BAB III PERANCANGAN Pada bab ini akan dibahas secara rinci mengenai perancangan perangkat lunak maupun perangkat keras yang digunakan dalam sistem presensi dosen dan mahasiswa on-line dengan menggunakan RFID dan wifi. 3.1 Perancangan Perangkat Keras Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai diagram alir jalannya modul sistem presensi mulai dari menerima masukan data hingga mengirimkan data tersebut ke server sistem presensi. Gambar 3.1. Diagram Alir Modul Sistem Presensi. 21
22 Cara yang digunakan untuk membedakan kelas perkuliahan adalah dengan menambahkan header pada data yang dikirimkan ke server. Penjelasan diagram alir pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut: Pada awal modul sistem presensi dinyalakan maka akan dilakukan inisialisasi terlebih dahulu pada RFID reader yang ada. Setelah selesai inisialisasi maka program akan menunggu sampai adanya tag yang terbaca. Jika sistem mendeteksi adanya tag, tag akan dibaca dan diambil datanya. Kemudian data tersebut akan ditambahkan informasi kode kelas, waktu dan tanggal pembacaan yang berasal dari Real Time Clock (RTC) pada mikrokontroler. Data olahan yang sudah ditambah informasi waktu tersebut akan di tuliskan ke mmc sebagai backup data. Selanjutnya data olahan di konversi ke dalam format TCP/IP menggunakan modul serial to ethernet converter. Kemudian data yang sudah dalam format TCP/IP dikirimkan ke server menggunakan AccessPoint melalui jaringan wifi. Setelah mengirim data maka program akan melakukan pengecekan waktu, apabila waktu presensi belum selesai maka program akan kembali menunggu adanya data dari tag yang terdeteksi. Waktu presensi yang diijinkan adalah 15 menit setelah kehadiran dosen. Jika waktu batas presensi sudah berakhir modul ini akan berhenti mengirimkan data ke server. Perangkat keras pada yang tergabung dalam modul sistem presensi ini adalah modul RFID, pengontrol sistem presensi, modul serial to ethernet converter dan access point. Topologi jaringan Berikut akan dijelaskan secara lebih rinci mengenai masingmasing modul.
23 3.1.1 Modul RFID Modul RFID terbagi menjadi dua bagian, yaitu RFID Tag dan RFID reader. RFID Tag digunakan untuk mengirimkan data ID yang tersimpan di dalam memori RFID Tag ke RFID reader. Sedangkan RFID reader digunakan untuk membaca data ID pada RFID Tag, kemudian mengirimkannya ke pengontrol sistem presensi. Pada perancangan digunakan RFID reader tipe ID-12 seperti pada Gambar 3.2, untuk membaca data dari RFID tag pasif dengan frekuensi 125kHz. RFID tag yang kompatibel dengan reader jenis ini adalah yang memiliki tipe data GK4001 atau EM4001. Gambar 3.3 merupakan contoh RFID tag yang digunakan dalam perancangan. Gambar 3.2. RFID Reader Tipe ID-12 [11]. Gambar 3.3. RFID Tag Dengan Tipe Data GK4001/EM4001.
24 3.1.2 Pengontrol Sistem Presensi Gambar 3.4. Skematik Modul Pengontrol Sistem Presensi. Modul pengontol sistem presensi disini adalah sebuah board mikrokontroler yang dirancang khusus untuk menangani masukan data yang akan dikirimkan ke server sistem presensi. Data masukan pada pengontrol sistem presensi berupa hasil pembacaan yang dilakukan RFID reader type ID-12. Pengolahan data menggunakan mikrokontroller keluarga AVR Atmega32. Fitur yang terdapat pada modul pengontrol sistem presensi ini antara lain:
25 Real Time Clock (RTC) Gambar 3.5. Untai modul RTC dengan IC DS 1307 [12]. Fitur ini digunakan untuk memperoleh data waktu dan tanggal secara real time Perancangan untuk modul Real Time Clock (RTC) menggunakan IC RTC DS1307. Mengenai konfigurasi pin IC DS 1307 dapat dilihat pada Gambar 3.5. Pin X1 dan X2 adalah pin yang terhubung dengan Kristal eksternal. Kristal ini merupakan pembangkit sinyal untuk mendukung kerja DS 1307. Nilai Kristal yang digunakan adalah 32,768 khz. Pin Vbat adalah pin yang terhubung dengan baterai tipe CR2032H yang berfungsi sebagai catu daya cadangan apabila catu daya utama IC DS1307 (pin 8) terputus. Ketika catu daya terputus, baterai ini akan tetap menjaga IC DS1307 bekerja. Pin SDA dan SCL ini adalah pin yang dihubungkan dengan mikrokontroler sebagai jalur data dan jalur clock. Radio Frequency Identification (RFID) Fitur ini digunakan untuk melakukan pembacaan terhadap RFID tag sebagai masukan sistem presensi. Terdapat juga buzzer dan led sebagai penanda saat pembacaan berlangsung. Modul RFID secara umum terbagi menjadi dua bagian, yaitu RFID Tag dan RFID Reader. RFID Tag digunakan untuk mengirimkan data ID yang tersimpan di dalam memori RFID Tag ke RFID Reader. Sedangkan RFID Reader digunakan untuk membaca data ID pada RFID Tag, kemudian mengirimkannya ke mikrokontroler. RFID Reader yang digunakan pada perancanngan sistem ini adalah ID-12 yang beroperasi pada frekuensi 125kHz dan mempunyai jarak pembacaan sampai 12cm [11]. Untuk
26 RFID Tag, digunakan jenis Tag pasif dengan frekuensi kerja yang sama. Gambar 3.6 menunjukkan untai modul RFID Reader ID-12.. Gambar 3.6. Untai modul RFID reader. Komunikasi serial Fitur ini digunakan untuk mengirimkan data yang sudah diolah dari mikrokontroler ke modul serial to TCP/IP converter. Pada perancangan sistem komunikasi serial digunakan rangkaian transistor sebagai gerbang not (Gambar 1.14) untuk mengubah level tegangan TTL ke RS 232 dan sebaliknya. Komunikasi serial bekerja dalam level RS-232, dimana logika satu ditunjukkan pada tegangan -3V sampai -15V dan logika nol pada tegangan +3V sampai +15V. Kondisi ini tidak bisa langsung diproses oleh mikrokontroler yang hanya mengerti data dengan level tegangan TTL. 2 buah transistor yaitu BC337 dan BC557 digunakan untuk mengubah level tegangan RS-232 menjadi TTL dan sebaliknya. Ketika serial pada PC sedang tidak mengirimkan data, maka pin TX bernilai negatif sehingga transistor BC337 dalam kondisi cut-off. Tegangan di kaki kolektor mendekati Vcc. Ketika serial pada PC sedang mengirimkan data dengan logika satu, maka pin TX bernilai positif yang menyebabkan transistor saturasi sehingga tegangan Vce mendekati nol. Prinsip yang sama berlaku bagi transistor BC557 ketika mendapat inputan dari mikrokontroler. Gambar 3.7. Untai Modul Komunikasi Serial.
27 Memori tambahan (SDCard) Memori tambahan digunakan sebagai backup data jika saat proses presensi berlangsung, aliran listrik di ruangan kelas terputus. Tabel 3.1 Konfigurasi Pin Pada Mikrokontroler PORT Pengendali PORTB.0 PORTB.1 PORTB.4 PORTB.5 PORTB.6 PORTB.7 PORTC.0 PORTC.1 PORTC.2 PORTC.3 PORTC.4 PORTC.5 PORTC.6 PORTC.7 PORTD.0 PORTD.1 Fungsi SDA (RTC) SCL (RTC) SS (SDcard) MOSI (SDcard) MISO (SDcard) SCK (SDcard) RS (LCD) RW (LCD) E (LCD) LED (LCD) D4 (LCD) D5 (LCD) D6 (LCD) D7 (LCD) RXD (RFID) TXD (Serial) 3.1.3 Serial to ethernet converter Pada perancangan modul sistem presensi in data keluaran dari pengontrol sistem presensi memiliki format serial, sedangkan untuk transimsi dengan wifi deiperlukan data dalam format tcp/ip. Untuk mengubah data dari format serial menjadi TCP/IP. Digunakan modul serial to ethernet converter seri WIZ110SR dari Wiznet, dapat dilihat pada Gambar 3.8.
28 Gambar 3.8. Modul serial to ethernet converter [2]. 3.1.4 Access point Jaringan wifi digunakan sebagai media transmisi data dari client ke server ataupun sebaliknya. Pada perancangan sistem presensi ini digunakan access point model TL-WA501G dari TPLINK(Gambar 3.9). Acces point yang ditempatkan di modul sistem presensi akan di konfigurasikan sebagai client dari access point yang berada di komputer server. Gambar 3.9. Access point model TL-WA501G [3]. 3.2 Perancangan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dirancang untuk sistem presensi ini meliputi program server sistem presensi untuk mengolah data yang diterima dari modul sistem presensi dan database sistem presensi untuk menyimpan berbagai informasi yang dibutuhkan dalam perancangan.
29 3.2.1. Server Sistem Presensi Dalam server sistem presensi akan terdapat dua bagian yaitu program server sistem presensi dan bagian thread sistem presensi. Program server sistem presensi merupakan program yang memberikan informasi dan tampilan langsung kepada pengguna. Sedangkan thread sistem presensi merupakan program yang berjalan di belakang layar ketika aplikasi server diaktifkan untuk menangani masukan data dari modul sistem presensi di kelas perkuliahan hingga menambahkan data masukan tersebut ke dalam database presensi. 3.2.1.1. Thread sistem presensi Gambar 3.10. Diagram Alir Thread Sistem Presensi.
30 Thread ini akan mulai berjalan ketika program di komputer server dinyalakan. Saat aktif pertama kali, thread akan menunggu permintaan koneksi dari client (modul sistem presensi). Setelah menerima request maka thread akan mengirimkan bit ack kepada client, jika ada respon ack balik dari client maka server akan membuka koneksi dan transfer data dapat dimulai. Data yang diterima oleh thread ini akan melalui proses dekripsi DES hingga diperoleh data yang sesuai dengan format pada database sistem presensi. 3.2.1.2. Program Server (Antarmuka Pengguna) Antarmuka program dibuat sederhana sehingga yang mudah dipahami oleh pengguna. Gambar 3.11 merupakan contoh tampilan antarmuka pengguna saat login sebagai admin dan memilih pilihan menu untuk melihat daftar peserta kuliah. Disini data mahasiswa yang mengambil suatu kelas akan ditampilkan pada sisi kanan tabel daftar kelas perkuliahan pada saat pengguna memilih kode kelas yang ingin dilihat pesertanya. Gambar 3.11. Cuplikan antarmuka untuk admin.
31 Gambar 3.12. Diagram Alir Program Server. Saat program di komputer server dijalankan yang ditampilkan pertama kali pada pengguna adalah form login untuk staff admin atau dosen. Di dalam sistem presensi ini hanya staff admin dan dosen yang dapat melakukan login pada server. Jika verifikasi nama dan password berhasil maka program server sistem presensi akan menampilkan berbagai pilihan menu yaitu: Data mata kuliah, pilihan menu ini akan menampilkan daftar kelas mata kuliah yang dibuka dalam suatu semester. Dalam menu ini terdapat juga pilihan sub menu untuk menambah, mengubah, menghapus dan mencetak informasi mengenai jadwal kelas mata kuliah tersebut. Pilihan menu ini hanya dapat diakses oleh pengguna yang login sebagai staaf admin. Lebih detail mengenai pilihan menu ini dapat melihat diagram alir pada Gambar 3.13.
32 Data mahasiswa, pilihan menu ini juga hanya dapat dilihat oleh staff admin. Dalam menu ini staff admin dapat melihat daftar mahasiswa yang mengambil suatu kelas mata kuliah, termasuk juga sub menu untuk menambahkan dan menghapus data mahasiswa yang mengikuti suatu kelas perkuliahan. Lebih detail mengenai pilihan menu ini dapat melihat diagram alir pada Gambar 3.14. Data presensi mahasiswa, pilihan menu ini dapat diakses oleh staff admin maupun dosen. Dalam menu ini pengguna dapat melihat informasi kehadiran mahasiswa dalam perkuliahan. Terdapat juga pilihan menu untuk mencetak informasi kehadiran tersebut. Lebih detail mengenai pilihan menu ini dapat melihat diagram alir pada Gambar 3.15. Data presensi dosen, Pilihan menu ini hanya dapat diakses oleh pengguna yang terdaftar sebagai staff admin. Dalam menu ini pengguna dapat melihat informasi kehadiran dosen dalam kelas perkuliahan. Terdapat juga pilihan menu untuk mencetak informasi kehadiran tersebut. Lebih detail mengenai pilihan menu ini dapat melihat diagram alir pada Gambar 3.16. Bantuan untuk manampilkan bantuan seputar penggunaan program server sistem presensi. Keluar untuk logout dari program dan kembali ke menu login.
33 Diagram alir sub rutin lihat data mata kuliah Gambar 3.13. Diagram Alir Sub Rutin lihat data mata kuliah. Diagram alir sub rutin lihat data mahasiswa Gambar 3.14. Diagram Alir Sub Rutin lihat data mahasiswa.
34 Diagram alir sub rutin lihat presensi mahasiswa Gambar 3.15. Diagram Alir Sub Rutin lihat presensi mahasiswa. Diagram alir sub rutin lihat presensi dosen Gambar 3.16. Diagram Alir Sub Rutin lihat presensi dosen.
35 3.2.2. Database Sistem Presensi login C olumn Name Data Type A llow Nulls [ID/SandiDosen] v archar(10) Nama v archar(20) Password v archar(20) Posisi v archar(20) KodeDosen v archar(10) IDTag v archar(15) presensidosen C olumn Name Data Ty pe A llow Nulls IndexPresDosen int IndexSemester int SandiDosen v archar(10) IndexKelas int PMulai smalldatetime PSelesai smalldatetime infomatakuliah C olumn Name Data Type A llow Nulls IndexMK int KodeMK v archar(10) NamaMK v archar(50) SandiDosen v archar(10) SKS tiny int infokelas C olumn Name Data Type A llow N... IndexKelas int KodeMK v archar(10) Ruang v archar(6) Hari v archar(6) JamMulai smallint JamSelesai smallint infomhs semester dosenperkelas C olumn Name Data Type A llow Nulls IndexSemester int TahunA jaran varchar(15) Semester tinyint C olumn Name Data Ty pe A llow Nulls SandiDosen v archar(10) IndexKelas int C olumn Name Data Type A llow Nulls NIM char(10) Nama char(30) IDMhs v archar(15) mhsperkelas C olumn Name Data Ty pe A llow Nulls IndexMhsPerKelas int NIM char(10) IndexKelas int BUP v archar(1) presensimhs C olumn Name Data Ty pe A llow Nulls IndexPresensiiMhs int IndexSemester int NIM char(10) IndexKelas int Pertemuan smalldatetime Gambar 3.17. Database diagram sistem Presensi.
36 Hubungan relasi antar objek dalam sistem presensi dapat dilihat pada Gambar 3.17. Penjelasan masing-masing tabel dalam Database diagram sistem presensi adalah sebagai berikut: Tabel login Berisikan informasi mengenai akun admin dan dosen yang akan digunakan untuk login ke dalam server sistem presensi. Tabel infomhs Berisikan data seputar mahasiswa yang digunakan dalam sistem presensi yaitu NIM, Nama dan ID mahasiswa. Tabel infomatakuliah Berisikan Informasi mengenai mata kuliah yang dibuka pada satu semester, tabel ini akan disesuaikan lagi setiap awal semester baru. Tabel infokelas Berisikan data kelas perkuliahan yang dimiliki oleh masing-masing mata kuliah yang dibuka dalam suatu semester. Tabel mhsperkelas Tabel ini memuat informasi mengenai mahasiswa yang mengambil suatu kelas dari mata kuliah yang dibuka pada suatu semester. Tabel dosenperkelas Hampir mirip dengan tabel mhsperkelas, namun pada tabel ini yang dimuat adalah dosen pengajar dari suatu kelas perkuliahan. Tabel presensimhs Pada tabel ini pendataan kehadiran mahasiswa tiap kelas perkuliahan yang akan dicatat berdasarkan masukan dari data yang diterima komputer server. Tabel presensidosen Tabel ini juga mendata kehadiran dosen pengajar tiap kelas perkuliahan termasuk waktu mulainya suatu perkuliahan dan juga waktu berakhirnya perkuliahan tersebut. Tabel semester Berisikan informasi tahun ajaran dan semester.
37 3.3 Topologi jaringan wireless Untuk Topologi jaringan dipilih model Point to Multipoint. Mirip dengan topologi star pada jaringan kabel yang memerlukan peralatan sentral / penghubung seperti hub dan switch untuk berkomunikasi. Pada mode ini minimal menggunakan sebuah central node atau access point. AccessPoint Modul sistem presensi kelas A PC server di ruang TU AccessPoint AccessPoint Modul sistem presensi kelas Gambar 3.18. Ilustrasi topologi point to multipoint pada sistem presensi. Pada perancangan tugas akhir ini digunakan access point yang ditempatkan di server dan pada modul sistem presensi untuk melakukan komunikasi data secara wireless. Pada sistem presensi yang dirancang dengan topologi ini, access point yang berada pada modul sistem presensi di kelas perkuliahan dikonfigurasikan sebagai client yang bertugas untuk mengirimkan data ke komputer server yang terletak di kantor TU. 3.4 Pengaturan Awal dan Pemasangan Sistem Presensi Pengaturan awal termasuk didalamnya pengaturan alamat IP, pengaturan kecepatan transfer data dan pengaturan kelas perkuliahan. Pengaturan alamat IP masingmasing access point dilakukan dengan menggunakan fasilitas configuration tools dari access point yang digunakan dalam perancangan (Gambar3.19). Dalam pengaturan ini, access point yang ditempatkan di modul sistem presensi dikonfigurasi sebagai client dari access point di server sistem presensi. Melalui pengaturan ini, terdapat juga fasilitas untuk memilih metode enkripsi yang digunakan untuk mengamankan data yang dikirim. Penengaturan konfigurasi keamanan ini harus sama antara client dan server.
38 UYE2 adalah SSID untuk access point server Gambar 3.19. Pengaturan Access Point modul sistem presensi. Pengaturan berikutnya adalah pengaturan mengenai kecepatan transfer data dan port yang digunakan dalam melakukan komunikasi. Untuk mengatur kecepatan transfer dan port komunikasi dilakukan melalui configuration tools dari modul WIZ110SR (Gambar 3.20). Agar komunikasi berjalan pengaturan dari configuration tools juga harus disesuaikan dengan pengaturan dari modul sistem presensi dan aplikasi server sistem presensi. IP modul serial to ethernet converter IP access point server Port komunikasi Pilihan mode operasi Gambar 3.20. Pengaturan Modul WIZ110SR.
39 Untuk pengaturan kelas perkuliahan dilakukan saat melakukan pemrograman pada pengontrol sistem presensi. Karena masing-masing kelas perkuliahan memiliki kode kelas tersendiri, informasi kelas perkuliahan termasuk dalam format data yang dikirimkan ke server. Modul sistem presensi akan ditempatkan di sekitar pintu kelas bagian dalam dan dekat dengan sumber listrik AC 220 volt. 3.5 Panduan Penggunaan Sistem presensi yang dirancang terbagai menjadi dua bagian yaitu bagian modul sistem presensi dan server sistem presensi. Modul sistem presensi ditempatkan di kelas perkuliahan dan server sistem presensi akan ditempatkan di kantor Tata Usaha. Dengan demikian panduan penggunaan akan dibagi untuk bagian modul sistem presensi dan server sistem presensi. 3.5.1 Panduan Penggunaan Modul Sistem Presensi Prosedur yang dilakukan untuk melakukan presensi adalah dengan mendekatkan rfid tag yang dimiliki pengguna ke modul sistem presensi yang terpasang di kelas perkuliahan. Dosen harus melakukan presensi dua kali yaitu, di awal saat kelas dibuka dan di akhir saat selesai mengajar. Presensi yang dilakukan dosen di awal perkuliahan merupakan penanda bahwa sistem presensi sudah dibuka dan mahasiswa dapat melakukan presensi. Mahasiswa baru diperbolehkan melakukan presensi setelah dosen. Jika mahasiswa melakukan presensi sebelum dosen, maka data presensi mahasiswa tersebut tidak akan dimasukkan ke dalam database sistem presensi. 3.5.2 Panduan Penggunaan Server Sistem Presensi Untuk menggunakan fasilitas yang terdapat di server sistem presensi, pengguna harus melakukan login ke dalam program server dengan menggunakan nama pengguna dan kata sandi yang sudah terdaftar dalam database sistem presensi. Saat pengguna berhasil login, maka akan ditampilkan berbagai tab menu dan berbagai tombol pilihan seperti pada Gambar 3.21.
40 Gambar 3.21. screenshot pilihan menu saat login sebagai admin. Melihat mata kuliah yang dibuka Saat pengguna berhasil login ke dalam program server sistem presensi, daftar mata kuliah yang dibuka akan ditampilkan di pilihan tab data mata kuliah. Menampilkan jadwal perkuliahan Klik pada kode mata kuliah yang ingin dilihat jadwalnya, jadwal akan muncul di sebelah kanan tabel mata kuliah yang dibuka. Mengubah jadwal perkuliahan Klik tombol edit yang berada di samping informasi jadwal perkuliahan, akan terbuka form pilihan untuk mengubah jadwal perkuliahan yang sesuai. Klik tombol perbarui untuk meng-update informasi di database. Tombol batal untuk membatalkan. Menghapus jadwal perkuliahan Klik tombol hapus, jadwal perkuliahan yang ada akan terhapus dari database sistem presensi. Menambah data perkuliahan Gunakan tombol tambah data, akan muncul form untuk menambahkan data yang bisa digunakan secara universal baik untuk manambahkan data informasi mata kuliah, data kelas perkuliahan hingga data mahasiswa yang mengambil suatu mata kuliah. Data yang ditambahkan berasaal dari file excel. Sesuaikan isi dari kolom yang terdapat pada form tambah data dengan database yang akan
41 ditambahkan. Klik tombol selesai pada form tambah data maka database sistem presensi akan di-update sesuai dengan data yang dimasukkan. Mencetak jadwal perkuliahan Klik tombol cetak jadwal untuk mencetak jadwal perkuliahan yang terdaftar dalam database sistem presensi. Melihat mahasiswa yang mengambil suatu mata kuliah. Pilih tab data mahasiswa, klik pada kode mata kuliah untuk menampilkan peserta yang mengambil mata kuliah tersebut. Menghapus data mahasiswa yang mengambil mata kuliah Klik pada tombol hapus untuk menghapus data mahasiswa yang mengambil suatu mata kuliah. Melihat data presensi dosen Pilih tab presensi dosen, klik pada nama dosen untuk melihat detail presensi masing-masing dosen. Melihat data presensi mahasiswa Pilih tab presensi mahasiswa, dapat dipilih apakah akan melihat data presensi mahasiswa. Mencetak data presensi mahasiswa Klik pada tombol cetak untuk mencetak data presensi mahasiswa. Terdapat juga sub menu untuk memilih kolom yang akan dicetak.