E-PARKIRCARD

Agus Suminto1, Mulya Agung Prabowo2, Yulia Riandini3, Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Semarang

Abstract

      Untuk memasuki area parkir iniArduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

     Pada pembahasan kali ini akan dibahas mengenai aplikasi Arduino yaitu sebuah perangkat, dimana aplikasi ini menggunakan RFID dan reader sebagai input dengan refrensi masukan gelombang radio dengan frequensi sekitar 13,56 MKHz dengan tegangan sesuai sumber arduino dan menggunakan 2 jenis output berupa display led 7ruas sebanyak 4 buah dan dengan menggunakan motor servo untuk menggerakkan palang pintu.

Kata Kunci : Arduino Uno, RFID/ Reader RFID, Motor Servo, Led 7 Ruas

      The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328. It has 14 digital input pins of the output of the input pins of which 6 can be used as PWM outputs and 6 analog input pin, 16 MHz crystal oscillator, a USB connection, a power jack, an ICSP header, and a reset button. To support the microcontroller to be used, quite simply connect the Arduino Uno board to the computer using the USB cable or the AC electrical-to-DC adapter or battery to run it.

     At the explanation this time will be discussed the application is a device, where the application uses RFID and reader as input to a radio wave with input reference frequensi about 13,56MKHz to voltage congrue Arduino sources and uses of two types of output led display 7segment as much as 4 pieces and using a servo motor to move the doorstop.

Keyword : Arduino Uno, RFID and reader RFID, servo motor, 7 segment

I. Pendahuluan

Di area parkir sekarang ini masih banyak adanya pencurian kendaraan bermotor, dan pelakunya biasanya dari dalam area parkir sendiri. Sebenarnya dari kendaraan itu sendiri sudah diberi keamanannya, tetapi masih saja terjadi pencurian karena kurang waspadanya operator pada area parkir. Atau pun sekarang ini adanya penipuan menjadi operator, yang bias mencuri uang parkir. Untuk meminimalisir operator curang tersebut dan dilengkapi keamanan. Dengan kartu e-parkir ini dapat membayar secara otomatis dan keamanan pada area parkir pun meningkat. Tanpa adanya kecurangan dalam pembayaran parkir.

A. Rumusan Masalah

Berdasarkan permasalahan yang terdapat pada latar belakang, disusun rumusan masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana membuat kartu parkir otomatis?
2. Bagaimana sistem program untuk kartu parkir sebagai pembayar area parkir?
3. Bagaiamana cara sistem display dengan menggunakan ic decoder dan 7 ruas?

B. Ruang Lingkup

Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada perumusan masalah yang akan dibahas pada alat ini sebagai berikut:

1. RFID sebagai pembayaran dengan menggunakan sistem penyimpanan data pada kartu RFID.
2. RFID reader hanya membaca 13,56 MKhz. Untuk kartu yang sesuai dengan frequensi tersebut akan terbaca.
3. Menggunakan EEPROM untuk menyimpan data pada kartu RFID.

C. Tujuan

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah mernacang dan membuat suatu sistem keamanan berupa palang pintu otomatis dengan menggunakan 7 segment sebagai luaran yang dihasilkan dari pembacaan RFID sehingga akan mempermudah pengguna Area parkir untuk mempersingkat waktu antiran untuk memasuki area parkir.

II. Tinjauan Pustaka

    Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merencang dan membua aplikasi menggunakan Arduino ini.

a. Arduino Uno

Arduino merupakan modul atau kit mikrokontroler yang bersifat sumber terbuka baik piranti keras maupun piranti lunaknya. Pengertian awam, Arduino merupakan komputer kecil yang dapat di program untuk memproses masukan dan luaran antara modul itu sendiri dengan komponen eksternal yang dihubungkan dengannya. Arduino memiliki kompilator program tersendiri menggunakan bahasa C++ yang dilengkapi dengan program pustaka yang memudahkan para pengguna untuk merancang suatu program. Perangkat kerasnya terdiri dari pengendali yang memiliki desain sederhana dengan Atmel AVR sebagai pengolah utama dan pintu masukan serta luaran yang langsung terpasang pada papan utamanya.

Beberapa macam jenis Arduino dijual dipasaran, salah satunya Arduino Uno dengan tipe terbaru yaitu Arduino Uno R3. Modul ini memiliki 14 pin masukan/luaran (yang mana 6 dapat digunakan sebagai PWM output), 6 analog input, keramik resonator 16MHz, koneksi USB, power jack, header ICSP, dan tombol reset, memuat semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler. Arduino R3 dapat dihubungkan langsung ke komputer dengan kabel USB atau dengan mencatu dengan catu daya.

Gambar. Arduino Uno

Fitur-fitur yang dimiliki oleh Arduino Uno R3 ditunjukkan dibawah ini.

• Mikrokontroler : ATmega328
• Kaki I/O digital : 14 (6 diantaranya adalah PWM)
• Kaki I/O analog : 6
• Flash Memory : 32 KB (8 KB digunakan untuk bootloader)
• SRAM : 2 KB
• EEPROM : 1 KB
• Tegangan kerja : 5 volt
• Tegangan masukan : 7 – 12 volt
• Arus DC pada kaki I/O : 40 mA

Arduino Uno R3 dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Daya eksternal (non-USB) dapat menggunakan adaptor AC-DC atau baterai. Arduino ini dapat beroperasi pada catu tegangan eksternal dari 6 Volt sampai 20 Volt. Rentang tegangan yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 Volt.

     Masing-masing dari 14 kaki digital pada Arduino Uno R3 dapat digunakan sebagai masukan atau luaran, menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead(). Mereka beroperasi pada tegangan 5 Volt. Setiap kaki dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (terputus secara alami) sebesar 20-50 KOhms.

b. RFID tag

    RFID adalah singkatan dari Radio Frequency Identification. RFID adalah sistem identifikasi tanpa kabel yang memungkinkan pengambilan data tanpa harus bersentuhan seperti barcode dan magnetic card seperti ATM. RFID kini banyak dipakai diberbagai bidang seperti perusahaan, supermarket, rumah sakit bahkan terakhir digunakan dimobil untuk identifikasi penggunaan BBM bersubsidi.

     Ketika beberapa saat yang lalu ada pergantian sistem absensi barcode ke RFID. Proses absen yang semula gesek-menggesek sekarang menjadi tempel-menempel dan bahkan bisa cukup dengan pandang-memandang tanpa harus bersentuhan.

    RFID Tag Adalah sebuah alat yang melekat pada obyek yang akan diidentifikasi oleh RFID READER. RFID TAG dapat berupa perangkat pasif atau aktif. TAG pasif artinya tanpa battery dan TAG aktif artinya menggunakan battery. TAG pasif lebih banyak digunakan karena murah dan mempunyai ukuran lebih kecil. RFID TAG dapat berupa perangkat read-only yang berarti hanya dapat dibaca saja ataupun perangkat read-write yang berarti dapat dibaca dan ditulis ulang untuk update.

Gambar RFID Tag

      RFID TAG mempunyai dua bagian penting, yaitu:

• IC atau kepanjangan dari Integrated Circuit, yang berfungsi menyimpan dan memproses informasi, modulasi dan demodulasi sinyal RF, mengambil tegangan DC yang dikirim dari RFID READER melalui induksi, dan beberapa fungsi khusus lainya.
• ANTENNA yang berfungsi menerima dan mengirim sinyal RF.

     RFID TAG tidak berisi informasi pengguna seperti nama, nomor rekening, NIK atau yang lain. RFID TAG hanya berisi sebuah TAG yang unik yang berbeda satu dengan yang lainnya. Jadi Informasi mengenai obyek yang terhubung ke tag ini hanya diterdapat pada sistem atau database yang terhubung pada RFID READER. Saat ini RFID TAG bisa dibuat dengan ukuran yang sangat kecil, dan tercatat yang paling kecil adalah RFID TAG buatan HITACHI yang berukuran 0.05mm × 0.05mm.

 

c. RFID Reader

    RFID Reader adalah merupakan alat pembaca RFID TAG. Ada dua macam RFID READER yaitu READER PASIF (PRAT) dan READER AKTIF (ARPT).

    READER  PASIF  memiliki  sistem  pambaca pasif yang hanya menerima sinya radio dari RFID TAG AKTIF (yang dioperasikan dengan barrety/sumber daya). Jangkauan penerima RFID PASIF bisa mencapai 600 meter. Hal ini memungkinkan aplikasi RFID untuk sistem perlindungan dan pengawasan aset.

    READER AKTIF memiliki sistem pembaca aktif yang memancarkan sinyal interogator ke TAG dan menerima balasan autentikasi dari TAG. Sinyal interogator ini juga menginduksi TAG dan akhirnya menjadi sinyal DC yang menjadi sumber daya TAG PASIF.

    RFID  menggunakan  beberapa  jalur gelombang untuk pemancaran sinyal. Namun yang paling banyak dipakai adalah jalur UHF ada frekuansi 865-868MHzz dan 902-928 MHz. Kode yang ditulis pada TAG berupa 96 bit data yang berisi 8bit header, 28 bit nama organisasi pengelola data, 24bit kelas obyek (misal=untuk identifikasi jenis produk) dan 36bit terakhir adalah nomor seri yang unik untuk tag. Kode tersebut dipancarkan melalui sinyal RF dengan urutan yang telah standar.

 

Gambar RFID Reader

 

     Kelebihan sistem RFID ini lebih unggul dari penggunaan kode bar . Tag dapat dibaca jika lewat di dekat pembaca , bahkan jika itu ditutupi oleh obyek atau tidak terlihat . Tag dapat dibaca dalam wadah, karton , kotak atau lainnya , dan tidak seperti barcode , RFID tag dapat sekaligus dibaca ratusan id pada suatu waktu . Kode Bar hanya dapat dibaca satu per satu menggunakan perangkat saat ini.

    RFID juga tahan air dan gesekan karena biasanya dikemas dalam chip plastik yang kadang dimasukkan kedalam bodi obyek yang dipasang RFID.

 

d. Led 7ruas

Seven Segment adalah suatu segmen- segmen yang digunakan menampilkan angka. Seven segment merupakan display visual yang umum digunakan dalam dunia digital. Seven segment sering dijumpai pada jam digital, penujuk antrian, diplay angka digital dan termometer digital. Penggunaan secara umum adalah untuk menampilkan informasi secara visual mengenai data-data yang sedang diolah oleh suatu rangkaian digital.

Seven segmen ini tersusun atas 7 batang LED yang disusun membentuk angka 8 yang penyusunnya menggunakan diberikan lebel dari ‘a’ sampai ‘g’ dan satu lagi untuk dot point (DP). Setiap segmen ini terdiri dari 1 atau 2 Light Emitting Diode ( LED ). salah satu terminal LED dihubungkan menjadi satu sebagai kaki common.

 

 

Jenis-jenis Seven Segment:

1. Common Anoda

Semua anoda dari LED dalam seven segmen disatukan secara parallel dan semua itu dihubungkan ke VCC, dan kemudian LED dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak LED. Karena dihubungkan ke VCC, maka COMMON ANODA ini berada pada kondisi AKTIF LOW (led akan menyala/aktif bila diberi logika 0).

 

2. Common Katoda

Merupakan kebalikan dari Common Anoda. Disini semua katoda disatukan secara parallel dan dihubungkan ke GROUND. Karena seluruh katoda dihubungkan ke GROUND, maka COMMON KATODA ini berada pada kondisi AKTIF HIGH (led akan menyala/aktif bila diberi logika 1).

 

 

Prinsip Kerja:

     Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya akan ditampilkan pada seven segment.

     Seven segment dapat menampilkan angka-angka desimal dan beberapa karakter tertentu melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyusunan dalam seven segment. Untuk memudahkan penggunaan seven segment, umumnya digunakan sebuah decoder( mengubah/ mengkoversi input bilangan biner menjadi decimal) atau seven segment driver yang akan mengatur aktif tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan nilai biner yang diberikan.

 

e. Motor servo

   Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan ssitem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian control yang ada di dalam motor servo.

 

Gambar motor servo

 

     Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variable resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian control. Potensiometer berfungsi untuk menetukan batas maksimum putaran sumbu (axis ) motoer servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan pulsa yang pada pin control motor servo.

     Motor servo adalah motor yang mampu bekerja dua arah (CW dan CCW) dimana arah dan sudut pergerakan rotornya dikendalikan dengan memberikan variasi lebar pulsa (duty cycle) sinyal PWM pada bagian pin kontrolnya.

 

Jenis Motor Servo Motor

Servo Standar 180°

Motor servo jenis ini hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°.

 

Motor Servo Continuous

Motor servo jenis ini mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) tanpa batasan defleksi sudut putar (dapat berputar secara kontinyu).

 

Pulsa Kontrol Motor Servo Operasional

Motor servo dikendalikan oleh sebuah pulsa selebar ± 20 ms, dimana lebar pulsa antara 0.5 ms dan 2 ms menyatakan akhir dari range sudut maksimum. Apabila motor servo diberikan pulsa dengan besar 1.5 ms mencapai gerakan 90°, maka bila kita berikan pulsa kurang dari 1.5 ms maka posisi mendekati 0° dan bila kita berikan pulsa lebih dari 1.5 ms maka posisi mendekati 180°.

 

Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengah-tengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.

 

III. Perancangan Alat

     Pada Bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan alat pengamanan pada area parkir dengan luaran 7 segment dan motor servo. Pada perancangan sistem ini meliputi perancangan lunak (software), dan perangkat keras (hardware). Meliputi perancangan pada Arduino dengan antarmuka RFID dan dengan menggunakan sistem EEPROM pada Arduino.

 

3.1.Penentuan Spesifikasi Alat

      Spesifikasi alat sitetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan adalah sebagai berikut:

1. Alat ini dapat menyimpan data pada kartu RFID dengan menggunakan EEPROM.
2. Keluaran dari alat ini berupa tampilan 4 digit 7 ruas common cathode.
3. Mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno R3.
4. Alat ini menggunakan Reader RFID dengan frequensi 13,56MKHz

 

3.2.Perancangan Diagram Blok

     Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian. Tujuan lain diagram blok ini adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu ssitem yang sesuia dengan perancangan sebelumnya.

 

Diagram blok sistem menunjukan dalam gambar 3.2

 

Gambar 3.2 Diagram Blok Keseluruhan sistem

 

1. Reader RFID ini digunakan untuk membaca data yang masuk dari kartu RFID.
2. Arduino ini selain untuk mengolah data juga digunakan untuk menyimpan data ke kartu RFID.
3. IC 74HC595 decoder untuk mengubah kode biner menjadi tampilan 7 segment.
4. Motor servo digunakan sebagai media keluaran untuk membuka dan menutup palang pintu secara otomatis.

 

3.3.Prinsip kerja Alat

Alat ini menggunakan RFiD Minfare RC522 module untuk mendeteksi kartu RFID yang mempunyai frequensi 13,56MKHz. Kemudian prinsip kerja alat ini adalah jika RFID Minfare ini dipasang dan pada jarak 5 cm atau 0,05 mm akan menerima gelombang radio dari karu RFID ini jika sesuai dengan frequensi RFID Minfare RC522 akan di proses pada Arduino dan mengirim data ke IC decoder 74HC595 ditampilkan pada 7 segment, dari data RFID tersebut jika sesuai dengan program pada Arduino motor servo akan bergerak.

 

3.4. Perancangan perangkat keras

Perancangan dan pembuatan perangakat keras untuk membaca RFID beberapa rangakaian sebagai sumber pada Arduino maupun masukan dan luaran, rangkaian model RFID minfare RC522, rangkaian decoder dengan tampilan 7 segment.

 

a. Rangkaian modul RFID Minfare RC522

    Dalam percancangan rangakaian modu RFID Minfare RC522 ini terdapat chip MFRC522 sebagai desain sirkuit untuk membaca frequensi yang dipancarkan oleh RFID card.

 

Gambar rangakaian reader RFID ke Arduino

 

b. Rangkaian decoder dengan tampilan 7 segment.

   Dalam perancangan rangkaian decoder dengan tampilan 7segment terdiri dari IC 74HC595 dan tampilan 7 segment 4 digit.

 

Gambar rangkaian decoder dengan tampilan 7 segment

 

3.5.Perancangan perangkat lunak

Untuk diagram alir, program aplikasi Arduino Uno menggunakan masukan pembacaan pada kartu RFID serta menggunakan luaran motor servo dan 7 segment.

 

Gambar diagram alir

 

IV. Pengujian Alat

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana sistem e-Parkir ini bekerja dalam membaca kartu RFID, akan ditampilkan

 

 

dan pengurangan data atau pulsa pada kartu RFID serta menentukan nilai atau pulsa berapa untuk mengaktifkan motor servo

 

Tabel Pengujian data yang terdapat pada kartu RFID

 

V. Kesimpulan

   Setelah melakukan percobaan, pengambilan data dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1. Pada modul RFID Minfare RC522 ini hanya bekerja pada frequensi 13,56 MKHz, jika diluar dari frequensi tersebut tidak dapat membaca, kartu nya biasanya menjadi 1 paket dengan reader RFID nya.
2. Kartu e-KTP juga memiliki frequensi yang sama atau e-KTP dapat dibaca oleh RFID Minfare RC522.
3. Tampilan menggunakan IC decoder 74HC595 ini berfungsi untuk mengubah data biner menjadi tampilan segment yang berupa teks berjalan.
4. Dari data pada RFID ini direspon oleh motor Servo yang dapat menggerak kan palang pintu.

 

REFRENSI

1) http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/motor-servo/

2) http://www.electrodragon.com/product/mifare-rc522-rfid-card-readerdetector-ic-card/

3) http://downloads.ziddu.com/downloadfile/14648847/SevenSegmentindo.docx.html

4) http://abisabrina.wordpress.com/tag/rfid-adalah/

5) http://ariedc.blogspot.com/2012/08/palang-parkir-mobil-berbasis-scada.html

 

Nama penulis Agus Suminto. Penulis dilahirkan di kota Semarang tanggal 19 Desember 1994. Penulis telah menempuh pendidikan TK PGRI 67, SD Bangetayu 01, SMP Negeri 20 dan SMK Pelita Nusantara. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru baru diploma (D3) dan dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3 khusus) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.04. apabila memiliki kritik, saran atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi +6289633722108. Atau melalui email: agussuminto1993@yahoo.com

 

Nama penulis Mulya Agung Prabowo. Penulis di lahirkan di semarang pada tanggal 30 September 1994. Penulis telah menempuh pendidikan SD Tandang 03, SMP Negeri 8 dan SMK Negri 4 semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru baru diploma (D3) dan dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3 khusus) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.20. apabila memiliki kritik, saran atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi +6289607426489. Atau melalui email: mulyaagun9@gmail.com

 

Nama penulis Yulia Riandini. Penulis di lahirkan di semarang pada tanggal 28 Juli 1994. Penulis telah menempuh pendidikan TK YSKI 1, SDK YSKI 1, SMP “Institut Indonesia” dan SMK Negri 1 semarang. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis telah mengikuti seleksi mahasiswa baru baru diploma (D3) dan dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3 khusus) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi Teknik Elektronika, jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.12.3.23. apabila memiliki kritik, saran atau pertanyaan mengenai penelitian ini, dapat menghubungi +6285713064482. Atau melalui email: yuliariandini454@gmail.com