PENCATATAN DAFTAR PRESENSI MAHASISWA MEMANFAATKAN BARCODE KTM MELALUI JARINGAN ETHERNET
Oleh: Markus Adi Rianto NIM : 612006026
Skripsi Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijazah Sarjana Teknik Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
September 2012
INTISARI
Pada tugas akhir ini telah dirancang dan direalisasikan sebuah sistem pencatatan daftar presensi mahasiswa memanfaatkan barcode KTM, melalui jaringan ethernet. Sistem yang dibuat merupakan sistem pencatatan daftar presensi dengan memanfaatkan label barcode pada KTM UKSW. Media komunikasi data menggunakan jaringan ethernet berkabel, hal ini dikarenakan sistem dirancang untuk satu gedung perkuliahan. Pada gedung perkuliahan terdapat PC yang memiliki fungsi utama sebagai server untuk mengatur komunikasi dan mengolah data. Setiap ruang kuliah terdapat modul yang digunakan untuk melakukan pengisian daftar presensi. Sistem telah diujikan secara simulasi dan kenyataan. Berdasarkan hasil pengujian secara simulasi, diperoleh rata – rata waktu tunda sistem sebesar 1 detik. Sistem telah berhasil diujikan secara nyata pada matakuliah berkode EE515A dan EE416C. Berdasarkan hasil pengujian tersebut didapatkan total waktu yang diperlukan untuk pengisian daftar presensi yaitu sebesar 7,78 menit untuk 30 peserta. Nilai tersebut diambil berdasarkan jumlah peserta terbanyak yang melakukan pengisian daftar presensi.
i
KATA PENGANTAR
Pertama dan yang terutama penulis mengucapkan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih dan kebaikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan baik. Tugas akhir yang diselesaikan merupakan syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknik Elektro dari Universitas Kristen Satya Wacana di Salatiga. Proses pengerjaan dan semua hal yang diperlukan dalam pembuatan tugas akhir ini tidak lepas dukungan dari berbagai pihak, baik dukungan secara materi maupun dukungan berupa motivasi. Melalui lembar ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang mendalam kepada: 1. Keluargaku yang selalu memberi dukungan. 2. Bapak Daniel Santoso dan Bapak Lukas B.Setyawan yang telah memberikan bimbingan dan saran di tugas akhir ini. 3. Semua staf pengajar FTEK UKSW yang telah memberikan ilmu pengetahuan kepada penulis. 4. Semua staf administrasi dan laboran yang telah membantu selama mengikuti perkuliahan. 5. Teman – teman di kost cemara 2 no 6, atas hari – hari yang menyenangkan. 6. Teman – teman di kost kemiri barat 12 A. 7. Semua pihak tidak disebut namanya, yang ikut memberikan motivasi dan inspirasi dalam mengerjakan tugas akhir.
ii
Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih terdapat kekurangan pada tugas akhir yang telah dikerjakan, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat diharapkan untuk menjadikan tugas akhir ini lebih sempurna. Semoga tugas akhir yang penulis kerjakan berguna bagi pembaca. Terima Kasih, Tuhan memberkati.
Salatiga, September 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
INTISARI ....................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ................................................................................................... ii DAFTAR ISI .................................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. viii DAFTAR TABEL ....................................................................................................... xii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................... 1 1.1. Tujuan ...................................................................................................... 1 1.2. Latar Belakang ........................................................................................ 1 1.3. Batasan Tugas Akhir ............................................................................... 2 1.4. Sistematika Penulisan ............................................................................. 4
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................. 5 2.1. Barcode .................................................................................................... 5 2.1.1. Barcode 1 Dimensi ...................................................................... 5 2.1.2. Encoding Code 39 ....................................................................... 7 2.1.3. Label Barcode KTM ................................................................... 8 2.1.4. Barcode Scanner ......................................................................... 9 2.1.5. Cipherlab 1000 ............................................................................. 10 2.2. Mikrokontroler ......................................................................................... 11 2.2.1. Mikrokontroler AVR .................................................................... 11 2.2.2. Mikrokontroler ATmega32 .......................................................... 12
iv
2.3. Ethernet .................................................................................................... 13 2.3.1. CSMA .......................................................................................... 15 2.3.2. WIZ110SR ................................................................................... 16 2.3.3. SWITCH ...................................................................................... 19 2.4. RTC .......................................................................................................... 20 2.5. LCD .......................................................................................................... 21 2.6. Komunikasi RS-232 ................................................................................ 22 2.7. Komunikasi PS/2 ...................................................................................... 23 2.8. Komunikasi I2C ....................................................................................... 24
BAB III PERANCANGAN SISTEM ......................................................................... 27 3.1. Gambaran Sistem ..................................................................................... 27 3.2. Cara Kerja Sistem .................................................................................... 28 3.3. Perancangan Perangkat Keras .................................................................. 31 3.3.1. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler .............................. 32 3.3.2. Koneksi Modul Jaringan Ethernet dengan Mikrokontroler ......... 34 3.3.3. Koneksi Barcode Scanner dengan Mikrokontroler ...................... 35 3.3.4. Koneksi LCD dengan Mikrokontroler ......................................... 36 3.3.5. Rangkaian RTC ............................................................................ 37 3.3.6. Rangkaian LED dan Buzzer ......................................................... 38 3.3.7. Rangkaian Catu Daya ................................................................... 40 3.4. Perancangan Perangkat Lunak ................................................................. 43 3.4.1. Perangkat Lunak Modul Pencatat Kehadiran ............................... 44 3.4.1.1. Instruksi Modul Pencatat Kehadiran ............................. 44 3.4.1.2. Header Data Modul Pencatat Kehadiran ....................... 45
v
3.4.1.3. Format Data Presensi Mahasiswa di EEPROM ............ 47 3.4.1.4. Program Utama Modul Pencatat Kehadiran ................. 50 3.4.1.4.1. Online Mode ................................................ 52 3.4.1.4.2. Offline Mode ............................................... 54 3.4.1.5 Subrutin Penerima Data Barcode Scanner .................... 54 3.4.2. Perangkat Lunak Aplikasi Desktop .............................................. 56 3.4.2.1. Perancangan Form Data Pengajar dan Mahasiswa ....... 56 3.4.2.2. Perancangan Form Data Matakuliah ............................. 57 3.4.2.3. Perancangan Form Data Peserta ................................... 58 3.4.2.4. Perancangan Form Data Jadwal .................................... 60 3.4.2.5. Perancangan Form Input File ........................................ 61 3.4.2.6. Perancangan Form Laporan .......................................... 62 3.4.2.7. Perancangan Form Koneksi .......................................... 64 3.4.2.8. Perancangan Form Halaman Utama ............................. 65
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ................................................................... 67 4.1. Pengujian Setiap Bagian Sistem .............................................................. 67 4.1.1. Pengujian Koneksi LCD .............................................................. 67 4.1.2. Pengujian Koneksi RTC ............................................................... 68 4.1.3. Pengujian Pembacaan Label Barcode KTM ................................ 69 4.1.4. Pengujian Koneksi WIZ110SR .................................................... 70 4.1.5. Pengujian Indikator LED dan Buzzer .......................................... 71 4.1.6. Pengujian Form Data Mahasiswa dan Pengajar .......................... 72 4.1.7. Pengujian Form Data Matakuliah ................................................ 73 4.1.8. Pengujian Form Data Jadwal ....................................................... 74
vi
4.1.9. Pengujian Form Data Peserta ....................................................... 74 4.1.10. Pengujian Form Input File ......................................................... 75 4.1.11. Pengujian Form Koneksi ........................................................... 75 4.1.12. Pengujian Catu Daya .................................................................. 76 4.1.13. Pengujian Data pada EEPROM ................................................. 77 4.1.14. Pengujian Aplikasi Server pada Form Halaman Utama ............ 79 4.2. Pengujian Keseluruhan Sistem ................................................................. 82 4.2.1. Pengujian dengan Simulasi .......................................................... 82 4.2.2. Pengujian di Lapangan ................................................................. 92 4.2.2.1. Pengujian Online Mode ................................................. 92 4.2.2.2. Pengujian Offline Mode ................................................ 104
BAB V PENUTUP ...................................................................................................... 110 5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 110 5.2. Saran Pengembangan ................................................................................ 112
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 113 LAMPIRAN A. Laporan Daftar Presensi EE515A dan EE416C B. Gambar KTM Bermasalah C. Dokumentasi D. Datasheet
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Struktur Barcode 1 Dimensi …………………......................................... 6 Gambar 2.2. Encoding Angka pada Code 39 ………………………………………… 8 Gambar 2.3. Mikrokontroler Atmega32 ……………………………………………….12 Gambar 2.4. Ethernet pada OSI Layer …………………………………………….…..14 Gambar 2.5. Modul Jaringan Ethernet WIZ110SR ………………………………..…..17 Gambar 2.6. RTC DS1307 ……………………………………………………..………20 Gambar 2.7. Format data RS-232 ………………………………………………..…….23 Gambar 2.8. Format data PS/2 …………………………………………………..……. 24 Gambar 2.9. Koneksi master dan slave ………………………………………….…….24 Gambar 2.10. Kondisi start dan stop pada I2C ………………………………….……..25 Gambar 2.11. Format data I2C ………………………………………………….……..25 Gambar 2.12. Format data pengalamatan I2C ……………………………….…….…..25 Gambar 3.1. Gambaran keseluruhan sistem. ……………………………………….….27 Gambar 3.2. Komponen penyusun Modul Pencatat Kehadiran ……………….………31 Gambar 3.3. Skematik minimum sistem mikrokontroler Atmega32 ………….………33 Gambar 3.4. Skematik rangkaian pelengkap IC MAX232 ……………………………35 Gambar 3.5. Koneksi barcode scanner dengan mikrokontroler ………………………36 Gambar 3.6. Skematik rangkaian RTC dengan DS1307 ………………………….…..37 Gambar 3.7. Rangkaian LED dan buzzer …………………………………...…….…..38 Gambar 3.8. Skematik Catu Daya Utama ……………………………………....…….40 Gambar 3.9. Skematik Rangkaian Charger Baterai …………………………………..42 Gambar 3.10. Skematik Penyaklaran Catu Daya ……………………………………..43
viii
Gambar 3.11. Struktur penulisan data di EEPROM ……………………………….…..47 Gambar 3.12. Pengambilan data pada NIM …………………………………………...48 Gambar 3.13. Diagram alir pemeriksaan koneksi ………………………………….….51 Gambar 3.14. Diagram alir pengiriman dan penerimaan data ………………………...52 Gambar 3.15. Diagram alir modul saat online mode ………………………………….53 Gambar 3.16. Diagram alir modul saat offline mode ………………………………….54 Gambar 3.17. Kode pada keyboard komputer ………………………………………..56 Gambar 3.18. Form Pengajar dan Mahasiswa ………………………………….……..57 Gambar 3.19. Tabel Mahasiswa dan Pengajar ………………………………….……..57 Gambar 3.20. Form Data Matakuliah …………………………………………………58 Gambar 3.21. Tabel Matakuliah. ……………………………………………………...58 Gambar 3.22. Form Data Peserta ……………………………………………………..59 Gambar 3.23. Tabel Peserta …………………………………………………………...59 Gambar 3.24. Form Data Jadwal ……………………………………………………...60 Gambar 3.25. Tabel Jadwal …………………………………………………………...61 Gambar 3.26. Form Input File ………………………………………………………...61 Gambar 3.27. Form Laporan ………………………………………………………….63 Gambar 3.28. Bagian laporan mengenai informasi matakuliah ……………………...63 Gambar 3.29. Bagian akhir laporan …………………………………………………..64 Gambar 3.30. Form Koneksi ………………………………………………………….65 Gambar 3.31. Tabel Ruangan …………………………………………………………65 Gambar 3.32. Form Halaman Utama …………………………………………………66 Gambar 3.33. Diagram alir aplikasi server …………………………………………...66 Gambar 4.1. Hasil pengujian koneksi LCD …………………………………………..68 Gambar 4.2. RTC sebelum dan sesudah dimatikan selama 5 menit …………………68
ix
Gambar 4.3. Hasil pembacaan KTM 612006026 ……………………………………..69 Gambar 4.4. Hasil pengiriman data mikrokontroler melalui WIZ110SR …………….71 Gambar 4.5. Catu Daya Modul Pencatat Kehadiran ………………………………….76 Gambar 4.6. Indikator baterai telah terisi ……………………………………………..76 Gambar 4.7. Isi EEPROM alamat 0000h – 0019h …………………………………….77 Gambar 4.8. Koneksi terbuka pada form halaman utama ………………………..........79 Gambar 4.9. Hasil pengiriman dan penerimaan instruksi tanpa ada jadwal …………..80 Gambar 4.10. Hasil pengiriman dan penerimaan instruksi untuk jadwal EE213 ……..80 Gambar 4.11. Hasil pengiriman dan penerimaan data NIM tanpa peserta matakuliah .80 Gambar 4.12. Hasil pengiriman dan penerimaan data NIM peserta matakuliah ……...81 Gambar 4.13. Hasil akhir pengujian form halaman utama ……………………………81 Gambar 4.14. Rincian matakuliah EE632 untuk simulasi …………………………….82 Gambar 4.15. Hasil input file matakuliah mikrokontroler …………………………….84 Gambar 4.16. Daftar jadwal pada form jadwal ………………………………………..85 Gambar 4.17. Daftar jadwal pada form jadwal ………………………………………..86 Gambar 4.18. Bagian informasi form peserta EE632 …………………………………87 Gambar 4.19. Bagian informasi form peserta EE999 …………………………………87 Gambar 4.20. Sebagian laporan pertemuan pertama EE632 ………………………….89 Gambar 4.21. Informasi pertemuan pertama dan kedua EE632 ………………………90 Gambar 4.22. Sebagian laporan pertemuan kedua EE632 ……………………………91 Gambar 4.23. Daftar jadwal bagian form jadwal ……………………………………..94 Gambar 4.24. Informasi matakuliah EE515A pada form input file …………………..95 Gambar 4.25. Modul dinyalakan tanpa ada jadwal …………………………………...95 Gambar 4.26. Modul pada kondisi offline mode ……………………………………...96 Gambar 4.27. Modul pada kondisi online mode ………………………………… …..97
x
Gambar 4.28. Form halaman utama saat menerima data peserta EE515A …………...97 Gambar 4.29. Respon modul untuk NIM 612010053 ………………………………...98 Gambar 4.30. Respon data NIM 612007077 di LCD ………………………….…….103 Gambar 4.31. Respon data NIM 612010038 di LCD ………………………………..103 Gambar 4.32. Modul pencatat kehadiran tanpa server ……………………………...104 Gambar 4.33. Offline mode modul pencatat kehadiran …………………………........106 Gambar 4.34. NIM 612011052 mengisi daftar presensi ……………….…………….106
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Konfigurasi pin – pin mikrokontroler ……………………………………34 Tabel 3.2. Konfigurasi pin – pin mikrokontroler dengan LCD ……………………..36 Tabel 3.3. Tabel Respon instruksi …………………………………………………..45 Tabel 3.4. Respon data NIM dan RTC ……………………………………………...46 Tabel 3.5. Keterangan status ………………………………………………………...46 Tabel 3.6. Inisial hari, bulan dan tahun ……………………………………………...48 Tabel 3.7. Inisial jam dan menit ……………………………………………………..48 Tabel 3.8. Inisial fakutas dan tahun angkatan ………………………………………..49 Tabel 3.9. Format penulisan nomor urut angkatan …………………………………..49 Tabel 3.10. Kode heksadesimal untuk digit angka …………………………………..55 Tabel 3.11. Format File Excel ………………………………………………………..62 Tabel 4.1. Karakter untuk pengujian LCD …………………………………………...67 Tabel 4.2. Sebagian hasil pengujian pembacaan KTM ………………………………70 Tabel 4.3. Hasil uji mikrokontroler terhadap indikator LED ………………………...71 Tabel 4.4. Hasil uji masukkan data mahasiswa ………………………………………72 Tabel 4.5. Hasil uji masukkan data pengajar …………………………………………72 Tabel 4.6. Hasil pengujian form data matakuliah …………………………………….73 Tabel 4.7. Hasil pengujian form data jadwal …………………………………………74 Tabel 4.8. Hasil pengujian form koneksi …………………………………………….75 Tabel 4.9. Isi EEPROM alamat 0002h – 0019h …………………………………….. 77 Tabel 4.10. Daftar peserta matakuliah mikrokontroler ………………………………83 Tabel 4.11. Informasi matakuliah EE999 ……………………………………………85
xii
Tabel 4.12. Hasil pengujian pertemuan pertama EE632 dan EE999 …………………88 Tabel 4.13. Hasil pengujian pertemuan kedua EE632 ………………………………..90 Tabel 4.14. Informasi matakuliah EE515A …………………………………………...92 Tabel 4.15. Peserta Matakuliah EE515A ……………………………………………..93 Tabel 4.16. Hasil pengujian EE515A pertemuan 1 dan 2 …………………………….98 Tabel 4.17. Waktu total pengujian pertemuan 1 dan pertemuan 2 ……………….….100 Tabel 4.18. Hasil pengujian EE515A pertemuan 3 dan 4 …………………………....101 Tabel 4.19. Waktu total pengujian pertemuan 3 dan pertemuan 4 …………………...103 Tabel 4.20. Informasi matakuliah EE416C ………………………………………......105 Tabel 4.21. Daftar peserta matakuliah EE416C ……………………………………...105 Tabel 4.22. Hasil pengujian pertemuan 1 EE416C …………………………………..107 Tabel 4.23. Hasil pengujian pertemuan 2 EE416C …………………………………..107 Tabel 4.24. Hasil pengujian pertemuan 3 EE416C ………………...………………...108 Tabel 4.25. Hasil pengujian pertemuan 4 EE416C ……………………...…………...108
xiii
