PEMBUATAN SISTEM PENERANGAN DENGAN INPUT RFID SEBAGAI PEMBUKA KUNCI PINTU OTOMATIS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER DAN VISUAL BASIC Dila Resti Wahyuni Mahasiswi angkatan 2011 Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta Danang Yuliardi, S.Pd. Wisudawan 2013 Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Syufrijal, ST., MT. Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Aris Sunawar, S.Pd., M.Pd Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro ABSTRAK RFID Reader ID-12 dapat membaca tag card pada jarak 4 cm dan hanya membaca 1 ID tag setiap pembacaan. Simulator kunci pintu otomatis dapat berputar forward-reverse dengan menggunakan dua relai. Lampu dapat menyala ketika kunci pintu dalam kondisi terbuka dan sensor cahaya kurang mendapatkan cukup cahaya. Koneksi RFID dan PLC berjalan baik sehingga sistem tampilan oleh Microsoft Visual Basic dapat mengondisikan output PLC sesuai kondisi nyata. Kesimpulan dari penelitian ini adalah RFID yang digunakan sebagai pembuka kunci pintu otomatis dapat dijadikan input dalam pengontrolan sistem instalasi penerangan berbasis Programmable Logic Controller dan Visual Basic. Kata Kunci : RFID, PLC, Sistem Penerangan, Visual Basic ABSTRACT RFID Reader ID-12 can read tag’s card at a distance of 4 cm and only read 1 ID tag each reading. Automatic door locks simulator can be spin forward- reverse by using two relays. The light can turn on when the door opened and light sensors not getting enough light. RFID and PLC connection work so well and the display system by Microsoft Visual Basic can condition the output of PLC corresponding real conditions. The conclusion of this study is the use of RFID as an automatic door unlock can be used as an input in the installation of lighting control system based on Programmable Logic Controller and Visual Basic. Keywords : RFID, PLC, Lighting System, Visual Basic I. PENDAHULUAN I.1. LATAR BELAKANG
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
PEMBUATAN SISTEM PENERANGAN DENGAN INPUT
RFID SEBAGAI PEMBUKA KUNCI PINTU OTOMATIS
BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER DAN
VISUAL BASIC Dila Resti Wahyuni
Mahasiswi angkatan 2011 Program Studi Pendidikan Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta
Danang Yuliardi, S.Pd.
Wisudawan 2013 Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro
Syufrijal, ST., MT.
Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro
Aris Sunawar, S.Pd., M.Pd Dosen Universitas Negeri Jakarta Program Studi Pendidikan Teknik Elektro
ABSTRAK
RFID Reader ID-12 dapat membaca tag card pada jarak 4 cm dan hanya membaca 1 ID tag setiap pembacaan. Simulator kunci pintu otomatis dapat berputar forward-reverse dengan menggunakan dua relai. Lampu dapat menyala ketika kunci pintu dalam kondisi terbuka dan sensor cahaya kurang mendapatkan cukup cahaya. Koneksi RFID dan PLC berjalan baik sehingga sistem tampilan oleh Microsoft Visual Basic dapat mengondisikan output PLC sesuai kondisi nyata. Kesimpulan dari penelitian ini adalah RFID yang digunakan sebagai pembuka kunci pintu otomatis dapat dijadikan input dalam pengontrolan sistem instalasi penerangan berbasis Programmable Logic Controller dan Visual Basic. Kata Kunci : RFID, PLC, Sistem Penerangan, Visual Basic
ABSTRACT
RFID Reader ID-12 can read tag’s card at a distance of 4 cm and only read 1 ID tag each reading. Automatic door locks simulator can be spin forward-reverse by using two relays. The light can turn on when the door opened and light sensors not getting enough light. RFID and PLC connection work so well and the display system by Microsoft Visual Basic can condition the output of PLC corresponding real conditions. The conclusion of this study is the use of RFID as an automatic door unlock can be used as an input in the installation of lighting control system based on Programmable Logic Controller and Visual Basic. Keywords : RFID, PLC, Lighting System, Visual Basic
I. PENDAHULUAN
I.1. LATAR BELAKANG
Penerangan gedung merupakan
penggunaan yang dominan, karena
dibutuhkan oleh semua gedung dan juga
waktu penggunaannya yang panjang.
Sistem penerangan akan lebih efisien
apabila ketika ruangan tidak terkunci dan
akan digunakan maka sistem penerangan
aktif, ketika ruangan terkunci atau sedang
tidak digunakan maka sistem penerangan
akan mati.
Telah banyak sistem penguncian
pintu otomatis yang dikembangkan saat
ini, salah satunya yang sedang populer
adalah RFID (Radio Frequency
Identification). Salah satu program yang
dapat menampilkan secara visual dan
dapat dijadikan interface antara user
dengan suatu program aplikasi windows
adalah Microsoft Visual Basic.
Maka dengan kelebihan PLC dalam
sistem kontrol, peneliti mencoba untuk
melakukan pengontrolan sistem instalasi
penerangan dengan sinyal input dari RFID
(Radio Frequency Identification) sebagai
pembuka kunci pintu otomatis dengan
pengontrolan PLC (Programmable Logic
Controller) dan Visual Basic.
I.2. PERUMUSAN MASALAH
Bagaimanakah membuat sistem
penerangan dengan input RFID sebagai
pembuka kunci pintu otomatis berbasis
Programmable Logic Controller dan
Visual Basic?
I.3. TUJUAN PENELITIAN
1. Mengkoneksikan RFID Reader dengan
PLC dan Visual Basic.
2. Mengontrol sistem instalasi penerangan
dengan input RFID menggunakan
Programmable Logic Controller dan
Visual Basic.
3. Membuat pembuka kunci pintu
otomatis dengan RFID.
II. KERANGKA TEORITIS
II.1. PLC
PLC adalah sebuah alat kontrol yang
bekerja berdasarkan pada pemrograman
dan eksekusi instruksi logika.
PLC mempunyai fungsi internal
seperti timer, counter dan shift register.
PLC beroperasi dengan cara memeriksa
input guna mengetahui statusnya
kemudian sinyal input ini diproses
berdasarkan instruksi logika yang telah
diprogram dalam memori. Sebagai
hasilnya adalah berupa sinyal output.
Sinyal output inilah yang dipakai untuk
mengendalikan peralatan atau mesin.
Antarmuka (interface) yang terpasang di
PLC memungkinkan PLC dihubungkan
secara langsung ke actuator atau
transducer.
II.2. RFID
RFID adalah proses identifikasi
seseorang atau objek dengan
menggunakan frekuensi transmisi radio.
RFID menggunakan frekuensi radio untuk
membaca informasi dari sebuah perangkat
kecil yang disebut tag atau transponder
(Transmitter + Responder). Teknologi ini
memiliki kelebihan yang tidak dimiliki
oleh teknologi/sistem identifikasi jenis
lain.
Teknologi RFID didasarkan pada
prinsip kerja gelombang elektromagnetik,
bahwa:
Komponen utama dari RFID tag adalah
chip dan tag-antena yang biasa disebut
dengan inlay, dimana chip berisi
informasi dan terhubung dengan tag-
antena.
Informasi yang berada dalam chip ini
akan terkirim melalui gelombang
elektromagnetik setelah tag-antena
menerima pancaran gelombang
elektromagnetik dari reader-antena
(interogator). RFID reader ini yang
sekaligus akan meneruskan infomasi
pada application server.
Perpindahan data terjadi yang terjadi
ketika sebuah tag didekatkan pada sebuah
reader dikenal sebagai coupling.
Perbedaan frekuensi yang digunakan oleh
RFID tag aktif dengan RFID tag pasif
menyebabkan perbedaan metode
perpindahan data yang digunakan pada
kedua tag tersebut. Metode yang
digunakan juga bergantung pada harga,
ukuran, kecepatan, dan jangkauan
pembacaan serta keakuratan. Perpindahan
data pada RFID tag pasif menggunakan
metode magnetik (inductive coupling).
Sedangkan RFID tag aktif menggunakan
metode elektromagnetik (backscatter
coupling).
Standar komunikasi data serial yang
paling populer di dunia komputer dan
industri adalah RS-232 dan variannya.
RS-232 menawarkan komunikasi
asynchronus dengan kombinasi start dan
stop bit yang digunakan untuk
mensinkronkan masing-masing data
frame.
Modus asinkron lebih aman
dibandingkan dengan modus sinkron. Di
dalam komputer terdapat 2 port
komunikasi serial yaitu COM 1 dan COM
2 yang merupakan komunikasi asinkron.
Interface komunikasi serial yang
digunakan adalah UART (Universal
Asynchronous Receiver/Transmitter).
Parity bit digunakan oleh penerima untuk
menentukan jika angka ganjil bit telah
rusak pada saat transmisi.
III. METODOLOGI PENELITIAN
III.1. TEMPAT DAN WAKTU
PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium
PLC Jurusan Teknik Elektro Fakultas
Teknik Universitas Negeri Jakarta.
Penelitian dilakukan selama 4 bulan pada
bulan Oktober 2012 sampai Januari 2013.
III.2. METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan adalah
metode eksperimen laboratorium yaitu
membuat dan melakukan uji program
mengkoneksikan RFID dengan Visual
Basic dan PLC kemudian menerapkannya
pada simulator kunci pintu otomatis dan
instalasi penerangan.
III.3. PERANCANGAN RANGKAIAN
KUNCI PINTU OTOMATIS
Rangkaian simulator kunci pintu
otomatis menggunakan dua buah relai 12
VDC dalam mengatur arah putaran dari
motor.
Gambar 3.1. Rangkaian Modul Relai pada
Simulator Kunci Pintu Otomatis
Rangkaian pada gambar 3.1 akan
dihubungkan dengan output dari PLC.
Apabila com pada PLC dihubungkan
dengan -12 VDC, maka ujung-ujung relai
yang di-jumper dihubungkan dengan +12
VDC. Sumber tegangan DC diperoleh dari
transformator yang diberi dioda bridge
sebagai penyearah. Pada bagian ujung-
ujung dari motor DC dihubungkan dengan
common dari masing-masing relai. NO
(Normally Open) pada masing-masing
relai dihubungkan dengan +12 VDC,
sedangkan NC (Normally Close) pada
masing-masing relai dihubungkan dengan
-12 VDC.
III.4. PERANCANGAN RANGKAIAN
SENSOR CAHAYA
Sensor cahaya dibuat dengan
menggunakan LDR sebagai penerima
cahaya, yang akan digunakan untuk
mengaktifkan relai sebagai input pada
PLC.
Gambar 3.2. Rangkaian Sensor Cahaya
Rangkaian ini digunakan untuk
mendeteksi permukaan gelap atau terang.
Prinsip kerjanya adalah menggunakan
prinsip bahwa permukaan yang terang
cenderung untuk memantulkan cahaya
lebih banyak. Jika mengenai permukaan
yang gelap maka cahaya yang dipantulkan
akan sedikit, resistansi LDR akan menjadi
tinggi, sehingga picu basis transistor kecil
dan arus kolektor-pun menjadi kecil.
Akibatnya tegangan kolektor-emitor
menjadi besar. Dan relai akan
mendapatkan tegangan dan mengaktifkan
koil relai maupun sebaliknya.
III.5. PERANCANGAN ALAT PADA PLC
Pengawatan rangkaian PLC dapat dilihat pada gambar 3.3:
Gambar 3.3. Pengawatan Rangkaian PLC
Pada diagram ladder PLC yang dibuat
akan memiliki 2 input utama berupa
Holding Relay yang akan diinstruksikan
oleh RFID melalui visual basic. Masing-
masing input dituntut untuk dapat
mengaktifkan 2 output relai secara
bergantian. Penggunaan fungsi DIFU dan
DIFD dipasang dengan Temporary Relay
dapat dimanfaatkan dalam mengaktifkan 2
output PLC, dimana jika sebuah IR
(Internal Relay) yang digunakan sebagai
NO menjadi NC, maka relai pada DIFU
aktif sementara. Kemudian buat pula NO
dari relai pada DIFU untuk mengaktifkan
output 1 PLC, dengan ditambahkan
latching akan membuat output 1 PLC
menyala terus, maka diberikan NC dari
input berupa limit switch 1 untuk
mematikan output 1 PLC.
Sebaliknya ketika IR yang
sebelumnya NC kembali menjadi NO,
maka relai pada DIFD aktif sementara.
Kemudian buat pula NO dari relai pada
DIFD untuk mengaktifkan output 2 PLC,
dengan ditambahkan latching akan
membuat output 2 PLC menyala terus,
maka diberikan NC dari input berupa limit
switch 2 untuk mematikan output 2 PLC.
Namun IR yang akan digunakan perlu
diaktfikan terlebih dahulu dengan
gabungan fungsi DIFU dan KEEP.
Dengan mengaktifkan NO dari HR
(Holding Relay), maka akan mengaktifkan
relai pada DIFU, dengan garis temporary
relay ditambahkan NO dari relai DIFU
yang akan masuk ke IR dari KEEP.
Sebelumnya pada set KEEP ditambahkan
NC dari IR dan pada reset KEEP
ditambahkan NO dari IR. Sehingga ketika
NO dari HR berubah menjadi NC, maka
DIFU mengaktifkan relai sementara, NO
dari DIFU akan masuk ke set pada KEEP.
Maka IR pada KEEP akan aktif terus
hingga di reset. NC yang dipasang
sebelum set dari KEEP akan menjadi NO,
dan NO yang dipasang sebelum reset dari
KEEP akan menjadi NC. Sehingga ketika
HR kembali aktif, KEEP akan reset.
III.6. PERANCANGAN PROGRAM
SISTEM MONITORING
Dengan menggunakan software
Hyperterminal Windows data pada Tag
Card dapat dilihat. Diperlukan konfigurasi
yang sesuai antara RFID Reader dengan
PC dengan kabel serial RS-232.
Menyediakan antarmuka yang
memiliki tombol connect, disconnect,
buka ruang 1, kunci ruang 1, buka
ruang 2, kunci ruang 2, tutup operator,
dan tutup program; label judul, ruang
1, ruang 2, RFID Tag, dan jam;
MSComm RFID dan PLC; Timer jam,
pembacaan fungsi RFID, dan
pembacaan fungsi PLC; Text kartu dan
ID Tag Card; Image ruang 1 terkunci,
ruang 1 terbuka, ruang 1 lampu
menyala, ruang 2 terkunci, ruang 2
terbuka, dan ruang 2 lampu menyala
yang akan diatur visible berdasarkan
output PLC.
Comport RFID dan PLC akan open
apabila tombol connect ditekan,
sebaliknya bila tombol disconnect
ditekan akan false.
Saat kartu 1 terbaca, maka akan
ditampilkan pada text beserta ID tag
card, maka image berubah menjadi
image ruang 1 terbuka dan apabila
sensor LDR mendeteksi kurangnya
cahaya, maka image berubah menjadi
image ruang 1 lampu menyala.
Begitupun pada ruang 2 jika kartu 2
terbaca.
Tombol buka ruang 1, kunci ruang 1,
buka ruang 2, kunci ruang 2, dan tutup
operator akan muncul saat kartu 3
terbaca.
Atur enabled tombol buka ruang 1,
kunci ruang 1, buka ruang 2, dan kunci
ruang 2 sesuai image.
Membuat visible tombol buka ruang 1,
kunci ruang 1, buka ruang 2, dan kunci
ruang 2 kembali false saat tombol tutup
operator ditekan.
Gambar 3.4. Antarmuka Program
pada Visual Basic
IV. HASIL PENGUJIAN DAN
ANALISIS
IV.1. HASIL PENGUJIAN
Tabel 4.1. Hasil Pengujian Jarak Baca RFID Reader
No Jarak Terbaca Keterangan
Baca (Ya/Tidak) 1 13 cm
– 5 cm Tidak -
2 4 cm Ya Kartu 1 dan 2
3 3,5 cm Ya Kartu 1, 2 dan 3
4 3 cm Ya Kartu 1, 2 dan 3
5 2 cm Ya Kartu 1, 2 dan 3
6 1 cm Ya Kartu 1, 2 dan 3
Tabel 4.2. Hasil Pengujian Kondisi Relai dan Tegangan pada Motor
No Nama Kartu Kondisi V motor 1 Kondisi V motor 1 Relai 1 Relai 2
1 Kartu 1 Nyala 10,72 V
Nyala 10,72 V
10,67 V 10,67 V 10,71 V 10,67 V
Rata-Rata 10,7 V Rata-Rata 10,68 V Kondisi V motor 2 Kondisi V motor 2
Relai 3 Relai 4
2 Kartu 2 Nyala 10,75 V
Nyala 10,75 V
10,76 V 10,82 V 10,79 V 10,80 V
Rata-Rata 10,77 V Rata-Rata 10,79 V Tabel 4.3. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya
No Kriteria Pengujian Nilai Terukur
Kondisi Gelap Kondisi Terang 1 2 1 2
1 Tegangan pada LDR 2,80 V 2,20 V 1,94 V 1,62 V 2,76 V 2,08 V 1,93 V 1,64 V 2,82 V 2,16 V 1,92 V 1,63 V
Rata-rata 2,79 V 2,15 V 1,93 V 1,63 V
2 Tegangan pada Relai 12,54 V 12,63 V 0,0 V 0,1 V 12,55 V 12,62 V 0,1 V 0,0 V 12,56 V 12,62 V 0,0 V 0,0 V
Rata-rata 12,55 V 12,62 V 0,03 V 0,03 V
Tabel 4.4. Hasil Pengujian Nyala Lampu No Kondisi Tag Card Kondisi Cahaya Lampu 1 Lampu 2
1 Kartu 1 Terbaca Gelap on off 2 Terang off off 3 Kartu 2 Terbaca Gelap off on 4 Terang off off
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Pembacaan Tag Card
No Nama Kartu Nomor Tag pada Hyperterminal
Nomor Tag pada Visual Basic 6.0 Keterangan
1 Kartu 1 4C00DEBB2900 4C00DEBB2900 benar 2 Kartu 2 4C00DE9ACDC5 4C00DE9ACDC5 benar 3 Kartu 3 0500ADA91514 0500ADA91514 benar
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Pembacaan Lebih dari Satu Tag Card No Jumlah Tag Card Nama Kartu Data Terbaca Keterangan 1 1 buah Kartu 1 4C00DEBB2900 Terbaca 2 2 buah Kartu 1 dan 2 4C00DEBB2900
atau 4C00DE9ACDC5
Tidak Terbaca (Terbaca ketika
posisi kartu terbalik, sesuai dengan letak antena pada
kartu) 3 3 buah Kartu 1, 2 dan 3 4C00DEBB2900
atau 4C00DE9ACDC5
atau 0500ADA91514
Tidak Terbaca (Terbaca ketika
posisi kartu terbalik, sesuai dengan letak antena pada
kartu)
Tampilan pada program Visual Basic 6.0
seperti gambar 4.1:
Gambar 4.1. Tampilan Utama Program
Monitoring Ruangan
Dari gambar 4.1, indikator ruang 1
dan/atau ruang 2 akan berubah apabila tag
card yang diinginkan didekatkan pada
RFID Reader. Seperti pada gambar 4.2
hingga gambar 4.8.
Gambar 4.2. Tampilan Kunci Pintu
Terbuka pada Ruang 1
Gambar 4.3. Tampilan Lampu Penerangan
ON pada Ruang 1
Gambar 4.4. Tampilan Kunci Pintu
Terbuka pada Ruang 2
Gambar 4.5. Tampilan Lampu Penerangan
ON pada Ruang 2
Gambar 4.6. Tampilan Kunci Pintu
Terbuka pada Ruang 1 dan Ruang 2
Gambar 4.7. Tampilan Lampu Penerangan
ON pada Ruang 1 dan Ruang 2
Gambar 4.8. Tampilan saat Tag Card
Penjaga Aktif
Listing program Visual Basic dan
Diagram Ladder terdapat pada lampiran.
Pengujian komunikasi data dilakukan
dengan instrumen penelitian adalah PLC
dan Software Microsoft Visual Basic
Tabel 4.7. Hasil Pengujian Komunikasi Data
No Data yang Dikirim ke PLC
Output PLC yang Menyala Keterangan
1 @00WH00020001 (Pertama)
10.02 dan 11.00 Kondisi ruang 1 tidak terkunci, 11.00 akan off kembali saat input 00.02 on (Limit Switch 1)
2 @00WH00020001 (Kedua)
10.03 dan 11.01 Kondisi ruang 1 terkunci, 11.01 akan off kembali saat input 00.03 on (Limit Switch 2).
3 @00WH00030001 (Pertama)
10.04 dan 11.02 Kondisi ruang 2 tidak terkunci, 11.02 akan off kembali saat input 00.04 on (Limit Switch 3).
4 @00WH00030001 (Kedua)
10.05 dan 11.03 Kondisi ruang 2 terkunci, 11.03 akan off kembali saat input 00.05 on (Limit Switch 4).
Tabel 4.8. Hasil Pengujian Output PLC terhadap Kondisi Visual Basic
Anonim. Antarmuka IED dengan PC melalui MsComm VB6.0. http://ari-sty-blog.blogspot.com/2009/11/antarmuka-ied-dengan-pc-melalui-mscomm.html [diunduh pada 22 November 2012]
Atmadja, Usadi Sastra. RFID (Radio Frequency Identification). http://www.solper.com/pic/content_48_vol_2.pdf. [diunduh pada tanggal 2 Oktober 2012]