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