Flow Chart RFID Aktif dengan Komunikasi TX - RX Berbasis Arduino Uno

Keterangan:

1.       Alat bekerja setelah program dalam mikrokontroler terinisialisasi, dimana RFID sebagai input (masukan) yang kemudian data transfer menggunakan komunikasi Tx dan Rx pada Mikrokontroler Arduino UNO.

2.       RFID Active Tag mengirimkan informasi yang disematkan berupa User ID yang akan dibaca oleh RFID Active Reader, jika Reader belum mendapat informasi dari Tag maka proses tersebut akan terus berulang hingga ada Tag yang terbaca oleh Reader.

3.       RFID Active Reader membaca informasi, dan mengolah informasi tersebut dan mengirimkan ke Mikrokontroler Arduino UNO melalui komunikasi Tx pada Reader menuju Rx pada Arduino UNO.

4.       Mikrokontroler Arduino UNO menerima informasi yang dibaca oleh Reader untuk selanjutnya diolah untuk ditampilkan informasi tersebut berdasarkan data digital berupa kode – kode.

5.       Informasi dari Arduino UNO akan ditampilkan sesuai dengan program yang dibuat pada Arduino UNO melalui LCD 16x2 berupa informasi Tag yang dibaca oleh Reader. 

Video Amplifier (Penguat Video)

Penguat Video IF merupakan sebuah Band Pass Amplifier yang berfungsi untuk mempekuat frekuensi menengah atau IF (Intermediate Frequency) sinyal pembawa gambar yang berasal dari keluaran penala (tuner) agar levelnya mencukupi untuk dideteksi oleh bagian video detektor. Untuk sistem PAL BG seperti di Indonesia spektrum frekuensi penguat video IF menggunakan center pada frekuensi 38.9 Mhz untuk IF sinyal pembawa gambar (video carrier) dan 33.4Mhz untuk sinyal IF pembawa suara (sound carrier).

Bagian – bagian dari penguat video IF, antara lain :

•  Penguat pre-amp transistor
• SAW filter
• Penguat IF
• AGC (Automatic Gain Control) 
• AFT (Automatic Fine Tuning)
• PLL atau VCO video detektor
• Noise Inverter
• Video Indentification.

Detektor Video

Berfungsi sebagai pendeteksi dan memisahkan sinyal pembawa gambar dari sinyal gambarnya dan mencampur sinyal pembawa gambar dengan sinyal pembawa suara, sehingga menghasilkan sinyal setinggi 5,5 MHz. Sinyal video komposit yang diperoleh dari IF video out kemudian dideteksi oleh detektor video. Selain itu, juga berfungsi untuk meredam sinyal suara yang akan mengakibatkan buruknya kualitas gambar.

Pre – Amp Transistor

Pemakaian SAW filter menyebabkan terjadi kerugian level sinyal video IF atau istilah teknisnya “insertion loss”.  Sebuah penguat Pre – amp yang menggunakan sebuah transistor digunakan untuk megkompensasi akibat kerugian ini.

 

Saw Filter

Merupakan “filter bandpass” yang hanya akan melewatkan frekuensi pembawa gambar dengan center frekuensi 38.9Mhz dan sinyal pembawa suara dengan center frekuensi 33.4 Mhz. Atau secara keseluruhan SAW fiter mempunyai “frekuensi respons” (melewatkan hanya frekuensi) mulai dari 33.15 hingga 40.15 Mhz. Untuk membuat filter bandpass semacam ini dibutuhkan rangkaian yang terdiri 3 hingga 5 buah macam coil yang perlu diatur pada berbagai macam frekuensi yang berbeda. Dan pengaturan hanya dapat dilakukan dengan peralatan yang khusus.

a.       Kelebihan penggunaan SAW filter:

• Dengan SAW filter kita tidak perlu lagi melakukan pengaturan.
• Bentuknya kompak, kecil dan kuat tidak gampang rusak.
•  Kerjanya stabil pada jangka yang lama.
• Dapat memberikan kualitas gambar yang bagus.

b.      Kelemahan SAW filter

SAW filter bekerja dengan cara merubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi getaran mekanik akustik pada bagian input, dan kemudian merubah kembali menjadi getaran listrik pada bagian output. Hal ini menyebabkan terjadi kerugian level sinyal atau disebut insertion loss. Oleh karena itu maka dibutuhkan satu tingkat penguat transistor untuk mengkompensasi kerugian semacam ini.

Getaran mekanik menjalar lewat benda padat melalui 2 macam cara :

• Bulk wave – gelombang menjalar melalui bagian dalam benda padat.
• Surface wave – gelombang menjalar melalui bagian permukaan benda padat.

Pada SAW filter sinyal input menjalar ke bagian output melalui bagian permukaan sejenis kristal yang digunakan sebagai bahan pembuatannya.

Pin-out SAW filter yang berbentuk inline (sejajar)

1. Input
2. Input Gnd
3. Chip Gnd
4. Output (IF in)
5. Output (IF out)

 AGC (Automatic Gain Control)

Sinyal gambar dimodulasikan menggunakan sistem AM (amplitudo modulation). Oleh karena itu cacat amplitudo akan dapat menyebabkan gambar rusak. Penguat video IF dirancang agar keluaran dari rangkaian video detektor adalah konstan sebesar 2 Vpp. Sebelumnya kekuatan sinyal RF input yang diterima oleh antena berbeda – beda pada setiap stasiun pemancar.  

Jika sinyal RF yang diterima antena terlalu kuat, maka dapat mnyebabkan sinyal keluaran melebihi 2 Vpp, dan hal ini dapat menyebabkan sinkronisasi sinyal gambar cacat atau hilang sama sekali karena terpotong (clipped). Untuk mencegah hal ini terjadi maka digunakan rangkaian AGC, yang fungsinya adalah untuk mengurangi faktor penguatan bagian penguat video IF jika sinyal RF yang diterima terlalu kuat, dengan tujuan untuk menjaga agar level keluaran sinyal video tetap terjaga konstan pada level 2 Vpp.

AGC bekerja dengan sistem loop umpan balik tertutup, kuat lemahnya sinyal keluaran dari rangkaian video detektor digunakan sebagai umpan balik untuk pengendalian faktor penguatan pada bagian IF amplifier dan Tuner.

Ada 2 macam rangkaian AGC yang bekerja pada bgaian video IF :

a.     IF AGC

Merupakan rangkaian internal didalam IC video IF yang berfungsi untuk mengurangi faktor penguatan bagian rangkaian penguat video IF.

b.      RF AGC

Merupakan rangkaian yang bekerja eksternal.  Jika penguatan bagian penguat video IF sudah minimal tetapi sinyal yang diterima masih terlalu kuat, maka akan bekerja eksternal AGC yang akan mengurangi faktor penguatan bagian penerima Tuner.

Ada beberapa tipe rangkaian AGC

a.       Average AGC (AGC rata-rata)

AGC diatur oleh level tegangan rata-rata sinyal video. Hasilnya kurang bagus, sebab dipengaruhi oleh besar kecilnya level sinyal video, padahal kuatnya sinyal RF antena tetap.

b.      Peak level AGC

AGC diatur oleh besarnya level puncak sinyal sinkronisasi. Hasilnya lebih baik dari average AGC.

c.       Delayed AGC

AGC yang ditunda yang artinya jika sinyal yang diterima masih lemah tidak terlalu kuat maka AGC belum akan aktip bekerja. AGC baru akan mulai bekerja jika sinyal yang diterima antena sudah melebihi level yang ditentukan.

AFT (Automatic Fine Tuning)

Karena faktor kelembaban, faktor panas, faktor waktu pemakaian televisi maka frekuensi tuning pada Tuner dapat bergeser karena karakteristik komponen yang berubah.  Dimana hal ini dapat menyebabkan warna hilang atau suara yang terganggu. Untuk menjaga problem seperti ini terjadi maka digunakan rangkaian AFT.

Jika tegangan tuning bergeser maka akan mengakibatkan frekuensi keluaran dari tuner tidak lagi tepat pada 38.9Mhz, misalnya keluaran menjadi 38 Mhz.  Rangkaian AFT akan membandingkan frekuensi keluaran ini dengan frekuensi referensi coil AFT yang diatur tepat pada 38.9 Mhz. AFT akan mengkoreksi tegangan tuning yang bergeser ini sehingga frekuensi keluaran dari tuner kembali tepat pada 38.9Mhz. Tegangan AFT mempunyai fungsi ganda, yaitu

a.       Menjaga secara otomatis agar tegangan tuning selalu tepat.

b.      Sebagai sinyal kontrol saat manual atau auto search agar dapat stop secara otomatis atau dimemori secara otomatis bersama dengan sinyal video identifikasi.

Noise Inverter

Rangkaian noise inverter dipasang sesudah rangkaian video detektor.  Digunakan untuk menghilangkan gangguan noise frekuensi tinggi yang ada pada sinyal gambar (video).

Ada 2 macam gangguan frekuensi tinggi, yaitu

a.       Black noise, yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna hitam.

b.      White noise, yaitu gangguan noise yang berupa garis-garis pendek berwarna putih.

Dinamakan noise inverter, karena pada rangkaian ini untuk menghilangkan noise digunakan sebuah rangkaian inverter. Suatu rangkaian filter frekuensi tinggi digunakan untuk menyaring agar hanya frekuensi tinggi yang berisi noise saja yang dapat lewat. Kemudian frekuensi tinggi ini phasa dibalik 180^o. Sinyal frekuensi tinggi yang phasanya dibalik ini kemudian dicampur dengan sinyal video yang masih mengandung noise. Hasilnya sinyal frekuensi tinggi yang phasenya dibalik akan saling menghilangkan dengan noise frekuensi tinggi yang dibawa sinyal video, karena phasenya berlawanan.  Maka keluaran dari noise inverter akan merupakan sinyal video yang bebas dari noise.

Video Identification

Merupakan rangkaian yang akan meng-output-kan tegangan pulsa dc jika bagian penguat video IF menerima siaran televisi. Sinyal ini sebenarnya merupakan sinyal sinkronisasi horisontal. Sinyal ini digunakan untuk membedakan antara sinyal televisi dari gangguan sinyal lainnya yang mungkin diterima antena, misalnya harmonic dari siaran amatir dan berfungsi untuk sebagai referensi sinyal stop pada saat manual / auto search dengan sinyal tegangan AFT. Pada saat manual/auto search pin-video identifikasi akan berubah sesaat dari nol menjadi “high” ketika terima siaran.

Sebagai kontrol sinyal video-mute (blue back). Jika tidak terima siaran maka pin video identifikasi tegangannya nol. Tegangan ini diiputlan ke mikrokontrol dan selanjutnya mikrokontrol akan melakukan audio/video muting. Rangkaian video IF model lama belum menggunakan rangkaian semacam ini, karena model lama belum mempunyai fasilitas manual/auto search.