Upload
ilham-septiadi
View
53
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
frekuensi sensor with indonesia language
Citation preview
BAB II
DASAR TEORI
2.1 RF (Radio Frekuensi)
adalah sebuah perangkat yang mampu menerima frekuensi radio
dalam kisaran tertentu. RF digunakan dalam beragam teknologi
komunikasi nirkabel untuk nformasi dan transfer data. Pemancar
RF(Transmitter) dan penerima RF (Receiver) digabungkan bersama-sama
dalam satu sirkuit yang sering disebut sebagai transceiver.Radio Frekuensi
juga disebut tingkat osilasi dalam kisaran sekitar 3 kHz sampai 300 GHz ,
yang sesuai dengan frekuensi dari gelombang radio , dan arus bolak-balik
yang membawa sinyal radio. RF biasanya mengacu pada listrik daripada
osilasi mekanis, meskipun mekanik sistem RF memang ada .
2.2 Sistem kerja radio frekuensi
(Sebuah penerima RF Transmitter) menerima sinyal dari
pemancar, yang mana untuk mendapatkan sinyal yang sangat jelas
tergantung pada rasio sinyal/noise. Rasio sinyal/noise didapat dari angka
yang diberikan dengan membagi jumlah ukuran dari intensitas sinyal
dengan jumlah ukuran intensitas kebisingan. Untuk mengirim suatu sinyal
dari pemancar RF ke penerima RF jarak jauh, amplifikasi sinyal harus
sama besar yang didapatkan dari pengkontrolan rasio sinyal/noise .
Gambar 2.1 Skema kerja radio frekuensi
Laporan Kelompok 9
2.3 Komponen Radio Frekuensi
2.3.1 Photo dioda
Photo dioda adalah jenis dioda yang berfungsi untuk mendeteksi
cahaya. Berbeda dengan dioda biasa.Komponen elektronik ini akan
mengubah cahaya menjadi arus listrik.Cahaya yang dapat di deteksi oleh
dioda ini,mulai dari infrared,sinar ultra violet,sampai dengan sinar X. Jenis
dioda seperti ini telah di aplikasikan pada alat penghitung kendaraan
otomatis di jalan-jalan umumReaksi umum korosi adalah sebagai berikut
Gambar 2.2 Photo Dioda
Photodioda dibuat dari semikonduktor dengan bahan yang populer
adalah silicon ( Si) atau galium arsenida ( GaAs), dan yang lain meliputi
InSb, InAs, PbSe. Material ini menyerap cahaya dengan karakteristik
panjang gelombang mencakup: 2500 Å - 11000 Å untuk silicon, 8000 Å –
20,000 Å untuk GaAs. 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.
4
Laporan Kelompok 9
Photodioda digunakan sebagai penangkap gelombang cahaya yang
dipancarkan oleh Infrared. Besarnya tegangan atau arus listrik yang
dihasilkan oleh photodioda tergantung besar kecilnya radiasi yang
dipancarkan oleh infrared.
2.3.2 Transmitter (Pemancar)
Adalah bagian yang berfungsi mengubah informasi menjadi bentuk
yang sesuai ( gelombang electromagnet dengan panjang tertentu ) agar
dapat dipancarkan . Pemancar kemudian menggabungkan sinyal yang
dihasilkan dalam media pemancaran , antara lain kabel kawat , atau udara .
2.3.3 Receiver ( Penerima )
Berfungsi mengubah kembali sinyal-sinyal elektromagnet yang
diterimanya menjadi bentuk informasi asli nya, seperti pengeras suara
pada telepon. Perangkat yang memiliki penerima diantaranya radar ,
sensor elektronika , telepon dan radio.
Gambar 2.3. Transmitter and Receiver
2.3.4. Sensor Ultrasonik
Sensor yang berfungsi untuk mengubah besaran fisis (bunyi)
menjadi besaran listrik dan sebaliknya. Cara kerja sensor ini didasarkan
5
Laporan Kelompok 9
pada prinsip dari pantulan suatu gelombang suara sehingga dapat dipakai
untuk menafsirkan eksistensi (jarak) suatu benda dengan frekuensi
tertentu. Disebut sebagai sensor ultrasonik karena sensor ini menggunakan
gelombang ultrasonik
Secara umum sensor ultrasonik digunakan untuk menghitung jarak dari
suatu objek yang berada didepan sensor tersebut. Sehingga dengan
fungsinya tersebut, sensor ultrasonik biasa digunakan pada perangkat yang
membutuhkan perhitungan jarak. Contoh : smart robot, Kapal laut, kapal
selam, dll.
Berikut beberapa contoh gambar sensor ultrasonik dan fungsinya :
1. PARALAX
Gambar 2.4. PARALAX
Paralax ultrasonic biasa digunakan pada robot - robot kecil dan
mesin industri. dapat mengukur jarak dari 3 cm sampai 300 cm.
2. WL700 ULTRASONIC WATER LEVEL SENSOR
Gambar 2.5 WL700 ULTRASONIC WATER LEVEL SENSOR
6
Laporan Kelompok 9
Sensor ultrasonik biasa digunakan untuk mengukur kedalam air
seperti sungai, danau dan kolam, atau bisa juga digunakan dibidang
industri seperti pengukuran kedalaman kolam limbah.
2.3.5. Host Controller
Host controller untuk sistem RF biasanya terhubung komputer
desktop atau laptop, yang terletak dekat dengan reader. Controller ini
memiliki dua fungsi utama. Pertama, menerima data dari reader dan
melakukan pemrosesan data seperti filtering dan collation. Kedua,
perangkat monitor untuk memastikan reader berfungsi dengan baik,
sekaligus mengamankan dan memperbarui instruksi pada sistem RF.
Host controller terhubung dengan reader melalui teknologi jaringan
seperti Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) atau
terkadang melalui konektivitas serial. Umumnya, satu controller dapat
mengatur beberapa reader, dengan rasio bergantung pada volume data
yang diterima dari reader.
Gambar 2.6 Host Controller
2.3.6. Antena
Antena pada RF berfungsi untuk sebagai pengirim dan penerima
sinyal. Antena yang digunakan dapat bervariasi bergantung pada biaya,
7
Laporan Kelompok 9
fungsi, aplikasi, dan frekuensi operasi. Jumlah multiplexer merupakan
variabel yang dipertimbangkan pada sebanyak apa antena yang akan
digunakan. Konfigurasi dari multiplexer juga membutuhkan perangkat
komunikasi lainnya seperti RS-485 dan perangkat eksternal lainnya yang
mungkin juga dibutuhkan.
Sistem kabel pada antena juga merupakan aspek penting agar
RFID bekerja dengan baik. Terdapat efek penurunan amplitudo sinyal
yang terjadi karena jarak antara reader dan antena. Sistem RFID terkadang
membutuhkan kabel berkualitas bagus yang bisa jadi mahal dan memiliki
batasan jarak. Kombinasi antara radar, antena, dan multiplexer merupakan
syarat utama agar membuat sinyal terbaca.
Gambar 2.7 Antena
2.3.7. Tag
Tag RFID merupakan komponen untuk menandai objek yang ingin
dikenali. Tag dapat berupa passive, active, atau battery-assisted passive.
Active tag memiliki baterai on-board dan secara periodik mengirimkan
sinyal ID. Battery-assited passive (BAP) tag memiliki baterai on-board
dan diaktifkan ketika terdapat RF reader. Passive tag sama sekali tidak
menggunakan energi listrik, sehingga menjadi lebih kecil dan lebih murah
8
Laporan Kelompok 9
karena tanpa baterai. Meski begitu, passive tag membutuhkan level energi
sinyal yang lebih kuat tiga kali agar dapat beroperasi sehingga sistem ini
rentan interferensi dan radiasi gelombang mikro.
Tag dapat bekerja dalam sistem read-only atau read/write. Read
only berarti tag tidak dapat ditulis program atau data tertentu, sementara
read/write dapat diprogram dan dibaca berkali-kali. Tag RF terdiri dari
bagian seperti IC dan memori untuk menyimpan dan memproses
informasi, modulasi dan demodulasi sinyal frekuensi radio (RF),
mengumpulkan energi DC dari pengirim sinyal, fungsi tertentu lainnya,
serta antena untuk mengirim dan menerima sinyal.
Gambar 2.8 Tag
2.4 Pengaplikasian Radio Frekuensi
2.4.1 Radio Frequency Identification
RFID, atau Radio Frequency Identification, merupakan sistem
yang mengirimkan identitas tertentu (berbentuk serial number unik) dari
objek tertentu secara nirkabel, menggunakan gelombang frekuensi radio.
Teknologi ini merupakan bagian dari teknologi identifikasi otomatis
seperti barcode, optical character readers, dan beberapa teknologi
biometric seperti retinal scan. Teknologi identifikasi otomatis telah
9
Laporan Kelompok 9
digunakan untuk mengurangi waktu dan tenaga dalam menginput data
secara manual dan meningkatkan akurasi data.
Tag, atau label, RFID digunakan pada banyak industri. Tag RFID
seringkali ditempel pada industri otomotif selama produksi untuk
digunakan melacak perkembangan pada lini perakitan. Selain itu, RFID
juga sering digunakan pada bidang farmasi dan pertanian untuk melacak
stok (obat dan hewan) pada gudang sekaligus membantu proses
operasional.
Di beberapa negara maju, tag RFID kini telah tergabung dengan
uang tunai, pakaian, atau bahkan manusia. Ancaman bahwa teknologi ini
dapat membaca informasi terkait personal tanpa disadari kini menjadi
perhatian serius untuk privasi manusia.
a) Aplikasi Gate/Access Control
Salah satu penerapan solusi RFID yang sangat popular adalah
aplikasi Gate Control atau Access Control. Kendaraan yang telah terdaftar
bisa dengan cepat masuk ke kawasan karena portal akan secara otomatis
membuka ketika kendaraan mendekati pintu masuk. Aplikasi ini juga
dapat dipergunakan sebagai Time Attendance.
Gambar 2.9 Penempatan antenna pada Gate (kanan) dan RFID Tag pada kaca
bagian kendaraan (kiri)
10
Laporan Kelompok 9
Gambar 2.10 Konfigurasi Standard dengan 2 Antena untuk aplikasi Gate Control
b) Aplikasi Konveyor/Assembly Line
Aplikasi yang menggunakan ban berjalan biasanya adalah aplikasi
WIP (Work In Process), dimana RFID Tag akan ditempelkan pada Box
atau Case dari barang yang dimonitor statusnya. Dengan kemampuan
Read/write dari RFID Tag, maka informasi didalam RFID Tag bisa kita
ganti-ganti sesuai dengan status terakhir dari proses.
Gambar 2.11 Penempatan antena pada aplikasi Konveyor
Gambar 2.12 Konfigurasi Standard dengan 2 antena untuk aplikasi Konveyor
11
Laporan Kelompok 9
c) Aplikasi Warehousing/Inventory Control
Penerapan RFID juga banyak dilakukan diarea aplikasi warehousing
atau inventory control. Dalam hal ini RFID Tag akan diletakkan pada
pallet, box atau kemasan barang, dan pada lokasi rak. Dengan demikian
dapat secara otomatis dan cepat diperoleh informasi keberadaan barang
dan lokasinya. Hal ini akan sangat meningkatkan efisiensi dan efektifitas
kegiatan rutin operasional seperti penempatan barang, picking, cycle
counting/stock opname dll. Karena sifat mobilitas dari barang dan lokasi
yang luas, pada aplikasi warehousing/inventory umumnya dipakai mobile
RFID Reader. Dalam hal ini terjadi prinsip dimana “Reader mendekati
barang”.
Contoh penerapan RFID dalam aplikasi warehousing/inventory control
yaitu:
a) Retail
Teknologi RFID diterapkan oleh Wall Mart, dimana sebagai retailer
besar Wall Mart menekankan kepada para supplier mereka untuk
mempergunakan label RFID pada produknya. Penerapan teknologi RFID
pada Wall Mart didorong oleh keinginan untuk meningkatkan kepuasan
pelanggan. Penggunaan teknologi RFID memungkinkan karyawan ritel
untuk dapat menginformasikan dengan cepat dan tepat dimana
sebuah itemberada. Dengan gelombang radio, seorang karyawan bisa
mencari sebuah produk yang ingin dicari oleh konsumen di Supermarket.
Sebuah toko pakaian ritel di New York misalnya, menaruh tag RFID di
baju-baju yang dijual. Ketika konsumen sedang mencoba baju, mereka
bisa melihat informasi tentang baju tersebut lewat mesin pembaca
di fitting room, informasi tersebut berisi ukuran dan warna yang tersedia
sampai reputasi sang disainer baju. Kecepatan tinggi yang ditawarkan oleh
teknologi RFID dalam memberikan informasi terkait dengan identifikasi
produk yang dicari dan proses check-out yang cepat membuat konsumen
semakin puas berbelanja.
12
Laporan Kelompok 9
Teknologi RFID juga diterapkan oleh Marks & Spencer, yang
merupakan salah satu peritel terbesar di Inggris. Pada tahun 2003 Marks &
Spencer mulai memasang tag pada item-item pakaian dengan tag UHF.
Tag UHF merupakan teknologi RFID generasi baru yang menyediakan
kecepatan transfer data yang cepat dan rentang baca yang lebih jauh.
Marks & Spencer juga telah secara ekstensif menggunakan peralatan
tracking pada divisi penjualan makanannya.
Proses tracking dengan memanfaatkan teknologi RFID dapat membuat
rangkaian kegiatan pada retail menjadi lebih cepat dan mudah, hanya
dengan memonitor di depan komputer para pekerja mendapatkan
informasi terkait dengan lokasi produk sehingga dapat memberikan
informasi secara realtime dan tepat kepada pelanggan yang mencari
produk tersebut, pekerja juga mendapatkan informasi mengenai jumlah
inventory dimana hal ini penting bagi kesinambungan persediaan barang
dagangan, bagian pemasaran pun akan dipermudahkan terkait dengan
informasi mengenai jenis, jumlah produk, macam kemasan yang dibeli,
dan sebagainya. Teknologi RFID juga mampu untuk membaca dan
memberikan informasi tentang produk yang tersimpan di dalam kemasan
tertutup. Hal ini tentu saja memudahkan dalam melakukan pelacakan pada
gudang. Penggunaan teknologi ini telah terbukti meningkatkan loyalitas
pelanggan dan meningkatkan efisiensi dan kinerja retail.
b) Manufacture
Pada industri manufacture, penggunaan teknologi RFID umumnya
diterapkan untuk mempermudah pelacakan barang. Penerapan teknologi
RFID banyak dilakukan diarea aplikasi warehousing atau inventory
control. Dalam hal ini RFID Tag akan dilekatkan pada pallet, box atau
kemasan barang, dan pada lokasi dari rak. Dengan demikian dapat secara
otomatis dan cepat diperoleh informasi keberadaan barang dan lokasinya.
Hal ini akan sangat meningkatkan effisiensi dan effektifitas kegiatan rutin
operasional seperti penempatan barang, picking, cycle counting /stock
opname dan sebagainya. Karena sifat mobilitas dari barang dan lokasi
13
Laporan Kelompok 9
yang luas, pada aplikasi warehousing/inventory umumnya dipakai mobile
RFID Reader. Dalam hal ini terjadi prinsip dimana “Reader mendekati
barang”, terutama pada inventory.
Belum lama ini, pabrik ban Michelin telah melakukan pengujian
sistem identifikasi ban dengan frekuensi radio untuk ban mobil
penumpang dan truk kecil. Transponder RFID dipasang di dalam ban dan
menyimpan informasi identifikasi yang dapat diasosiasikan dengan nomor
identifikasi kendaraan. Hal ini dimanfaatkan untuk pelacakan daya tahan
ban dan kinerja ban.
c) Perbankan/ Sistem Pembayaran
Penerapan teknologi RFID pada bidang perbankan salah satunya
dimanfaatkan oleh Bank Sentral Eropa dengan cara
menanamkan tag RFID setipis rambut manusia di dalam serat uang kertas
Euro pada tahun 2005.Tag-tag tersebut memungkinkan uang untuk
mencatat informasi tentang setiap transaksi. Pemerintah dan agen-agen
peradilan menyambut teknologi tersebut sebagai cara untuk mencegah
pencucian uang, transaksi pasar gelap dan bahkan permintaan kuitansi
kosong dari koruptor.
Teknologi RFID juga diterapkan dalam sistem pembayaran, dimana
pada tahun 1997 ExxonMobil telah mengembangkan aplikasi pembayaran
nirkabel yang diberi nama Speedpass. Sejak itu enam juta konsumen dapat
melakukan pembayaran dengan cara ini pada 7.500 lokasi Speedpass-
enabled. Sekarang, banyak merchant dan peritel mencari 10 cara untuk
mengimplementasikan sistem pembayaran nirkabel RF. Sony dan Philips
telah menjadi menjadi pendahulu, dimana kedua korporasi ini telah
melakukan uji lapangan terhadap sebuah sistem RFID yang disebut Near
Field Communication (NFC), yang akan memungkinkan komunikasi
RFID diantara PC, komputer genggam dan peralatan elektronik lainnya.
Kedua perusahaan tersebut menggambarkan bahwa para konsumen akan
masuk ke dalam portal mereka dengan melakukan swiping terhadap smart
cart mereka yang ditaman dengan RFID Sony atau Philips – yang akan
14
Laporan Kelompok 9
dibaca oleh reader RFID yang dipasang pada port USB di komputer. Di
waktu selanjutnya, konsumen akan dapat belanja online, misalnya untuk
tiket pertunjukan lokal. Mereka dapat melakukan pembayaran tiket online,
mendownloadnya melalui PC dan kemudian mentransmisikannya melalui
teknologi NFC ke tag RFID pada HP mereka. Selanjutnya pada saat
pertunjukan, dengan mendekatkan HP mereka ke reader RFID di pintu
masuk, mereka akan diperbolehkan masuk secara otomatis.
d) Pemerintahan
Saat ini pemerintah di Indonesia juga telah mencoba untuk
menerapkan RFID dalam pengendalian BBM bersubsidi melalui program
SMPBBM adalah singkatan dari Sistem Monitoring dan Pengendalian
Bahan Bakar Minyak, yang merupakan sebuah program untuk memonitor
dan mengendalikan penggunaan BBM, khususnya BBM bersubsidi, agar
lebih tepat sasaran dan pada akhirnya memberikan manfaat yang bisa
dirasakan oleh seluruh masyarakat Indonesia.
Program ini memanfaatkan teknologi RFID (Radio Frequency
Identification) sebagai alat untuk mendata dan memantau penggunaan
BBM yang dipasang pada kendaraan bermotor di seluruh Indonesia secara
gratis dimana RFID di terapkan guna membatasi BBM bersubsidi untuk
motor 0,7 liter dan mobil 3 liter per hari. Teknologi RFID memungkinkan
program SMPBBM berjalan secara komprehensif dengan aman, cepat,
terpercaya dan telah teruji efisiensi serta efektifitas penggunaannya.
Terdapat 3 komponen utama dalam sistem pengendalian dan
pemantauan BBM bersubsidi ini, yaitu.
1. RFID Reader (di SPBU dan kartunya)
RFID Reader ini seperti namanya adalah alat untuk
membaca kartu RFID sebagai password menuju pengisian bbm
bersubsidi, fungsinya mencatat seluruh transaksi pembelian
bbm subsidi, nomor kendaraan, jenis kendaraan, lokasi spbu,
dan lain sebagiainya.
15
Laporan Kelompok 9
Gambar 2.13 RFID Reader dan kartu RFID
Gambar 2.14 Cara penggunaan kartu menggunakan sistem radio, kartu
ini di dekatkan ke tempat kartu RFID Reader.
2. RFID TAG (di kendaraan)
RFID Tag memiliki fungsi sebagai berikut:
Menyimpan identitas kendaraan dalam sistem monitoring dan
pengendalian BBM
Mengenali identitas kendaraan, baik dinas maupun pribadi dalam
sistem monitoring dan pengendalian BBM
Memberikan otorisasi pada sistem untuk kendaraan melakukan
pengisian BBM
Sebagai alat yang wajib digunakan pada kendaraan untuk
pengisian BBM bersubsidi
16
Laporan Kelompok 9
Gambar 2.15 RFID Tag pada kendaraan
3. RFID TAG Nozel (di SPBU)
Gambar 2.16 RFID Tag Nozel
Langkah partisipasi program SMPBBM :
1. Datang ke SPBU pertamina atau ke tempat-tempat pemasangan
RFID terdekat.
2. Didata dengan input data dari STNK pemilik kendaraan.
3. Diprogram melalui perangkat RFID Programmer, dimana informasi
seperti nomor polisi, jenis, serta kategori kendaraan, disimpan di dalam perangkat
RFID Tag
17
Laporan Kelompok 9
4. Dipasang pada mulut tangki pengisian bahan bakar kendaraan.
5. Dibaca oleh RFID Reader dan ditampilkan pada layar HMI. Saat
data terbaca pada HMI, berarti Anda siap dimonitor
18