RANCANG BANGUN SISTEM ABSENSI DENGAN MIKROKONTROLER DAN RFID PADA PC BERBASIS GNULINUX OS

1. RANCANG BANGUN
SISTEM ABSENSI DENGAN MIKROKONTROLER
DAN RFID PADA PC BERBASIS GNU/LINUX OS
Skripsi
Merupakan syarat untuk memperoleh
Gelar Sarjana Strata Satu (S1)
Pada Jurusan Teknik Elektro
Oleh :
Afrizal Setiawan
NIM : 2006010334
PEMINATAN ELEKTRONIKA
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PAMULANG
2013

2. LEMBAR PERNYATAAN HASIL KARYA SENDIRI
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Afrizal Setiawan
NIM : 2006010334
Program Studi / Peminatan : Teknik Elektro / Elektronika
Fakultas : Teknik
Universitas : Universitas Pamulang
Menerangkan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis benar-benar
merupakan hasil penelitian atau analisis sendiri, kecuali pada bagian yang telah
disebutkan sumbernya sebagai bahan rujukan.
Demikian lembar pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya, dan saya
bersedia dituntut sesuai dengan hukum yang berlaku apabila ada hal-hal yang
menyimpang dari pernyataan yang saya buat.
Jakarta, 9 Januari 2013
Yang membuat pernyataan,
(Afrizal Setiawan)
2006010334

3. LEMBAR PENGESAHAN
RANCANG BANGUN SISTEM ABSENSI DENGAN
MIKROKONTROLER DAN RFID PADA PC BERBASIS
GNU/LINUX OS
Oleh :
Afrizal Setiawan
2006010334
Telah diperiksa dan disetujui serta dianggap layak untuk diuji secara lisan melalui
Sidang Skripsi/Sidang Tugas Akhir.
Pembimbing I Pembimbing II
Makhsun, S.Si, M.Si Achmad Hindasyah, S.Si, M.Si
NIDN : 0401126808 NIDN : 0419067101
Mengetahui,
Ketua Jurusan Program Studi Teknik Elektro
Achmad Hindasyah, S.Si, M.Si
NIDN : 0419067101

4. LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN
RANCANG BANGUN SISTEM ABSENSI DENGAN
MIKROKONTROLER DAN RFID PADA PC BERBASIS
GNU/LINUX OS
Oleh :
Afrizal Setiawan
2006010334
Menerangkan bahwa Skripsi/Tugas Akhir ini telah berhasil dipertahankan
dalam Sidang Skripsi/Sidang Tugas Akhir dan telah disetujui serta diterima
sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana
Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Pamulang.
Penguji I Penguji II
Ir. Suhedi Kartika Sekarsari, ST. MT
NIDN : 0310055301 NIDN : 0310087303
Mengetahui,
Ketua Jurusan/Program Studi Teknik Elektro
Achmad Hindasyah, S.Si, M.Si
NIDN : 0419067101

5. ABSTRAK
Salah satu keunggulan teknologi RFID yaitu, RFID reader dapat membaca
data atau menulis ulang data pada RFID tag tanpa kontak langsung dengan tag
tersebut. Tugas akhir ini menggunakan teknologi RFID pada suatu sistem absensi
karyawan dengan spesifikasi dapat mengambil data tanpa ada kontak langsung
(otomatis), memiliki kemampuan untuk mengirimkan data yang bersih dari noise
(handal) sebagai data masukan pada software, data yang diterima sama hingga
jarak maksimum pembacaan (akurat), dan relatif murah. Dengan menggunakan
modul ID-12, dirancang dan dibangun sistem absensi RFID dengan suatu reader
yang khusus (custom) untuk memenuhi spesifikasi di atas. RFID reader yang
dibangun tidak dapat membaca dua buah RFID tag yang diletakkan secara
berhimpitan. Media penghalang logam terbukti menghalangi custom RFID reader
untuk membaca RFID tag. Sementara media penghalang air dapat mengurangi
kemampuan custom RFID reader untuk membaca RFID tag, meski hasil
pembacaan tidak mengalami gangguan. Pengujian sistem dan RFID tag
memperlihatkan sistem ini dapat memenuhi spesifikasi yang diminta. Aplikasi
teknologi RFID memungkinkan sistem ini dapat bekerja secara otomatis. Custom
RFID reader yang dirancang dapat bekerja secara handal dan akurat untuk
dipergunakan pada software sistem absensi. Penggunaan modul ID-12 untuk
menjadikan pembangunan sistem absensi RFID ini menjadi relatif murah.
Kata kunci : RFID, Mikrokontroler AT89S51, LCD, Gambas IDE dan Linux
ABSTRACT
One of the benefits of RFID technology, RFID reader can read data or
rewrite the data on the RFID tag without direct contact with the tag. The final
task is to use RFID technology in a system with a specification of employee
absences can retrieve data without any direct contact (automatic), has the ability
to transmit data clean from noise (reliable) as input data to the software, the
same data received up to a maximum reading distance (accurate), and relatively
inexpensive. By using the ID-12 module, designed and built RFID attendance
system with a special reader (custom) to meet the above specifications. Built
RFID reader can not read the two RFID tags are placed coincide. Metal barrier
blocking the media proved to custom RFID reader to read RFID tags. While the
water barrier media can reduce the ability of custom RFID reader to read RFID
tags, although the readings are not susceptible to interference. Testing the system
and the RFID tag shows this system can meet the required specifications.
Application of RFID technology allows the system can work automatically.
Custom-designed RFID reader can work in a reliable and accurate for use in the
attendance system software. The use of ID-12 module to make the development of
RFID attendance system is becoming relatively inexpensive.
Keywords : RFID, AT89S51 Microcontroller, LCD, Gambas IDE and Linux.

6. KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan
hidayah-Nya, serta kesehatan jasmani maupun kesehatan rohani dalam
mengerjakan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Absensi
dengan Mikrokontroler dan RFID pada PC berbasis GNU/Linux OS” sehingga
dapat terselesaikan dengan baik. Shalawat dan salam semoga tercurah kepada
Nabi Muhammad SAW, inspirasi akhlak dan pribadi mulia.
Penulisan Tugas Akhir ini diajukan sebagai syarat untuk mencapai
jenjang Sarjana 1 (S1) pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas
Pamulang. Pada penulisan laporan ini masih terdapat keterbatasan kemampuan
yang dimiliki baik dalam pengalaman maupun teori ilmu pengetahuan, namun
terdorong oleh tekad yang sangat besar untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini dengan sebaik-baikmya serta bantuan dari beberapa pihak yang tiada henti-
henti nya sehingga penulisan laporan tugas akhir ini dapat terselesaikan.
Dalam penulisan laporan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih
yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan
penelitian ini, khususnya kepada :
1. Allah SWT atas Rahmat dan Ridho-Nya.
2. Kedua Orang Tua serta Kakak yang selalu mendukung serta mendoakan.
3. Bapak Achmad Hindasyah, S.Si, M.Si (selaku Ketua KAPRODI Teknik
Elektro UNPAM) dan Bapak Makhsun, S.Si, M.Si sebagai pembimbing
yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Kekasih tercinta (Enis), rekan-rekan seperti Tri, Ardi, Santo, Jubet, Yuda,
Lili, Tauhid, Rina, Desi, Nhie, dkk yang tidak bisa disebutkan semua.
Wassalamu’alaikum Wr. Wb.
Jakarta, 9 Januari 2013
Afrizal Setiawan

7. DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL....................................................................................... i
LEMBAR PERNYATAAN PENULIS......................................................... ii
LEMBAR PENGESAHAN............................................................................ iii
LEMBAR PENGESAHAN PERBAIKAN................................................... iv
ABSTRAK....................................................................................................... v
KATA PENGANTAR.................................................................................... vi
DAFTAR ISI...................................................................................................
..........................................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR...................................................................................... xi
DAFTAR TABEL........................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Masalah................................................................ 1
1.2. Rumusan Masalah.......................................................................... 2
1.3. Tujuan Perancangan....................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah............................................................................ 2
1.5. Metode Penelitian.......................................................................... 2
1.6. Sistematika Penulisan.................................................................... 3
BAB II LANDASAN TEORI......................................................................... 7
2.1. Sistem Mikrokontroler AT89S51.................................................. 7
2.1.1. Arsitektur Mikrokontroler AT89S51.............................. 9
2.1.2. Konfigurasi PIN Mikrokontroler AT89S51.................... 11
2.2. RFID (Radio Frequency IDentification)........................................ 13
2.2.1. Macam-Macam RFID..................................................... 13
2.2.2. Manfaat Penggunaan RFID............................................ 20
2.3. RTC (Real-Time Clock) DS1307.................................................. 21
2.3.1. Komunikasi Antar IC (I2C/ TWI).................................. 22
2.3.2. Defenisi-defenisi Kondisi Bus........................................ 23
2.3.3. Mode Pengoperasian Transfer Data................................ 24
2.3.4. Mode Operasi RTC DS1307 Melalui I2C/TWI.............. 25
2.3.5. Peta Alamat (Address Map) RTC DS1307..................... 26
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)....................................................... 28
2.5. Komunikasi Serial RS232.............................................................. 32
2.6. Catu Daya DC................................................................................ 37
2.7. Operating System Linux................................................................ 39
2.8. GAMBAS (Gambas Almost Mean BASIC).................................. 44
2.8.1. Beberapa Kelebihan Gambas.......................................... 44
2.9. Bahasa Program Assembler........................................................... 46
2.9.1. Kelompok Instruksi Transfer Data................................. 46
2.9.2. Kelompok Instruksi Logika dan Manipulasi Bit............ 46
2.9.3. Instruksi Aritmatika........................................................ 47
2.9.4. Kelompok Instruksi Percabangan................................... 47
2.9.5. Kelompok Instruksi Control........................................... 48
BAB III PERANCANGAN ALAT................................................................ 50
3.1. Blok Diagram Sistem..................................................................... 50
3.2. Diagram Alir.................................................................................. 51
3.3. Perancangan Perangkat Keras........................................................ 52
3.3.1. Mikrokontroler AT89S51............................................... 52
3.3.2. RFID ID-12..................................................................... 53

8. 3.3.3. RTC DS1307.................................................................. 54
3.3.4. LCD Display................................................................... 54
3.3.5. Catu Daya....................................................................... 56
3.3.6. Push button..................................................................... 56
3.3.7. Komunikasi Serial.......................................................... 57
3.4. Perancangan Perangkat Lunak....................................................... 58
3.4.1. Operating System Linux................................................. 58
3.4.2. Program Interface GAMBAS......................................... 59
3.4.3. Bahasa Program Assembler............................................ 60
3.4.4. Database MySQL............................................................ 61
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN........................................................ 64
4.1. Perangkat Keras Keseluruhan........................................................ 64
4.1.1. Modul Mikrokontroler.................................................... 64
4.1.2. Modul RFID Reader....................................................... 65
4.1.3. Modul LCD 16x2............................................................ 65
4.1.4. Modul Komunikasi Serial............................................... 65
4.2. Program dan Perangkat Lunak....................................................... 66
4.2.1. Bahasa Program Assembler............................................ 66
4.2.2. Pemrograman RFID dan Mikrokontroler....................... 67
4.2.3. Pemrograman Modul RTC dan LCD.............................. 68
4.2.4. Pemrograman GAMBAS................................................. 69
4.3. Hasil Pengujian Alat...................................................................... 72
4.3.1. Pengujian Modul AT89S51............................................ 72
4.3.2. Pengujian Modul RFID................................................... 72
4.3.3. Pengujian Catu Daya...................................................... 76
4.3.4. Pengujian Modul LCD, RTC dan Port Serial................. 76
4.3.5. Pengujian Database MySQL........................................... 77
4.3.6. Pengujian Program GAMBAS......................................... 78
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................... 81
5.1. Kesimpulan.................................................................................... 81
5.2. Saran.............................................................................................. 81
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................... 82
LAMPIRAN- LAMPIRAN............................................................................ 83

9. DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Blok Mikrokontroler. [6]............................................................. 6
Gambar 2.2. Blok Diagram AT89S51. [13]..................................................... 10
Gambar 2.3. Konfigurasi PIN AT89S51. [13].................................................. 12
Gambar 2.4. RFID ID-12. [5]........................................................................... 14
Gambar 2.5. RFID Tag..................................................................................... 16
Gambar 2.6. Diagram Pin RTC DS1307. [9].................................................... 21
Gambar 2.7. Prinsip Komunikasi Serial Bus I2C. [6]...................................... 22
Gambar 2.8. Proses Transfer Data pada I2C. [6].............................................. 24
Gambar 2.9. Data Write-Slave Receiver Mode. [6]......................................... 25
Gambar 2.10. Data Read-Slave Transmitter Mode.[6]..................................... 26
Gambar 2.11. Koneksi LCD dengan Mikrokontroler................................... 30
Gambar 2.12. DDRAM LCD 16x2. [8]............................................................ 31
Gambar 2.13. CGRAM. [8].............................................................................. 31
Gambar 2.14. Hubungan antara CGROM dan DDRAM. [8]........................... 31
Gambar 2.15. Modul LCD................................................................................ 32
Gambar 2.16. Diagram Pin IC RS232. [6]........................................................ 33
Gambar 2.17. Komunikasi Serial. [6]............................................................... 33
Gambar 2.18. Register SBUF. [7].................................................................... 34
Gambar 2.19. Register SCON. [7].................................................................... 34
Gambar 2.20. Register PCON. [7].................................................................... 35
Gambar 2.21. Blok diagram Catu daya DC...................................................... 38
Gambar 2.22. IC Regulator 7805...................................................................... 39
Gambar 2.23. Linus Torvalds........................................................................... 39
Gambar 2.24. Logo GNU/Linux....................................................................... 40
Gambar 2.25. Logo Gambas............................................................................. 45
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem................................................................... 50
Gambar 3.2. Gambar Flowchart....................................................................... 51
Gambar 3.3. Rangkaian Sistem Minimum AT89S51....................................... 52
Gambar 3.4. Rangkaian RFID dan Mikrokontroler.......................................... 53
Gambar 3.5. Rangkaian RTC dan Mikrokontroler........................................... 54
Gambar 3.6. Rangkaian LCD dan Mikrokontroler........................................... 55
Gambar 3.7. Catu Daya.................................................................................... 56
Gambar 3.8. Sakelar Push Button..................................................................... 57
Gambar 3.9. Komunikasi Serial dengan Mikrokontroler................................. 58
Gambar 3.10. Logo Linux Mint........................................................................ 59
Gambar 3.11. GAMBAS IDE........................................................................... 60
Gambar 3.12. MCU 8051 IDE.......................................................................... 60
Gambar 3.13. XAMPP for Linux..................................................................... 61
Gambar 3.14. Tampilan phpMyAdmin............................................................ 62
Gambar 4.1. Hardware Keseluruhan................................................................ 64
Gambar 4.2. Modul AT89S51.......................................................................... 64
Gambar 4.3. Modul RFID reader...................................................................... 65
Gambar 4.4. Modul LCD.................................................................................. 65
Gambar 4.5. Modul Komunikasi Serial............................................................ 66
Gambar 4.6. Aplikasi CuteCom........................................................................ 74
Gambar 4.7. Pengukuran Tegangan RFID Reader........................................... 75
Gambar 4.8. Pengujian Port Serial................................................................... 77
Gambar 4.9. Pengujian LCD dan RTC............................................................. 77

10. Gambar 4.10. Pengujian XAMPP Service........................................................ 78
Gambar 4.11. Tampilan Interface Absensi Karyawan..................................... 78
Gambar 4.12. Tampilan Interface Data Karyawan........................................... 79
Gambar 4.13. Laporan Absensi Karyawan....................................................... 79

11. DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Peta alamat RTC DS1307. [9]......................................................... 27
Tabel 2.2. Register Kontrol (Control Register). [9]......................................... 27
Tabel 2.3. Rate Select (RS1, RS0). [9]............................................................. 28
Tabel 2.4. Nama dan fungsi masing-masing pin pada LCD. [8]....................... 29
Tabel 2.5. Isi Register SCON. [7]..................................................................... 34
Tabel 2.6. Isi register PCON. [7]...................................................................... 35
Tabel 2.7. Mode Kerja Port Serial. [6]............................................................. 36
Tabel 2.8. Hubungan Mode dengan Baud Rate. [6]......................................... 37
Tabel 4.1. Kondisi Level Tegangan Port Mikrokontroler................................ 72
Tabel 4.2. Kondisi Pembacaan RFID TagI....................................................... 73
Tabel 4.3. Kondisi Posisi RFID Tag..................................................................... 74
Tabel 4.4. Pengujian Dengan Penghalang........................................................ 75
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran RFID Reader...................................................... 76
Tabel 4.6. Hasil Pengujian Catu Daya.............................................................. 76