BAB II LANDASAN TEORI Untuk mengembangkan aplikasi RFID untuk otomatisasi Billing Warnet, kita harus mengetahui dasar dari tiap hardware dan software pendukung aplikasi yang dibuat berdasarkan penggunaannya. Dalam realisasi sistem ini, penulis menggunakan modul ID-12 innovations sebagai RFID Reader, converter serial RS232, ATMEGA 89S51, database dengan Delphi 7. 2.1 Tinjauan Pustaka Sistem RFID (Radio Frequency Identification) merupakan suatu tipe sistem identifikasi otomatis yang menggunakan frekuensi radio untuk mengidentifikasi suatu barang atau manusia. Proses transmisinya dilakukan oleh peralatan portable yang disebut tag atau transponder, yang dibaca oleh suatu reader RFID dan diproses menurut kebutuhan dari aplikasi tertentu. Banyak aplikasi-aplikasi yang telah diperoleh dari penggunaan RFID. Seperti pada sistem absensi menggunakan RFID, proses kunci kamar hotel menggunakan RFID, penggunaan RFID untuk peminjaman di perpustakaan, dan sebagainya. Dari beberapa dari penggunaan aplikasi RFID tersebut, RFID juga dapat diaplikasikan untuk otomatisasi billing pada warnet. Dengan membuat sebuah usaha warnet yang lebih ekonomis, meningkatkan pelayanan yang lebih terkomputerisasi, dan meningkatkan keamanan pemakaian PC. Beberapa penggunaan RFID yang berhasil penulis temukan dalam literatur (Tugas/Proyek Akhir) lingkungan Politeknik Negeri Bandung diantaranya : 1. Yudha Gunawan, 2011. Merealisasikan RFID untuk pembuatan e-KTP berbasis jaringan Ethernet. Dimana reader e-KTP tersebut mampu membaca data tag RFID sejauh 12 cm secar contactless. Data yang terbaca di reader akan dikirimkan ke sever melalui jaringan Ethernet. Dalam pengiriman dan penerimaan data dari atau menuju server menggunakan protocol TCP (transport control protocol) dengan cara kerja adalah connection oriented (membangun hubungan terlebih dahulu) sehingga data
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
LANDASAN TEORI
Untuk mengembangkan aplikasi RFID untuk otomatisasi Billing Warnet,
kita harus mengetahui dasar dari tiap hardware dan software pendukung aplikasi
yang dibuat berdasarkan penggunaannya. Dalam realisasi sistem ini, penulis
menggunakan modul ID-12 innovations sebagai RFID Reader, converter serial
RS232, ATMEGA 89S51, database dengan Delphi 7.
2.1 Tinjauan Pustaka
Sistem RFID (Radio Frequency Identification) merupakan suatu tipe
sistem identifikasi otomatis yang menggunakan frekuensi radio untuk
mengidentifikasi suatu barang atau manusia. Proses transmisinya dilakukan oleh
peralatan portable yang disebut tag atau transponder, yang dibaca oleh suatu
reader RFID dan diproses menurut kebutuhan dari aplikasi tertentu. Banyak
aplikasi-aplikasi yang telah diperoleh dari penggunaan RFID. Seperti pada sistem
absensi menggunakan RFID, proses kunci kamar hotel menggunakan RFID,
penggunaan RFID untuk peminjaman di perpustakaan, dan sebagainya.
Dari beberapa dari penggunaan aplikasi RFID tersebut, RFID juga dapat
diaplikasikan untuk otomatisasi billing pada warnet. Dengan membuat sebuah
usaha warnet yang lebih ekonomis, meningkatkan pelayanan yang lebih
terkomputerisasi, dan meningkatkan keamanan pemakaian PC.
Beberapa penggunaan RFID yang berhasil penulis temukan dalam literatur
(Tugas/Proyek Akhir) lingkungan Politeknik Negeri Bandung diantaranya :
1. Yudha Gunawan, 2011. Merealisasikan RFID untuk pembuatan e-KTP
berbasis jaringan Ethernet. Dimana reader e-KTP tersebut mampu
membaca data tag RFID sejauh 12 cm secar contactless. Data yang terbaca
di reader akan dikirimkan ke sever melalui jaringan Ethernet. Dalam
pengiriman dan penerimaan data dari atau menuju server menggunakan
protocol TCP (transport control protocol) dengan cara kerja adalah
connection oriented (membangun hubungan terlebih dahulu) sehingga data
akan dikirim jika koneksi telah terbangun. Data balasan dari server akan
ditampilkan menggunakan LCD.
2. Sentanu Eddy, 2010. Merealisasikan RFID untuk pembuatan sistem
absensi perkuliahan berbasisi jaringan dengan media transmisi WIFI
berbasis jaringan. Alat ini terhubung dengan server yang berisi database
mahasiswa melalui media transmisi WIFI pada frekuensi 2,4 GHz. System
ini dapat mengambil data dari tag RFID yang berisi kode mahasiswa
kemudian mengolahnya dan mentransmisikan kembali ke server dan
menerima kembali autentikasi yang dikirimkan oleh server untuk
ditampilkan ke LCD dalam baud rate yang sama yaitu 9600 simbol per
detik.
Tugas akhir yang penulis implementasi dan realisasikan mempunyai
perbedaan di bidang pengaplikasian RFID yaitu pada Otomatisasi billing warnet.
Dimana sebuah warnet tidak menggunakan Operator untuk mengaktifkan
komputer pelanggan. Tag RFID akan digunakan sebagai ID pelanggan , alat untuk
pembayaran atau billing dan pengaktifan Monitor pelanggan yang akan dibaca
oleh reader RFID. Data tersebut akan disimpan di database komputer server.
2.2 RFID (Radio Frequency Identification)
Sistem RFID merupakan suatu tipe sistem identifikasi otomatis yang
bertujuan untuk memungkinkan data ditransmisikan oleh peralatan portable yang
disebut tag, yang dibaca oleh suatu reader RFID dan diproses menurut kebutuhan
dari aplikasi tertentu. Alat ini memanfaatkan frekuensi radio untuk identifikasi
otomatis terhadap obyek-obyek atau manusia.
RFID adalah teknologi penangkapan data yang dapat digunakan secara
elektronik untuk mengidentifikasi, melacak dan menyimpan informasi yang
tersimpan dalam tag RFID. RFID menggunakan komunikasi gelombang radio
untuk secara unik mengidentifikasi objek atau seseorang. Identifikasi RFID tidak
hanya sekedar kode identifikasi saja namun data tersebut yang dibawa dapat
ditulis dan diperbarui kedalam tag dalam kondisi bergerak (pada RFID R/W).
Ketika suatu RFID tag melewati suatu zone elektromagnetis, maka dia akan
mendeteksi sinyal aktivasi yang dipancarkan oleh si reader. Reader akan men-
decode data yang ada pada tag dan kemudian data tadi akan diproses oleh
komputer. Barcode dan RFID sangat mirip, keduanya ditujukan untuk identifikasi
yang cepat dan dapat diandalkan, serta kemampuan pelacakan. Di bawah ini
adalah persamaan dari Barcode dan RFID :
Mengurangi petugas dan Human Error
Mempermudah pemeliharaan data
Teknologi untuk otomasi proses dan meningkatkan manajemen
proses.
Selain persamaan Barcode dan RFID juga memiliki perbedaan. Perbedaan
utama antara kedua teknologi tersebut terletak pada scan dan detail pembacaan.
Teknologi barcode membaca label dengan laser optic, sedangkan teknologi RFID
membaca label dengan sinyal frekuensi radio. Selain itu barcode hanya mampu
membaca jenis dari suatu obyek, sedangkan RFID mampu membaca dengan detail
nomor seri dari jenis yang dimaksud secara detail dan spesifik . Frekuensi radio
yang digunakan pun bervariasi. Teknologi yang terakhir RFID dapat bekerja pada
frekuensi 2.45 GHz. Namun, secara umum frekuensi yang digunakan adalah 125
KHz – 134 KHz dan 13,56 MHz.
Frekuensi yang digunakan ini berdasarkan penggunaan RFID dalam
lingkungan tertentu, selain itu frekuensi kerja yang digunakan berlaku untuk
reader dan juga tag, sehingga 2 atau lebih tag dengan frekuensi yang berbeda
tidak dapat digunakan oleh satu reader yang sama. RFID segera mendapat
perhatian karena kemampuannya untuk melacak objek-objek bergerak. Seiring
semakin canggihnya teknologi, semakin meluas pula penggunaan tag RFID.
Secara garis besar sistem-sistem RFID dapat dikelompokkan menjadi empat
kategori sebagai berikut:
Sistem EAS (Electronic Article Surveillance)
Umumnya digunakan pada toko-toko untuk menyensor ada tidaknya suatu item.
Produk-produk diberi tag dan reader berantena besar ditempatkan dimasing-
masing pintu keluar toko untuk mendeteksi pengambilan item secara ilegal.
Sistem Portable Data Capture
Dicirikan oleh penggunaan reader RFID yang portabel yang memungkinkan
sistem ini digunakan dalam setting yang bervariasi.
Sistem Networked
Dicirikan oleh posisi reader yang tetap yang terhubung secara langsung ke suatu
sistem manajemen informasi terpusat, sementara transponder berada pada orang
atau item-item yang dapat dipindahkan.
Sistem Positioning
Digunakan untuk identifikasi lokasi item-item atau kendaraan. Sebagai suksesor
dari barcode, RFID dapat melakukan kontrol otomatis untuk banyak hal. Sistem-
sistem RFID menawarkan meningkatan efisiensi dalam pengendalian inventaris
(inventory control), logistik dan manajemen rantai suplai (supply chain
management).
2.2.1 Cara Kerja RFID
RFID memiliki 2 komponen penting yaitu tag dan reader. Dari kedua
komponen tersebut tag akan mengirim data melalui frekuensi radio dan reader
akan membacanya. Tetapi terkadang kita bingung dimana letak dari sumber catu
daya nya. Label tag RFID yang tidak memiliki baterai antenalah yang berfungsi
sebagai pencatu sumber daya dengan memanfaatkan medan magnet dari pembaca
(reader) dan memodulasi medan magnet. Kemudian digunakan kembali untuk
mengirimkan data yang ada dalam tag label RFID. Data yang diterima reader
diteruskan ke database host computer.
Reader mengirim gelombang elektromagnet, yang kemudian diterima oleh
antena pada label tag RFID. Label RFID mengirim data biasanya berupa nomor
serial yang tersimpan dalam label, dengan mengirim kembali gelombang radio ke
reader. Informasi dikirim ke dan dibaca dari label RFID oleh reader menggunakan
gelombang radio.
Dalam sistem yang paling umum yaitu sistem pasif, reader memancarkan
energi gelombang radio yang membangkitkan label RFID dan menyediakan
energi agar beroperasi. Sedangkan sistem aktif, baterai dalam label digunakan
untuk memperoleh jangkauan operasi label RFID yang efektif, dan fitur
tambahan penginderaan suhu. Data yang diperoleh / dikumpulkan dari label RFID
kemudian dilewatkan / dikirim melalui jaringan komunikasi dengan kabel atau
tanpa kabel ke sistem komputer seperti pada Gambar 2.1 yang kemudian akan
diolah di database sesuai dengan aplikasi yang digunakan.
Antena akan mengirimkan melalui sinyal frekuensi radio dalam jarak yang
relative dekat. Dalam proses transmisi tersebut terjadi 2 hal:
Antena melakukan komunikasi dengan transponder
Antena memberikan energi kepada tag untuk berkomunikasi (untuk tag
yang sifatnya pasif)
Ini adalah kunci kehebatan teknologi RFID. Sebuah tag yang dipasang
tidak menggunakan sumber energi seperti baterai sehingga dapat digunakan dalam
waktu yang sangat lama. Antena bisa dipasang secara permanen (walau saat ini
tersedia juga yang portable). Bentuknya pun beragam sekarang sesuai dengan
keinginan kita. Pada saat tag melewati wilayah sebaran antena, alat ini kemudian
mendeteksi wilayah scanning. Selanjutnya setelah terdeteksi maka chip yang ada
di tag akan ”terjaga” untuk mengirimkan informasi kepada antena.
Gambar 2. 1 Contoh Sistem RFID
2.2.2 Tag/Transponder RFID
Tag/Transponder RFID adalah perangkat yang menyimpan informasi untuk
identifikasi objek. Tag RFID sering juga disebut sebagai transponder, seperti pada
gambar 2.2 . Prinsip kerja yang berada dalam tag atau label RFID bila didekatkan
pada transceiver atau reader RFID akan memantulkan gelombang radio yang
selalu dipancarkan oleh transceiver. Gelombang tersebut akan diubah dari AC ke
DC sehingga dihasilkan tegangan VDD dan VSS.
Selain memisahkan tegangan, sinyal yang ditangkap dihilangkan clocknya
dan dibaca data yang ada di dalam memory array yang berisi data 10 byte. Data
tersebut (10 byte) dilakukan checksum oleh data encoder dan dihasilkan 2 byte
tambahan berisi checksum dari 10 byte data yang tadi. Kemudian sinyal tersebut
kembali dimodulasikan oleh rectifier dalam tag sehingga terbaca kembali oleh
transceiver.
Pada transciever, sinyal yang berisi data dari memory array yang masuk
kemudian didemodulasi oleh transciever. Dalam hal ini, transciever sebagai
generator sinyal dan demodulator dibantu oleh antena mengambil data
keseluruhan (beserta header) kemudian dikonversi menjadi data serial untuk
kemudian diolah ke komputer atau ke perangkat lain yang beroperasi dalam
kondisi serial TTL seperti mikrokontroler. Tag RFID ada dua jenis yaitu tag aktif
dan tag pasif.
Gambar 2. 2 Tag RFID
Tabel 2. 1 Perbedaan Tag Aktif dan Tag Pasif
Tag Aktif Tag Pasif
Sumber daya tag Internal pada tag Daya dikirim menggunakan RF
dan Reader
Baterai di dalam tag Ya Tidak
Kekuatan sinyal yang
dibutuhkan dari reader
ke label
Rendah Tinggi
Ketersediaan kekuatan
sinyal dari tag ke reader
Tinggi Rendah
Jangkauan Tinggi Rendah
Pembacaan Banyak
label
Ribuan label-dengan
kecepatan 120 km/jam
Beberapa ratus label dengan jarak
sekitar 3 meter
Kesediaan daya Bersifat kontinyu Hanya jangkauan medan reader
2.2.3 RFID Reader
Pada gambar 2.3 menjelaskan bahwa RFID Reader berfungsi mengambil
data yang terdapat pada memori tag. Untuk tag yang pasif, reader
membangkitkan IC pada reader sehingga tag mengirimkan data pada memorinya
ke reader. Untuk tag yang aktif, reader hanya sebagai penerima data memori dari
tag.
Gambar 2. 3 Reader RFID
Reader yang memiliki kemampuan untuk membaca Tag RFID contohnya
ID-12 innovations. Sebuah reader RFID terdiri dari serangkaian sirkit pengirim
dan penerima (transciever) yang terintegrasi dengan antena dan generator pulsa.
Didalam reader RFID terdapat sebuah encoder yang fungsinya sebagai pengolah
sinyal yang masuk ke reader dan mengkonversi sinyal tersebut kedata serial untuk
dapat dibaca oleh perangkat lain seperti komputer maupun mikrokontroler.
2.2.4 Format data
Output yang memiliki format ASCII memiliki struktur sebagai berikut:
Tabel 2. 2 Format Data ASCII
Contoh data output dari RFID:
☻041A21EE34E5♥
Keterangan:
☻ = 02 ASCII (header)
♥ = 03 ASCII (penutup)
E5 = Checksum
Checksum adalah hasil dari operasi aritmatika ‘Exclusive OR’ (XOR) dari
kesepuluh data heksadesimal berformat ASCII pada memori. Checksum
digunakan untuk memeriksa bahwa keseluruhan data benar dengan mengoreksi
kembali data yang diterima dan dibandingkan dengan checksum, hasilnya harus
sama. Untuk mendapatkan hasil checksum dari kesepuluh data tersebut, tiap byte
data dikonversi menjadi biner terlebih dahulu kemudian dilakukan operasi XOR
satu per satu. Hasilnya dikonversi kembali ke heksadesimal. Dari contoh karakter
ASCII tadi bila bias kita lihat bahwa checksum bernilai E5, nilai checksum
tersebut didapatkan dengan langkah-langkah operasi XOR dibawah ini:
04hex ⊕ 1Ahex ⊕ 21hex ⊕ EEhex ⊕ 34hex = E5hex
0x02
(1byte)
Data ASCII Hex 10
byte (10bytes)
2 karakter ASCII
Checksum (2byte)
CR
(1byte)
LF
(1byte)
0x03
(1byte)
Hasil checksum disatukan dengan data diakhir pembacaannya. Dalam
pembacaan RFID kebanyakan data checksum ini juga disertakan sebagai data dari
RFID sehingga keseluruhan pembacaan menjadi 12 byte.
2.3 Komunikasi Serial RS232
Dua cara komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial
sinkron dan asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan
secara bersama-sama dengan data serial, sedangkan pada komunikasi data serial
asinkron, clock tidak dikirimkan bersama data serial tetapi dibangkitkan secara
sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima
(receiver). Ada dua hal pokok yang diatur standar RS232, yaitu bentuk sinyal dan
level tegangan yang dipakai dan penentuan jenis sinyal dan konektor yang
dipakai, serta susunan sinyal pada kaki-kaki di konektor. Kaki-kaki port serial
seperti gambar 2.4 di bawah ini :
2.4 Mikrokontroler AT89S51
Mikrokontroler AT89S51 merupakan salah satu jenis mikrokontroler
CMOS 8 bit dengan 4 kbytes In-System Programmable (ISP) flash memori.
Mikrokontroler ini termasuk keluarga MCS51 yang memiliki spesifikasi sebagai
berikut :
32 jalur I/O yang dapat deprogram
Tegangan kerja 4 - 5,5 V
Gambar 2. 4 Port Serial Male
Bekerja dengan rentang frekuensi 0 – 33 MHz
128 x 8 bit RAM Internal
2 buah 16 bit timer/counter
6 Sumber Interrupt
Saluran Full Duplex Serial UART
Dua data pointer
Gambar 2.5 adalah gambar dari susunan pin IC AT89S51 :
Fungsi pin-pin dari mikrokontroler adalah sebagai berikut :
Port 1
Pin 1 sampai 8 (port 1) merupakan port I/O parallel 8 bit dua arah
(bidirectional) yang dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan
pengontrolan.
Reset
Pin 9 (reset) adalah masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah
ke tinggi akan me-reset AT89S51. Pin ini dibandingkan dengan rangkaian
power on reset.
Port 3
Gambar 2. 5 Susunan Pin AT89S51
Pin 10 hingga 17 (port 3) adalah port pararel 8 bit dua arah yang memiliki
fungsi pengganti. Fungsi pengganti meliputi TxD (transmit data), RxD