dan pengukuran namun hal itu tidaklah mengganggu proses dan kinerja alat. V. KESIMPULAN Dari data pengujian dan analisa pada alat, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Seluruh rangkaian sensor dan rangkaian pendukung lainnya dikontrol oleh sebuah mikrokontroller AT89S8252 dan setelah dilakukan pengujian, maka disimpulkan sistem dapat berjalan sesuai desain. 2. Kupon doorprize yang menggunakan media kartu RFID merupakan sarana yang tepat untuk menjaga tingkat keamanannya dari proses penggandaan kupon secara ilegal. 3. Pada pengujian rangkaian driver motor terdapat kesalahan yang kecil yakni 0.12 % untuk Ib dan % untuk Ic dengan ketelitian % untuk Ib dan % untuk Ic. 4. Terdapat perbedaan antara hasil perhitungan dari komponen dengan nilai komponen yang ada di pasaran. DAFTAR PUSTAKA [1] Malvino, Leach (1992), Prinsip-prinsip dan Penerapan Digital, Jakarta: Erlangga [2] Millman, Hakias (1993), Elektronika Terpadu, Jakarta: Erlangga [3] Moh. Ibnu Malik, ST (2003), Belajar Mikrokontroler ATMEL AT89S8252, Yogyakarta: Gava Media [4] Jason Prestiliano (2005), Strategi Bahasa Assembler, Yogyakarta : Gava Media. [5] LCD Manual Book [6] AT89S8252 Datasheet [7] ID-10 (RFID Reader) Datasheet [8] Transistor 2SC9014 Datasheet [9] LCD Datasheet ( [10] SN54/74LS164 Datasheet [11] [12] Gambar 8. Tampilan LCD. 170