e-ISSN 2654 - 4733 Elektron Jurnal Ilmiah Volume 10 Nomor 1 Juni 2018
Rancang Bangun Sistem Detector Tiket Kereta Api Menggunakan RFID Berbasis Mikrokontroller
Roza Susanti 1 , Albar 2* , Ifni Joi 3 , Agung Fitratana 4 1234 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang rozasusanti@pnp.ac.id
Kampus Politeknik Negeri Padang, Limau Manis Padang
Abstract— The design of a prototype train ticket detector system using RFID-based microcontrollers has been  made for replacing  manual  methods  that  still require  officers  to  check  tickets.  This  tool  becomes  a useful thing for a passenger to make easier going into the train departure room. The system made consists of  2  RFID  units,  2  servo  motors  as  an  entrance  and  exit  bar,  an  LCD circuit,  and  also  facilitated  with  a buzzer  circuit. This  tool  works  when  the  RFID  card  is pasted  to  the  RFID  reader  and  the  Arduino  Uno Microcontroller will process the data whether the RFID card contains a balance and is sufficient to purchase train tickets. Then if the balance is sufficient, then the entrance gate bar is initially closed, it will open and the  prospective  passenger  will enter the  waiting  room. However,  If  the  balance  is  insufficient, the  portal remains closed and the buzzer will be active and the balance will be displayed on the LCD. Furthermore, by pasting the RFID card on the exit portal crossbar to the RFID reader so the portal on the exit will open.
Keywords: portal crossbar, RFID, Arduino Uno Microcontroller, Servo Motor, Buzzer, LCD.
Abstrak— Telah dibuat rancang bangun sistem detector tiket kereta api menggunakan RFID berbasis mikrokontroller menggantikan cara manual yang selama ini masih memerlukan petugas untuk melakukan pengecekan tiket. Alat ini bermanfaat  untuk  mempermudah  saat akan  masuk  kedalam ruang tunggu  keberangkatan  kereta  api.    Sistem  yang dibuat terdiri  atas  2  buah  RFID,  2  buah  motor  servo  sebagai palang  pintu  masuk  dan  keluar, rangkaian  LCD,  dan rangkaian buzzer. Alat ini bekerja pada saat RFID tag di tempelkan pada RFID reader dan Mikrokontroller Arduino Uno mengolah data apakah kartu RFID tag berisi saldo dan mencukupi pembelian tiket kereta. Kemudian jika saldo mencukupi, maka palang portal pintu masuk pada kondisi awalnya tertutup maka akan terbuka dan calon penumpang akan  masuk  kedalam ruang  tunggu.  Jika saldo  tidak  mencukupi,  maka  portal tetap tertutup  dan buzzer  akan aktif. Jumlah saldo akan ditampilkan pada LCD. Pada palang portal pintu keluar, cukup dengan menempelkan RFID tag ke RFID reader maka portal pada pintu keluar akan terbuka.
Kata kunci: Palang portal, RFID, Mikrokontroler Arduino Uno, Motor Servo, Buzzer, LCD
© 2018 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Transportasi  adalah  salah  satu  aspek  kebutuhan yang  penting  dalam  kehidupan  masyarakat.  Hampir seluruh aktifitas sehari-hari membutuhkan layanan jasa transportasi  seperti  dalam  hal  pekerjaan,  pendidikan dan hal penting lainnya. Kota Padang yang merupakan pusat  perekonomian  dan  pemerintahan  memiliki aksesibilitas  layanan  transportasi  yang  cukup  banyak, seperti : bus, travel, pesawat terbang, kapal laut, kereta api  dan  jasa  transportasi  lainnya.  Hal  tersebut memudahkan  masyarakat  untuk  memilih  layanan transportasi  yang  ingin  digunakan  sebagai  sarana penunjang  dalam  aktifitas  sehari-hari.  Salah  satu layanan  transportasi  yang  tersedia  di  Kota  Padang menuju  Kota  Pariaman  adalah  kereta  api  Sibinuang yang dikelola oleh PT. KAI Divisi Regional II.
Faktor  yang  mempengaruhi  masyarakat  Kota Padang  dan  Kota  Pariaman  menggunakan  kereta  api adalah muatan/jumlah penumpang yang banyak, lebih
tepat  waktu,  dan  harga  yang  terjangkau  bagi  semua kalangan  masyarakat.  Berdasarkan  data  dari  Badan Pusat Statistik, mencatat jumlah penumpang kereta api Sibinuang  setiap  tahunnya  mengalami  peningkatan. Pada  tahun  2016  jumlah  penumpang  yang  tercatat menggunakan kereta api Sibinuang sebanyak 1.018.200 atau meningkat 5.45 % dan diakhir tahun 2017 tercatat 1.036.277  atau  meningkat  1.7  %  dari  tahun sebelumnya.  Peningkatan  jumlah  penumpang  yang terus  berlanjut  setiap  tahunnya  sangat  diperlukan pelayanan  serta  fasilitas  yang  mendukung  dan memadai.  Pada  kereta  api  Sibinuang,  pelayanan pembelian  tiket  berupa  tiket  thermal,  yaitu  tiket  yang berbentuk seperti struk belanja di supermarket. Proses pemeriksaan  tiket  dilakukan  secara  manual  oleh petugas kereta api. Pemeriksaan tiket secara manual ini kurang kondusif dan efisien pada saat jam sibuk, hari- hari  besar  seperti  lebaran  atau  libur  nasional,  hal  ini dikarenakan  antrian  yang  panjang  untuk  pemeriksaan tiket  calon  penumpang.  Sebelumnya  pengembangan
teknologi untuk pelayanan pembelian tiket dibuat oleh [1]  dengan  judul  Sistem  Pembelian  Tiket  Kereta  Api Menggunakan  Barcode  Berbasis  Mikrokontroler AT89s51. Pada pengembangan ini hanya terbatas pada pembelian tiket saja, sehingga penulis mengembangkan suatu  sistem  dimana  pembelian  dan  pengecekan  tiket kereta  api  dilakukan  secara  otomatis  tanpa  harus dilakukan oleh petugas kereta api

## II. METODE PENELITIAN
Secara keseluruhan alat ini tersusun atas dua bagian penting yang saling berhubungan satu sama lain yaitu hardware dan software. Kedua bagian ini harus saling sinkron  satu  sama  lain  agar  maksud  dan  tujuan  dari pembuatan  alat  ini  tercapai  dan  sesuai  dengan  yang diharapkan.  Bagian hardware  terdiri  dari  perancangan rangkaian elektronika dari rangkaian RFID, rangkaian LCD,  rangkaian  motor  servo,  rangkaian  buzzer  dan perancangan  mekanik  secara  keseluruhan.  Bagian software terdiri dari flowchart dan program.

## A. Rancang Bangun Sistem Secara Keseluruhan
Gambar 1. Blok Diagram Sistem Pintu Masuk Stasiun
Gambar 2. Blok Diagram Sistem Pintu Keluar Stasiun
Input dari rangkaian ini yaitu menggunakan 2 buah RFID. RFIDyang pertama digunakan untuk pembelian tiket kereta dan membuka pintu masuk  menggunakan motor  servo  yang  pertama  dan  RFIDyang  kedua digunakan untuk membuka pintu keluar menggunakan motor  servo  yang  kedua.  RFID  menggunakan  sistem identifikasi  dengan  gelombang  radio,  karena  itu minimal  dibutuhkan  dua  buah  perangkat  agar  alat  ini dapat  berfungsi,  adapun  perangkat  yang  dibutuhkan disebut tag untuk  mengirimkan  data  dari  piranti portable  dan reader untuk  membaca,  kemudian diproses oleh mikrokontroller Arduino Uno. Hasil dari
pembacaan  RFID  akan  di  tampilkan  pada  LCD.  Jika saldo tidak mencukupi maka buzzer akan berbunyi.
B. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Perancangan  dan  pembuatan  perangkat.  keras  ini merupakan  perancangan  skema  atau  rangkaian elektronik  pada  alat  sehingga  dapat  membaca  RFID pada alat.

## Gambar 3. Rangkaian sistem Keseluruhan
Rangkaian  ini  merupakan  gambaran  dari  sistem detektor tiket kereta api,  dimana Arduino Uno sebagai otak dari sistem secara keseluruhan . Sistem ini bekerja pada  tegangan  5V  DC  dan  9V  DC  dengan  sumber tegangan dari power supply. Pada rangkaian ini, RFID yang pertama  digunakan untuk pembelian tiket kereta sedangkan  RFID  yang  kedua  digunakan  untuk membuka  pintu  keluar  stasiun.  Data  dari  kedua  RFID tersebut diolah oleh Arduino Uno dan  kemudian akan ditampilkan  pada  LCD,  jika  saldo  tidak  mencukupi pembelian tiket maka  buzzer akan aktif.
C. Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak merupakan perancangan  mengenai  algoritma  pemograman  yang akan  digunakan  pada  sistem.  Algoritma  merupakan garis besar jalannya suatu program. Salah satu bentuk algoritma  dituangkan  dalam  bentuk  diagram  alir  ( flowchart).  Adapun  bentuk  flowchart  yang  akan dirancang terdiri dari dua bagian yaitu :
1. Akses pintu masuk stasiun
2. Akses pintu keluar stasiun
D. Algoritma
1. Menginisialisasi  pin  I/O  yang  digunakan, yaitu  Modul  RFID,  Motor  Servo,  LCD, Buzzer.
2. Jika  jumlah  saldo  besar  dari  Rp.5000  maka servo akan membuka portal pintu masuk.
3. Jika  jumlah  saldo  kecil  dari  Rp.5000  maka portal  pintu  tetap  tertutup  dan  buzzer  akan berbunyi.

## E. Flowchart Akses Pintu Masuk Stasiun
Prinsip  kerja  akses  pintu  masuk  stasiun  dengan inisialisasi  input  yaitu  RFID  dan  output  motor  servo, LCD dan buzzer. RFID reader akan mendeteksi saldo pada  RFID  tag.  Jika  saldo  besar  dari  Rp.5000  maka motor servo  yang ada pada pintu masuk akan terbuka 900. Jika saldo kurang dari Rp.5000 maka servo akan tetap tertutup dan buzzer aktif.
Gambar 4. Flowchart pintu masuk stasiun

## F. Flowchart Akses Pintu Masuk Stasiun
Prinsip  kerja  akses  pintu  keluar  stasiun  dengan inisialisasi  input  yaitu  RFID  dan  output  motor  servo. Pada akses pintu keluar tidak menggunakan saldo untuk membuka  portal  pintu  keluar.  Pintu  akan  terbuka setelah RFID tag di taping pada RFID reader.

## Gambar 5. Flowchart Pintu Keluar Stasiun

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  dan  analisa  alat  bertujuan  untuk mengetahui apakah alat yang telah dibuat sesuai dengan apa yang telah direncanakan sebelumnya, hal tersebut dapat  dilihat  dari  hasil-hasil  yang  diperoleh  pada pengujian  alat.  Pengujian  dilakukan  berdasarkan  pada blok  diagram.Berikut  langkah-langkah  dan  pokok pembahasan  yang  akan  di  lakukan  dalam  pengujian diantaranya.
1. RFID
2. Motor Servo
A. Pengujian dan Analisa RFID RC522
Cara pengujian RFID yaitu:
1. Menghubungkan  supply  tegangan  pada  pin SDA dan Ground pada RFID
2. Mengaktifkan rangkaian mikrokontroller yang telah terprogram untuk menguji RFID
3. Mengukur  jarak  deteksi  RFID  tag  dengan RFID reader.
4. Mengukur gelombang dan Frekuensi pada pin SDA.
Modul  RFID  RC522  digunakan  pada akses  pintu keluar  dan  masuk  stasiun.  Pada  RFID  proses identifikasi dilakukan oleh RFID tag dan RFID reader, yang telah diprogram pada mikrokontroler arduino Uno R3  berupa  data  angka  identifikasi  (ID  number)  yang unik untuk setiap RFID tag yang digunakan, sehingga tidak  ada  RFID  tag  yang  memiliki  ID  number  yang sama.  RFID  reader  merupakan  penghubung  antara
software aplikasi dengan antena yang akan memancarkan  gelombang  radio  ke  RFID  tag. Gelombang  radio  yang  ditransmisikan  oleh  antena berpropagasi  pada  ruangan  disekitarnya.  Akibatnya dapat  berpindah  secara  wireless  ke  tag  RFID  yang berada berdekatan dengan antena. RFID Reader selain mempunyai  penerima  internal  gelombang  RF  yang berfungsi  menangkap  gelombang  elektromagnetik, juga mempunyai fungsi khusus untuk menangkap data- data analog dari gelombang RF yang dipancarkan oleh RFID  Tag  Card  dan  mengubahnya  menjadi  data-data digital.   Berikut  hasil  pengujian  tag  RFID  berupa  ID card pada akses RFID pintu masuk dan keluar Stasiun yang ditempelkan pada RFID reader dengan jarak yang telah ditentukan adalah sebagai berikut:

## Tabel 1. Hasil pengujian jangkauan jarak kartu RFID
Akses pintu Stasiun Jarak pembacaan kartu 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm 5 cm
RFID akses
pintu masuk Terb aca Terba ca Terb aca Tidak terbaca Tidak terbaca RFID akses pintu keluar Terb aca Terba ca Terb aca Tidak terbaca Tidak terbaca
Dari tabel 1 diatas dapat dilihat bahwa hasil pengujian pada  RFID  tag  berupa  ID    card  dengan  RFID  reader untuk  akses  pintu  masuk  maupun  keluar  area  stasiun hanya  dapat  mengakses  jarak  maksimal  3  cm  sesuai dengan karakteristik RFID RC522.
B. Pengujian dan Analisa Motor Servo
Tujuan  dari  pengujian  analisa  pada  motor  servo adalah  untuk  menentukan  kondisi  motor  servo  saat berputar  dalam  hitungan  derajat  setelah  diberikan output  dari  mikrokontroller  arduino.Cara  pengujian Motor servo yaitu:
1. Setelah program selesai dibuat maka
download program tersebut kedalam mikrokontroler  arduino  menggunakan  kabel downloader.
2. Memberikan sumber 9V DC pada mikrokontroler kemudian melakukan pengukuran pada pin 3 arduino uno. Tabel 2. Pengujian Motor Servo Keadaan Sudut Servo Lebar Pulsa Arah Putaran Awal 0 0 0,5 ms - Buka 90 0 1,5 ms CW
Sinyal  PWM  memiliki  frekuensi  gelombang yang  tetap  namun  duty  cycle  bervariasi.  Duty  Cycle merupakan representasi dari kondisi logika high dalam suatu periode sinyal dan di nyatakan dalam bentuk (%) dengan range 0% sampai 100%. Dengan kata lain siklus
kerja atau duty cycle adalah perbandingan lama kondisi ON dan kondisi OFF suatu sinyal pada suatu periode. Motor Servo bekerja pada sinyal digital dengan periode 20ms,  dan range  time high  dan time  low  adalah  0,5  - 2ms.  Dari  hasil  pengujian  pada  saat  diberikan  pulsa dengan lebar 0,2 ms motor servo berada pada sudut 00 dan  pada  saat  diberikan  pulsa  dengan  lebar  0,6  ms motor  servo  berada  pada  sudut  900.  Motor  servo  ini nantinya  dapat  membuka  dan  menutup  portal  pintu masuk  dan  pintu  keluar.  Motor  servo  dapat  berputar CW  dan  juga  CCW  dimana  apabila  motor  servo berputar CW (Counter Wise) maka motor akan berputar searah  jarum  jam  dan  apabila  motor  servo  berputar CCW (Counter Clock Wise) maka motor akan berputar berlawanan  arah  jarum  jam.  Pada  saat  motor  servo berada pada posisi awal yaitu pada sudut 00 lebar pulsa yang dihasilkan adalah 0,2 ms. Apabila keadaan motor servo 900 CW ini menghasilkan lebar pulsa 0,6 ms.

## C. Analisa Keseluruhan
Pada  tahap  awal  untuk  memasuki  stasiun  melalui akses portal masuk digunakan RFID tag berupa ID card yang  ditempelkan  pada  RFID  reader  sehingga mengaktifkan  motor  servo  untuk  portal  pintu  masuk atau pintu keluastasiun akan terbuka 900. RFID reader merupakan  penghubung  antara  software  aplikasi dengan  antena  yang  akan  memancarkan  gelombang radio  ke  RFID  tag.  Gelombang  radio  yang ditransmisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan disekitarnya.  Akibatnya  dapat  berpindah  secara wireless  ke  tag  RFID  yang  berada  berdekatan  dengan antena.  Setelah  penempelan  RFID  tag  pada  RFID reader maka pada LCD akan tampil Sisa saldo dan pintu akan  terbuka  jika  saldo  pada  RFID  tag  minimal Rp.5000. Berikut adalah tabel kondisi untuk pengujian alat sesuai jumlah saldo yang ada didalam RFID tag :

## Tabel 3a. Pengujian alat berdasarkan jenis kartu
Jenis Kartu Jumlah Saldo
Kondisi
Motor Buzzer
Platinum 150000 Terbuka 90 0 Off 0 Tertutup On Gold 100000 Terbuka 90 0 Off 0 Tertutup On Silver 50000 Terbuka 90 0 Off 0 Tertutup On

## Tabel 3b. Pengujian alat berdasarkan jenis kartu
Tampilan LCD Jumlah Saldo Kondisi Motor 150000 Terbuka 90 0
0 Tertutup
100000
Terbuka 90 0 0 Tertutup 50000 Terbuka 90 0 0 Tertutup
Berdasarkan  tabel  di  atas  dapat  dijelaskan  bahwa jumlah  saldo  setiap  kali  taping  akan  berkurang sebanyak  Rp.5000  dan  pintu akan  terbuka.  Jika  saldo Rp.0 maka buzzer akan aktif dan pintu tetap tertutup

## IV. KESIMPULAN
RFID Tag sebagai scanning kartu untuk registrasi tiket kereta api dengan 3 macam kartu yang digunakan yaitu Platinum  dengan  jumlah  saldo  Rp.150.000,  Gold dengan  jumlah  saldo  Rp.100.000,  dan  Silver  dengan jumlah  saldo  Rp.50.000.  Motor  servo  sebagai  palang pintu  masuk  maupun  keluar  stasiun  yang  akan  aktif jika saldo pada pada kartu RFID tag berjumlah minimal Rp.5000.  LCD  sebagai  tampilan  jumlah  saldo penumpang  kereta  api.  Setiap  kali  tapping  maka tampilan pada LCD akan berkurang sebanyak Rp.5000 dari  jumlah  saldo  awal.  Jika  saldo  sudah  habis  maka tampilan  pada  LCD  yaitu  “MOHON  MAAF  SALDO ANDA  HABIS.  Buzzer  sebagai  alarm  bagi  calon penumpang  kereta  api  jika  saldo habis  atau  kecil  dari Rp.5000.  sehingga  alat  tidak  terhubung  dengan smartphone android.

## REFERENSI
[1]  Medilla  Kusriyanto.  Nendy  Wiswono.  Sistem  Palang  Pintu Perlintasan Kereta Api Otomatis Dengan Komunikasi Wireless Berbasis Arduino. Teknoin Vol. 23 No. 1 Maret 2017 : 73-80.
[2]  M. Azzam Firdaus, Aryo Baskoro Utomo. Miniatur Palang Pintu Kereta  Api  Otomatis  dengan  Menampilkan  Kecepatan  Kereta Serta Waktu  Tunggu Menggunakan Arduino.
[3] C Xian-gang, Z Jian-bin. Servo Motor Decoupling Control Based on PI Fuzzy Adaptive Method. TELKOMNIKA
(Telecommunication Computing Electronics and Control). 2013; 11(5): 2612-1618.
[4]  W  Yeqin.  Direct  Drive  Electrohydraulic  Servo  Control  System Design with SelfTuning Fuzzy PID Controller. TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control). 2013; 11(6): 3374-3382.
[5] X Xu, H Lin. Speed Loop Control Research of Roll Stable Servo Platform.  TELKOMNIKA  (Telecommunication  Computing Electronics and Control). 2013; 11(8): 4512-4516.
[6] Musfirah Putri Lukman Husni Angriani. Implementasi Teknologi Rfid Pada Sistem Antrian Rekam Medis Pasien Di Rumah Sakit. ILKOM  Jurnal  Ilmiah  Volume  10  Nomor 1  April 2018. Hal 105-112
[7]  Susanti,  Roza  dan  Budi  Bakhtiar,  “Pengaturan  Portal  Pada Pengurutan Parkir Mobil dengan  Menggunakan RFID dan PC”.
Padang: Elektron Vol. 1 No. 2, 2009.