Papan Peminjaman Alat Dengan RFID Berbasis Arduino

PAPAN PEMINJAMAN ALAT DENGAN RFID BERBASIS ARDUINO

Deni Wahyu Anggita Putri, Fajar Nur Fitriani, Pradhito Herdiawan, Tohar, Samuel Beta

Email:
anggiputri230599@gmail.com, fitrifajar42@gmail.com, pradhito003@gmail.com,
tohar.suto08@gmail.com, sambetak2@gmail.com

Jurusan Teknik Elektro, Program Studi D3 Teknik Elektronika

Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. H. Sudarto, S.H., Tembalang, Semarang, Jawa Tengah, Indonesia. 50275.

Telp. (024)7473417, Website :www.polines.ac.id, email : mailto:sekretariat@polines.ac.id

Abstrak–Papan Peminjaman Alat dengan RFID Berbasis Arduino menggunakan Sensor Photodioda dan RFID serta Arduino Uno sebagai pemrosesnya, adapun komponen yang digunakan yaitu, photodioda sebagai pendeteksi ada atau tidaknya benda pada papan peminjaman alat dan RFID sebagai identitas peminjam alat. Hasil pembacaan sensor Photodioda yaitu saat ada peminjam alat pada papan peminjam maka data identitas peminjam serta alat yang dipinjam akan ditampilkan pada LCD 20x4.

Kata kunci: Arduino Uno, Sensor Photodioda, RFID, Buzzer, LCD, Identitas, Alat.

Abstract - Tool Lending Board with Arduino Based RFID uses Photodioda and RFID sensors as well as Arduino Uno as the processor, while the components used are, photodioda as a detection of the presence or absence of objects on the tool lending board and RFID as the identity of the tool borrower. Photodioda sensor readings results are when there are borrowers on the borrower's board the borrower's identity data and borrowed equipment will be displayed on the LCD 20x4.

Keywords: Arduino Uno, Photodioda Sensor, RFID, Buzzer, LCD, Identity, Tool.

I.     PENDAHULUAN

Papan peminjaman alat adalah alat yang digunakan untuk mengetahui alat yang dipinjam dan identitas peminjamnya.  Pada ruang peminjaman alat seperti tang potong, tang lancip, gunting, dan alat-alat lainnya baik di kampus maupun di perusahaan mengalami banyak kendala. Kendalanya seperti peminjam yang tidak bertanggung saat meminjam alat. Misalnya tidak mengembalikan alat atau meletakkan barang tidak pada posisi semula. Hal ini disebabkan pada saat meminjam barang tidak ada jaminan atau identitas yang meminjam alat.

Kemudian muncul gagasan untuk membuat sebuah alat yang dapat memudahkan proses peminjaman alat baik bagi penjaga ruang alat maupun peminjam alat sebagai solusi dari permasalahan tersebut. Alat ini berupa  Papan Peminjaman Alat dengan RFID Berbasis Arduino. Dimana cara kerjanya yaitu saat peminjam ingin meminjam barang harus menempelkan identitas dalam bentuk RFID setelah mengambil barang. Apabila peminjam tidak menempelkan RFID setelah mengambil alat, maka buzzer akan berbunyi terus menerus sebagai indikator pencurian atau pengambilan alat tanpa izin. Lalu daftar alat dan identitas peminjam akan  ditampilkan pada sebuah LCD 20x4.

II.    TINJAUAN PUSTAKA

A.    Sensor Photodioda

Dioda foto adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan diode biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh diode foto ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi diode foto mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis.

Untuk lebih jelas tentang prinsip kerja dari sensor ultrasonik dapat dilihat prinsip dari sensor photodioda pada gambar 1 berikut ini :

Gambar 2.1 Prinsip SensorPhotodioda

Ketika sebuah photon (satu satuan energi dalam cahaya) dari sumber cahaya diserap, hal tersebut membangkitkan suatu elektron dan menghasilkan sepasang pembawa muatan tunggal, sebuah elektron dan sebuah hole, di mana suatu hole adalah bagian dari kisi-kisi semikonduktor yang kehilangan elektron. Arah Arus yang melalui sebuah semikonduktor adalah kebalikan dengan gerak muatan pembawa. cara tersebut didalam sebuah photodiode digunakan untuk mengumpulkan photon – menyebabkan pembawa muatan (seperti arus atau tegangan) mengalir/terbentuk di bagian-bagian elektroda.

B.    Sensor Infra red

Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat photodiode dan penguat (amplifier).

Gambar 2.2 Sensor infra red

C.    Modul RFID Reader Mfrc522

Radio frequency identification (RFID) adalah sebuah teknologi yang menggunakan komunikasi via gelombang elektromagnetik untuk merubah data antara terminal dengan suatu objek seperti produk barang, hewan, ataupun manusia dengan tujuan untuk identifikasi dan penelusuran jejak melalui penggunaan suatu piranti yang bernama RFID tag.

Gambar 2.3 Modul RFID Reader Mfrc522

D.    Arduino UNO

Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.[3] Arduino adalah kombinasi dari perangkat keras, bahasa pemrograman dan integrated development environment (IDE). IDE merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk menulis program, mengkompilasi menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memori mikrokontroler. Mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini adalah Arduino UNO. Arduino Uno adalah papan mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 digital pin input/output, dimana 6 pin digunakan sebagai output PWM, 6 pin input analog, 16 MHz resonator keramik, koneksi USB, jack catu daya eksternal, header ICSP, dan tombol reset.

Gambar 2.4 Arduino UNO

E.    Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V.

Gambar 2.5 Buzzer

F.    Modul I2C

I2C atau Inter-Integrated Circuit sendiri merupakan cara komunikasi data secara serial diantara perangkat I2C dengan dua jalur. Pada protokol I2C, data dikirim secara serial melalui jalur SDA, sedangkan untuk clock dikirim melalui jalur SCL.[5] Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan sebagai Master dan Slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C Bus dengan membentuk sinyal Start, mengakhiri transfer data dengan membentuk sinyal Stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master.

Gambar 2.6 Modul I2C

G.    LCD 20x4

LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

Gambar 2.7 LCD 20x4

III.   PERANCANGAN

Bab ini membahas keseluruhan dari perancangan sistem yang dibuat. Perancangan sistem terdiri dari perancangan perangkat mekanik, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat lunak. Gambar 3.1 merupakan diagram blok sistem secara keseluruhan.

A.    Diagram Blok Sistem

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem

B.    Cara Kerja Diagram Blok Sistem

Pada kondisi awal, ketika barang belum ada yang diambil sama sekali LCD belum menunjukkan nama barang dan orang yang mengambilnya. Jika ingin mengambil barang, maka perlu menempelkan  kartu identitas yang sudah didaftarkan ke RFID. Maka akan mucul pada LCD yaitu nama orang dan barang yang dipinjamnya. Seandainya ada yang mengambil barang tanpa menempelkan kartu RFID maka buzzer akan berbunyi terus sampai ada yang menempelkan kartu atau barang tersebut dikembalikan lagi. Fungsi dua tombol pada rangkaian bertujuan untuk menggeser atas dan bawah tampilan pada LCD. Fungsi MUX pada rangkain tersebut adalah sebagai pengolah masukan dari pasangan fotodiodan dan inframerah sebanyak 16 pasang untuk menghemat pin dengan pembacaan secara digital dengan empat selektor.

C.    Gambar Pengawatan

Gambar 3.2 Pengawatan pada Fritzing

D.    Gambar Rangakain Lengkap

Gambar 3.3 Gambar Rangakaian Lengkap

E.    Gambar Diagram Alir

Gambar 3.4 Gambar Diagram Alir pada Arduino

IV.   PERANCANGAN MEKANIK

Pada alat ini menggunakan papan dari triplex sebagai tempat alat-alat seperti tang, gunting, dll. Papan ini dipasang sebuah kotak yang berisi komponen-komponen yaitu resistor, Arduino Uno, Multiplexer, RFID reader dan LCD 20x4. Pada papan dipasang sensor photodiode dan sensor infrared.

Gambar 4.1 Gambar Alat Tampak Atas

Gambar 4.2 Gambar Alat Tampak Belakang

Gambar 4.3 Gambar Tampak Depan

V.    PENGUJIAN DAN ANALISA

Ada beberapa tahap pengujian yang akan dibahas pada bab ini. Tahap – tahap yang dibahas yaitu pengujian sensor photodiode dalam mendeteksi ada atau tidaknya alat pada papan. Pada tabel berikut merupakan hasil pemetaan yang telah dilakukan.

Dari hasil pengujian, alat bekerja dengan cara menggunakan infrared dan fotodioda dalam mendeteksi ada tidaknya suatu alat yang dipinjam. Alat diprogram ketika benda diambil maka output modul infrared akan berlogik ‘1’ dan ketika benda menempel modul fotodioda maka akan berlogik ‘0’. Ketika benda diambil tanpa menempelkan kartu identitas maka  buzzer akan berbunyi sampai kartu ditempelkan atau benda dikembalikan ke tempat semula. Pembacaan ke mikrokontroler menggunakan muxtiplexer 16 bit untuk menghemat pin pada Arduino.

VI.   KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran dari keseluruhan alat yang telah dirancang pada proyek arduino ini.

A.    Kesimpulan

1.  Dengan adanya Alat Papan Peminjaman Alat dengan RFID berbasis Arduino ini, dapat

    memudahkan manusia dalam melakukan peminjaman alat dengan penuh tanggung jawab.

2. Alat ini dapat digunakan sebagai objek pembelajaran bagi mahasiswa, khususnya mahasiswa 

    teknik elektronika. Karena pada alat ini terdapat banyak komponen elektronika yang masih

    dapat dikembangkan lagi fungsinya.

B.    Saran

1. Untuk proyek selanjutnya dapat dikembangkan lagi untuk desain mekanik agar lebih rapi
2. Penambahan komponen yang lebih bagus dan terkini, serta bermanfaat.

VII.  DAFTAR PUSTAKA

[1] Hartanto, dkk. “Rancang Bangun Peminjaman

Loker Menggunakan RFID dan Metode Face-Recognation,” J.Sistem Komputer, vol. 6, no. 2, pp. 169–170, STIKOM Surabaya, 2017.

[2] Mahasin, Alif Rahmansyah, "Implementasi

Sistem Peminjaman dan Pengembalian Buku dengan Teknologi RFID di Perpustakaan Jurusan Teknik Elektro," pp. 6–13, Universitas Negeri Semarang, 2016.

[3] Martono, Rudi, “Rancang Bangun Perpustakaaan

Otomatis dengan Menggunakan Aplikasi RFID,”, ”J. Teknik Elektro. pp. 3-4.,  Politeknik Universitas Andalas Padang 2018.

[4] Purnomo, Yuda Edi, “Sistem Peminjaman Buku

Berbasis RFID,” F. Komunikasi dan Informatika, pp. 1–3,. Universitas Muhammadiyah Surakarta ,2017

          [5] Restu, Dwi Ekho “Sistem Peminjaman Barang

 dan Peralatan di Laboratorium Elektro ITN Malang berbasis RFID,”, vol. 6, no. 2, pp. 2,  Institut Teknologi Nasional Malang , 2017.

LAMPIRAN

Diagram Alir (klik di sini)
Fritzing Rangiakan (klik di sini)
Skema Rangkaian (klik di sini)
Jurnal (klik di sini)
Presentasi (klik di sini)
Program (klik di sini)

BIODATA PENULIS

Deni Wahyu Anggita Putri, biasa dipanggil dengan panggilan Anggi. Penulis dilahirkan di Rembang, 23 Mei 1999. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Wuwur Rembang, SMP Negeri 1 Lasem, dan SMA Negeri 1 Rembang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.2.05.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui :

E-mail                    : anggiputri230599@gmail.com

Instagram               : @anggitap23_

Fajar Nur Fitriani, biasa dipanggil dengan panggilan Fajar. Penulis dilahirkan di Semarang, 24 Januari 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Salomo Semarang, SMP Negeri 40 Semarang, dan SMK Negeri 7 Semarang. Pada tahun 2017 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.17.2.08.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui :

E-mail                    : fitrifajar42@gmail.com

Instagram               : @fajarfittri

Pradhito Herdiawan, biasa di[panggil dengan panggilan Dhito. Penulis dilahirkan di Jakarta, 23 November 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri 1 Sumberejo, SMP Negeri 3 Mranggen, SMK Negeri 7 Semarang. Pada tahun 2017 penulis menjadi mahasiswa diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM.  3.32.17.2.17.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui :

E-mail                    : pradhito003@gmail.com

Instagram               : @dhito_herdiawan

Tohar. Penulis dilahirkan di Pati, 12 Agustus 1998. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Negeri Bakaran Kulon 01, SMP Negeri 01 Juwana, SMA Negeri 01 Juwana. Pada tahun 2017 penulis menjadi mahasiswa diploma (D3) di Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan program studi D3 Teknik Eleketronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.17.2.20.

Apabila terdapat kritik, saran, dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi melalui :

E-mail                    : tohar.suto08@gmail.com

Instagram               : @toh_ar08