Aplikasi RFID untuk Lampu Penyeberangan

Ali Akbar Velayaty S.¹, Dyana Anggun Y.², Gilang Bayu S.³

^1,2,3 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang 

Jln. Prof. Sudarto, SH, Ds. Tembalang, Semarang 50275 INDONESIA

Email :Ali.akbar.velayaty.s@gmail.com ¹,dyanaanggun93@gmail.com ², gilang.swasongko@gmail.com³

Abstract— Ali Akbar VelayatyS., Dyana Anggun Y. , Gilang Bayu S. “RFID Applications in Pedestrian Crossing Lights”, Arduino Project DIII Electronic Engineering Department Politeknik Negeri Semarang, lectured by Dr. Samuel BETA; Ing-Tech.,M.T., December 2013.

RFID ( Radio of Frequency Identification ) is technology base on the this wave radio. Technology able to identify without needed direct contact. RFID developed by in the place of barcode technology. Implementation RFID is among other things used for the approximation of last stream - pass by quickly at turnpike, system of applying of application RFID in that library area, and what is more there are also research RFID used for the university student card, library card and polyclinic card, application of transaction of voucher and fingerprint and breach-block electronic at smart home. In this arduino project, the writer do the simulation program on pedestrian crossing lights by using RFID (Radio Frequency Identification).It is expected that using this tool, to help the pedestrian to cross the street with identification technology which does not need direct contact in the usage. This technology also offers safety. The use of RFID on road crossings provide significant advantages when compared with barcode technology. Excellence in reading RFID tags is no need for direct contact with the reader and the tag does not need precision placement. In contrast to the barcode, optical card reading done, so the need for direct contact with the reader.

Keywords—RFID, LED, Microcontroller Arduino Uno

I.      pendahuluan

A. Latar Belakang

RFID (radio frequency identification) adalah suatu teknologi yang memanfaatkan frekuensi radio sebagai identifikasi otomatis terhadap suatu objek. RFID dapat dipandang sebagai salah satu cara dalam pelabelan suatu objek secara eksplisit dengan menggunakan peralatan-peralatan komputer.

Dalam pengoperasian identifikasi RFID tersebut terjadi kontak antara transponder (tag) atau divais pembawa data dan reader (yang terhubung dengan sistem komputer) secara tidak langsung atau mekanik (dengan pengiriman gelombang electromagnet ).

Teknologi ini mampu mengidentifikasi secara simultan tanpa diperlukan kontak langsung. RFID dikembangkan sebagai pengganti atau penerus teknologi barcode. Salah satu implementasi RFID dapat diterapkan pada sistem penyeberangan. Lampu lalu lintas adalah lampu yang mengendalikan arus lalu lintas yang terpasang di persimpangan jalan. Semakin tingginya tingkat mobilitas penduduk suatu daerah. Banyaknya pengguna jalan dari berbabagai jenis kendaraan yang membutuhkan keselamatan saat melewati persimpangan jalan khususnya untuk para penyeberang jalan, membuat orang terus berupaya untuk merancang suatu sistem lalu lintas yang dapat meringankan beban polisi dalam mengatur kelancaran arus lalu lintas dan menjaga keselamatan bagi pengguna jalan baik yang menggunakan kendaraan bermotor atau penjalan kaki.  Berdasarkan permasalahan tersebut maka timbulah ide untuk membuat suatu sistem aplikasi RFID dengan lampu penyeberangan khususnya pejalan kaki.

Teknologi RFID sangat tetpat karena tidak memerlukan kontak langsung antara transponder (tag) dengan reader dalam pemakainnya. selain memudahakan dalam penyeberangan ,teknologi ini juga memberikan jaminan keamanan yang selama ini di rasa masih kurang.

Teknologi RFID digunakan untuk membantu pejalan kaki dalam hal menyeberang jalan. Penggunaan RFID pada penyeberangan jalan memberikan keunggulan yang signifikan bila dibandingkan dengan teknologi barcode. Keunggulan pada RFID adalah pembacaan tag tidak perlu kontak langsung dengan reader dan penempatan tag tidak perlu presisi. Sebaliknya pada barcode, pembacaan kartu dilakukan secara optik, sehingga perlu kontak langsung dengan reader.

B. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam Proyek Arduino ini adalah membuat aplikasi sistem penyeberangan dengan automatisasi lampu penyeberangan berbasis RFID.

C. Batasan Masalah

Dalam Proyek Arduino ini sistem yang akan dibuat dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:

1.      RFID (Radio Frequency Identification) yang digunakan hanya pada band frekuensi rendah atau Band LF (Low Frequency).

2.      Simulasi sistem penyeberangan ini menggunakan RFID tipe ID 12 yang bekerja pada frekuensi 125-134 KHz dengan penggunaan jarak pendek, kurang lebih sama dengan 12 cm.

3.      Setiap tag RFID digunakan hanya untuk satu pejalan kaki.

4.      Pembahasan RFID hanya sebagai masukan  dan pembahasan Arduino Uno sebatas penggunaannya untuk mengendalikan lampu LED pada sisi keluaran.

5.      Lampu lalu lintas dan lampu peyeberangan yang dipakai digantikan dengan LED, dimana pada lampu lalu lintas menggunakan LED warna merah, kuning, dan hijau sedangkan lampu penyeberangan menggunakan LED dua warna yaitu merah dan hijau

II.   Landasan Teori

A. RFID^[1]

Sebuah sistem RFID terdiri dari tiga komponen yaitu tag RFID, RFID reader dan sistem host komputer. RFID di dasarkan pada prinsip kerja gelombang elektromagnetik dimana komponen utama dari tag RFID adalah chips dan tag-antena yang biasa disebut inlay merupakan bagian inti / utama dari RFID tag, dimana chip ini berisi informasi dan terhubung dengan tag antena. Informasi yang berada atau tersimpan dalam chip ini akan terkirim atau terbaca melalui gelombang elektromagnetik setelah tag-antena mendapatkan / menerima pancaran dari gelombang elektromagnetik dari reader antenna (integrator). Ketika suatu RFID tag melewati daerah antena scanning, RFID tag akan mendeteksi sinyal aktivasi dari antena. Hal ini akan mengaktifkan chip RFID, lalu ia akan mengirimkan informasi pada microchipnya untuk ditangkap oleh scanning antena^[3].

Dalam sistem RFID diperlukan sebuah reader atau alat scanning-device yang dapat membaca tag dengan benar. Reader sering kali disebut sebagai interogator atau pemindai. Reader ini memiliki beberapa antena yang berfungsi mengirim dan menerima data ke tag dan dari tag. Dalam tugas akhir ini menggunakan RFID tipe ID 12 yang bekerja pada frekuensi 125-134 KHz dengan penggunaan jarak pendek, kurang lebih sama dengan 2 cm (Low Frequency)

         

Gambar 1. RFID ID 12 LA           Gambar 2. tag RFID

B. Koneksi Hyperterminal dan Kode ASCII

C. Koneksi Hypertermina

l

Koneksi hyperterminal dibangun untuk mengetahui isi data yang disimpan oleh tag RFID. Apabila koneksi telah terbentuk maka dapat nomor identitas yang tersimpan pada tag RFID dapat dibaca.

D. Kode ASCII

Setelah koneksi terbentuk dan proses pembacaan tag oleh reader RFID dilakukan akan muncul kode ASCII yang tersimpan di dalam tag RFID. Format keluaran ASCII : Serial ASCII 9600, N,8,1

F. Arduino Uno^[2]

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroller yang didasarkan pada ATmega328. Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroller, mudah menghubungkan ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

Arduino UNO berbeda dari semua board Arduino sebelumnya. Arduino UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur ATmega16U2 (ATmega8U2 sampai ke versi R2) deprogram sebagai pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board Arduino UNO mempunyai sebuah resistor yang menarik gaya 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode. Revisi 3 dari board Arduino UNO memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut:

1.    Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang kedua ini  merupakan sebuah pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya.

2.    Sirkit RESET yang lebih kuat.

3.    ATmega16U2 menggantikan 8U2.

Arduino UNO adalah seri terakhir dari board Arduino USB dan model referensi untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan dengan versi sebelumnya.

Berikut adalah ringkasan spesifikasi dari Arduino UNO:

Mikrokontroller	ATmega328
Tegangan Pengoperasian	5 Volt
Tegangan input yang disarankan	7-12 Volt
Batas tegangan input	6-20 Volt
Jumlah pin I/O digital	14 (6 diantaranya menyediakan keluaran PWM)
Jumlah pin input analog	6
Arus DC tiap pin I/O	40mA
Arus DC untuk pin 3.3 Volt	50 mA
Memori Flash	32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328)
EEPROM	1 KB (ATmega328)
Clock Speed	16 MHz

Gambar 3. Arduino UNO

G. LED (Light Emitting Diode)

Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju.LED pada proyek Arduino ini akan digunakan sebagai simulasi pengganti lampu lalu lintas merah, kuning, hijau dan Lampu penyeberangan.

III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Dalam pembuatan penelitian  ini yaitu “Aplikasi RFID dengan Lampu Penyeberangan” terdiri atas  perancangan mekanik (hardware) yang meliputi perancangan eletrik dan perancangan software. Perancangan ini mempunyai gambaran seperti gambar dibawah ini:

Gambar 4.  Perancangan Alat

Pada gambar diatas mempunyai prinsip kerja seperti pada gambar diagram blok dibawah ini:

A. Perancangan dan Pembuatan Mekanik

Perancangan dan pembuatan mekanik meliputi dari pembuatan rangkaian RFID sebagai masukan, Arduino Uno sebagai pemroses data masukan dari RFID, dan luaran berupa LED sebagai lampu penyeberangan.

B. Perancangan Rangkaian Masukkan dan Luaran

Gambar 5. Rangkaian secara keseluruhan (masukkan-luaran)

Perangkat keras sistem penyeberangan automatis terdiri atas RFID, LED Hijau-Merah, dan LED satu warna sebagai lampu jalan raya. Peralatan masukkan terdiri atas RFID, alat pemroses terdiri atas Arduino Uno, dan keluarannya berupa LED indikator dan LED penyeberangan.

C. Perancangan Mikrokontroler

            Mikrokontroler disini digunakan untuk memproses masukkan berupa kode ASCII dan luaran berupa LED sebagai penanda jalan, dan berhentinya kendaraan.

Gambar 6. Diagram Alir indikator RFID

D.  Perancangan Software

Program Arduino ini berfungsi menjalankan sistem melalui mikrokontroler Arduino Uno, yang nantinya chip mikrokontroler tersebut akan diisi program perintah yang diinginkan.

Berikut diagram alir program yang akan dibuat dalam lampu penyeberangan dibawah ini:

Gambar 7. Diagram Alir program penyeberanga

IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM

A.  Pengujian Perangkat Keras

a. Komunikasi antara Mikrokontroler dengan RFID

Uji komunikasi serial antara mikrokontroler dengan RFID dilakukan sebanyak  5  kali dan diperoleh data seperti ditunjukan pada tabel 1.

Tabel 1.

NO.	Nyala LED Sebelum mendapatkan masukkan tag RFID	Nyala LED Sesudah mendapatkan masukkan tag RFID	Komunikasi
1.	Merah	Hijau	Sukses
2.	Merah	Hijau	Sukses
3.	Merah	Hijau	Sukses
4.	Merah	Hijau	Sukses
5.	Merah	Hijau	Sukses

Pertama kali dikirimkan masukan dari  tag RFID, LED akan menanggapi dengan menyalakan warna hijau yang sebelumnya nyala    LED adalah merah.Oleh karena itu jika sudah di berikan masukan tag  RFID tapi LED masih menyala warna merah maka ini menandakan komunikasi gagal.

B. Pengujian perangkat Lunak

a. Pengujian Program Lampu Penyeberangan

            Proses Pengujian Lampu Penyeberangan di sini meliputi proses pengujian pembacaan kode tag dan tanda pengenal dari tag tersebut

Proses pengujian kedua transaksi yang terjadi dapat dilihat dengan runtutan sebagai berikut :

1. Pengguna kartu  tag  RFID mendekatkan kartunya ke  reader  RFID yang terpasang pada tiang lampu penyeberangan
2. Pada keadaan awal lampu penyeberangan hijau menyala
3. Setelah data nomor unik yang ada pada  tag RFID terbaca maka lampu penyeberangan akan menyala selang beberapa waktu

Gambar 8.Pengamatan kondisi awal lampu penyeberangan awal

Gambar 9.  Pengamatan Kondisi Indikator RFID

Gambar 10.  Tag RF yang digunakan sebagai kartu penyeberangan

Gambar  11 Tag RF yang didekatkan ke pemindai RFID

Saat kode special tag sudah terbaca oleh pemindai RFID, indicator akan berubah warna menjadi hijau kemudian lampu jalan raya berubah menjadi merah, dan lampu penyeberangan berubah menjadi hijau

Gambar 12   indikator RFID berubah warna menjadi hijau

Gambar 13   Lampu Penyeberangan berubah menjadi Hijau, dan Lampu Jalan menjadi merah

Lampu hijau penyeberangan menyala berkedip-kedip selama 12 kali kemudian proses penyeberangan selesai, lampu jalan raya kembali menuju lampu hijau, dan lampu penyeberangan kembali berwarna merah

Gambar 14   Lampu Jalan kembali menuju lampu hijau dan lampu penyeberangan kembali berwarna merah

Gambar  15 Lampu jalan kembali hijau

Proses penyeberangan tersebut akan kembali bekerja saat tag RF kembali terdeteksi oleh pemindai RFID.

V. PENUTUP

A. Kesimpulan

Setelah dilakukan perancangan, pembuatan, serta pengujian dan analisis pada Tugas Akhir ini,dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1.    RFID dengan tipe ID12 dapat membaca kartu tag  RFID yang pada jarak maksimum 2cm secara sejajar dengan reader RFID.

2.    Kartu tag RFID dapat dibaca oleh reader RFID yang terhubung dengan program yang dibuat apabila nomor identitas  tag  RFID sudah masuk pada database lampu penyeberangan.

3.    Aplikasi dibangun untuk sistem penyeberangan dengan menggunakan teknologi RFID dengan masukan berasal dari  tag  RFID yang dibaca ketika ingin menyeberang, serta memberikan keluaran berupa LED yang akan memberikan nyala hijau jika pemindaian kode special tag RF sukses

4.    Pada proses penyeberangan, lampu penyeberangan yang digunakan berada dalam kondisi awal merah dan apabila mendapat masukan dari  tag  RFID maka lampu penyeberangan akan berubah menjadi hijau selama waktu yang ditentukan, kemudian akan kembali lagi pada kondisi awal lampu menjadi merah

VI. DAFTAR PUSTAKA

[1]. Golburg, Joseph, RFID Evaluation Kit, Adilam Electronic, November 2005.

[2]. McRoberts, Michael, Beginning Arduino, Apress, 2010

[3]. ----------, ID 12 Data Sheet, ID Innovations EM module series V21.