APLIKASI RFID UNTUK PEMISAHAN PRODUK PADA INDUSTRI

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Genap 2004/2005 APLIKASI RFID UNTUK PEMISAHAN PRODUK PADA INDUSTRI Alexander Nicolas Frederic Yolanda Welly Abstrak Skripsi ini ditujukan sebagai sumber pembelajaran dan penelitian akan perancangan sistem aplikasi RFID (Radio Frequency Identification) untuk pemisahan produk berdasarkan jenisnya pada industri serta untuk meningkatkan pemahaman dan penggunaan FPGA sebagai salah satu sistem pengendali. Metode studi pustaka dilakukan melalui buku acuan, artikel, internet resource, jurnal serta saran dan dukungan dari para dosen yang bersangkutan. Metode perancangan meliputi perancangan konsep sistem, perangkat keras, perangkat lunak, serta percobaanpercobaan dan pengujian terhadap sistem yang dibuat. Implementasi dilakukan dengan menggunakan Micro-Reader yang dihubungkan dengan FPGA (Field Programable Gate Array) dan database pada PC. Sistem pada FPGA digunakan sebagai pengendali motor langkah yang dihubungkan pada belt conveyor. Hasil yang dicapai melalui implementasi tersebut adalah sebuah sistem pemisah produk dengan transponder sebagai identifikasi produk tersebut. (WNF). Kata Kunci: RFID, FPGA, Database, Motor Langkah v

2 PRAKATA Ucapan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat rahmat dan karunianya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul Aplikasi RFID untuk Pemisahan Produk pada Industri. Skripsi ini disusun untuk memenuhi syarat dalam menyelesaikan studi strata-1 jurusan Sistem Komputer Fakultas Ilmu Komputer Universitas Bina Nusantara. Selama pembuatan skripsi ini, penulis menyadari banyak bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan dukungan moral, materiil dan doa kepada penulis. 2. Bapak Envermy Vem, Msc., selaku Pejabat Rektor Sementara Universitas Bina Nusantara yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan penulisan skripsi ini. 3. Bapak Iman H. Kartowisastro, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 4. Bapak Robby Saleh S.Kom, selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 5. Bapak Handi Muljoredjo, Ir. selaku dosen pembimbing yang telah memberikan ide, saran, dorongan dan bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan penyusunan skripsi ini. 6. Bapak Wiedjaja, S.Kom, selaku Kepala UPT Laboratorium Perangkat Keras yang telah memberikan kesempatan untuk menggunakan fasilitas laboratorium. vi

3 7. Bapak Sofyan, S.Kom atas semua bantuan yang telah diberikan kepada penulis. 8. Semua dosen Universitas Bina Nusantara yang selama ini telah memberikan ilmu dan bimbingan akademis kepada penulis selama perkuliahan. 9. Teman-teman dan asisten laboratorium UPT Perangkat Keras. 10. Teman-teman dari divisi Penelitian dan Pengembangan Sistem Komputer (Bengkel) 11. Segenap civitas akademika Universitas Bina Nusantara, tempat penulis membina ilmu dan berkarya selama ini. 12. Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah memberikan bantuan sehingga terselesaikan penyusunan skripsi ini. Meskipun perancangan yang dilakukan pada skripsi ini masih sangat sederhana dan mendasar, namun penulis berharap melalui skripsi ini pembaca dapat mengerti mengenai cara merancang dan membangun aplikasi RFID untuk pemisahan produk pada Industri. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh sebab itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca agar kesalahan pada perancangan dapat diperbaiki dan dapat dilakukan pengembangan lebih lanjut. Akhirnya penulis juga berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi kita semua serta perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di Universitas Bina Nusantara. Jakarta, 20 Juni 2005 Penulis vii

4 DAFTAR IS I Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan Softcover..... i Halaman Pernyataan Dewan Penguji..... ii Abstrak.. v Prakata.. vi Daftar Isi.. viii Daftar Tabel. xii Daftar Gambar... xiii Daftar Lamp iran.. xv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belak ang Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan.. 5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Radio Frequency Identification (RFID) Pengenalan RFID Tag RFID Kelas Tag viii

5 Frekuensi Kerja RFID Standar Tag Pembaca RFID ( RFID Reader ) Kriteria Utama Pembaca RFID Antena Pembaca Back-End Database FPGA (Field-Programable Gate Array) Xilinx Spartan II FPGA (Field-Programable Gate Array) Xilinx Foundation Series VHDL (VHSIC (Very High Speed Integrated Circuit) Hardware Description Language) Desain Skematik Motor Langkah Prinsip Kerja M otor Langkah Mode Langkah Visual Basic Sistem Basis Data Komunikasi dengan Hardware BAB 3 S TRAT EGI PERANCANGAN 3.1 Konsep Perancangan Sistem Sistem Sub Modul RFID Komunikasi Tag Komunikasi Serial RFID Format Data dari PC ke Micro-Reader ix

6 Format Data dari Micro-Reader ke FPGA dan PC Sub Modul FPGA Sub Modul PC Sub Modul Mekanika Motor Langkah Belt conveyor BAB IV IMPLEM ENTAS I DAN EVALUASI 4.1 Spesifikasi Sistem Perangkat Keras yang digunakan Perangkat Lunak yang digunakan Implementasi Persiapan Implementasi Persiapan Perangkat Keras Persiapan Perangkat Lunak Pelaksanaan Implementasi Evaluasi Hasil Percobaan Evaluasi Sub M odul RFID Evaluasi Sub M odul FPGA Evaluasi Sub M odul Belt Conveyor dan M otor Langkah Evaluasi Sub M odul PC dan Visual Basic BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimp ulan Saran x

7 DAFTAR PUSTAKA 99 RIWAYAT HIDUP LAMPIRAN-LAMPIRAN xi

8 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perbandingan Teknologi Barcode dengan RFID Tabel 2.2 Frekuensi RFID 16 Tabel 2.3 Evolusi Standar EPCglobal.. 17 Tabel 2.4 Keluarga Xilinx Spartan II FPGA Tabel 3.1 Protokol Micro-Reader ke FPGA. 48 Tabel 3.2 Definisi Pin dari Port Serial RS Tabel 3.3 Arah Pergerakan Motor Langkah Tabel 3.4 Tabel Inventory. 58 Tabel 3.5 Tabel LookUp Tabel 3.6 Tabel Log.. 59 Tabel 3.7 Tabel Utama. 61 Tabel 3.8 Konfigurasi Pin berdasarkan Kode Barang.. 63 Tabel 3.9 Eksitasi Kumparan Tunggal Tabel 3.10 Eksitasi Dua Kumparan 70 Tabel 3.11 Eksitasi Setengah Langkah Tabel 4.1 Pengukuran Waktu Pergerakan Belt Tabel 4.2 Data Waktu Pergerakan Rak Tabel 4.3 Tabel Utama xii

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Sistem RFID... 8 Gambar 2.2 Arsitektur IC pada Tag RFID Gambar 2.3 Contoh Tag (13,56 MHz). 10 Gambar 2.4 Kumparan pada Chip Tag Gambar 2.5 Pembaca RFID.. 18 Gambar 2.6 Tiga Komponen Utama FPGA Gambar 2.7 Skematik Sebuah Slice Gambar 2.8 Skematik IOB Gambar 2.9 Modul FPGA Xilinx Spartan II dan Rangkaian Penyangga Gambar 2.10 Xilinx Foundation Series Gambar 2.11 VHDL Gambar 2.12 Desain Skematik Gambar 2.13 Motor Langkah Dengan Magnet Permanen Gambar 2.14 Cross-section dari variable reluktansi.. 32 Gambar 2.15 Cross-section dari variable reluktansi Gambar 2.16 Motor langkah yang memiliki dua buah stator Gambar 2.17 Motor Langkah Bipolar dan unipolar Gambar 2.18 Tampilan Visual Data Manager Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem.. 40 Gambar 3.2 Tag / Transponder RW Gambar 3.3 Tag / Transponder RO.. 42 Gambar 3.4 Dua cara Transfer Energi dan Informasi antara Tag dan Antena. 44 xiii

10 Gambar 3.5 Diagram Alir Micro-Reader Menerima Data dari PC.. 47 Gambar 3.6 Diagram Alir Micro-Reader mengirimkan data ke PC Gambar 3.7 Struktur Xilinx Spartan2 XC2S200-PQ Gambar 3.8 Penghubungan Micro-Reader dengan serial transceiver MAXIM 3386E Gambar 3.9 Sirkuit Diagram dari Konektor DB9 ke Xilinx Spartan Gambar 3.10 Pin pada Port Serial DB Gambar 3.11 Skematik Rangkaian dari Port Paralel pada FPGA Gambar 3.12 Diagram Alir dari Sistem dari FPGA Gambar 3.13 Pin pada Port Paralel DB Gambar 3.14 Diagram Alir dari Sistem Database pada Visual Basic Gambar 3.15 Motor Langkah pada Rak Pemisah Gambar 3.16 Motor Langkah dengan driver Motor Langkah dan Modul FPGA Gambar 3.17 Modul Driver Motor Langkah Gambar 3.18 Urutan Eksitasi dari Beberapa Mode Langkah yang Berbeda Gambar 3.19 Belt Conveyor Gambar 3.20 Belt Conveyor dan Rak Pemisah (Tampak Atas) Gambar 4.1 Modul Driver Motor Langkah (Stepper Motor Driver) Gambar 4.2 New Project Property Gambar 4.3 Tampilan Xilinx ISE pada Implementasi Gambar 4.4 Belt Conveyor (Motor Langkah, Motor DC, Rak Pemisah) Gambar 4.5 Sistem Keseluruhan Gambar 4.6 Tag RO Gambar 4.7 Tag RW xiv

11 DAFTAR LAMPIRAN Listing Source Code VHDL Listing Source Code StepLedMot.vhd L- 1 Listing File Constrain StepLedMot.ucf... L- 4 Listing Source Code VB (Skripsi.vbp) Listing Source Code Form1 (Skripsi.frm). L- 4 Listing Source Code Form2 (Form2.frm) L-16 Listing Source Code Log (Log.frm) L-17 Listing Source Code LookUp (LookUp.frm) L-22 Listing Source Code Module1 (Module1.bas) L-27 Listing Data Environment (DE.Dsr)... L-27 xv