Xbee

 

 —   Penggunaan sistem komunikasi nirkabel (wireless) sebagai media komunikasi pada sistem jaringan Intisari —  komputer semakin popular sekarang ini . Hal ini membuat proses pertukaran informasi dan komunikasi menjadi cepat dan mudah.. Pada proyek arduino ini akan dirancang sebuah sistem penerima data dan akan ditampilkan ke komputer secara wireless (tanpa kabel) menggunakan komunikas seriali data pada frekuensi 2,4GHz  Frekuensi 2,4GHz yang dipilih pada perancangan ini adalah adalah ZigBee/XBee PRO yaitu RF modul yang menggunakan protocol standard IEEE 802.15.4. 802.15.4 . Sedangkan ArduinoUno sebagai kontroler dan pemroses sinyal, serta Xbee berfungsi sebagai penerima data dan komunikasi Serial sebagai keluaran yang nantinya akan di tampilkan di komputer. Kata Kunci : ArduinoUno, Xbee, dan Komunikasi Serial.  Abstract   — The The use of wireless communication systems (wireless) as a medium of communication in computer network systems is becoming more popular today. This makes the process of exchanging information and communication becomes fast and easy .. In this Arduino project will be designed a system and a data receiver will display to the computer wirelessly (without cable) using komunikas seriali data at a frequency of 2.4 GHz 2.4 GHz frequency is chosen in this design is a ZigBee / XBee PRO RF modules that use the protocol IEEE 802.15.4 standard. While ArduinoUno as controllers and signal processing, as well as functioning as a receiver XBee Serial communication data and the output will be displayed on the computer. Keywords: ArduinoUno, XBee and Serial Communications  

I. PENDAHULUAN   

Dalam Penggunaan sistem komunikasi nirkabel (wireless) sebagai media komunikasi pada sistem jaringan

komputer semakin popular sekarang ini . Hal ini membuat proses pertukaran informasi dan komunikasi menjadi cepat dan mudah.. Pada Tugas Akhir ini dirancang sebuah sistem monitoring arah dan kecepatan angin yang akan dikirim kan ke komputer secara wireless menggunakan komunikasi data pada frekuensi 2,4GHz Frekuensi 2,4GHz yang dipilih pada perancangan ini adalah ZigBee/XBee PRO yaitu RF modul yang menggunakan  protocol standard IEEE 802.15.4 Berdasarkan hal di atas maka dirancanglah alat untuk komunikasi secara serial dengan de ngan menggunakan modul Xbee sebagai masukan dan komunikasi serial sebagai keluaran yang dikontrol menggunakan ArduinoUno. Alat ini akan bekerja dengan menerima data dari keluaran Xbee lain dan akan di tampilkan menggunakan komunikasi serial ke komputer. Diharapkan dengan adanya alat komunikasi sederhana ini dapat mempermudah mempermudah kita untuk berkomunikasi secara nirkabel(tanpa kabel) sehingga mempermudah dan mempercepat untuk mengirim dan menerima data

II. PERUMUSAN MASALAH   

Berdasarkan latar belakang diatas akan akan ditentukan beberapa rumusan masalah yaitu 1. 

Apakah alat yang digunakan untuk komunikasi data secara wireless wireless??

2. 

Bagaimana cara kerja dari alat ini?

3. 

Bagaimana program yang digunakan untuk mengatur masukan dan keluaran?

4. 

Bagaimana hasil yang didapatkan alat?

Adapun yang membatasi alat ini adalah 1. 

Modul penerima hanya dapat digunakan dalam jarak ± 30 meter (dalam ruangan) dan 100 meter (diluar ruangan)

 

2. 

Modul Penerima yang digunakan adalah Xbee Pro S1 2.4 Ghz

3. 

Alat ini hanya menggunakan satu masukan yaitu Modul Xbee Penerima dan satu keluaran yaitu RS 232

III. METODOLOGI   

Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah   langkah pembuatan Proyek Arduino dapat didefinisikan didefinisikan sebagai berikut : 1. 

Studi pustaka alat dan bahan

2. 

Perancangan perangkat lunak dan program

3. 

Implementasi program,

4. 

Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras

5. 

Analisa

6. 

Laporan

A.  Tinjauan Pustaka a)  Xbee XBee merupakan modul RF yang didesain dengan standardprotocol IEEE 802.15.4 dan sesuai dengan kebutuhan sederhana untuk jaringan wireless. Kelebihan utama yang menjadikan XBee sebagai komunikasi serial nirkabel karena XBee memiliki konsumsi daya yang rendah yaitu hanya 3,3 V dan beroperasi pada rentang frekuensi 2,4 GHz.

Gambar 4.1 Komponen Xbee  Xbee   Dalam melakukan komunikasi dengan perangkat lainnya Xbee mampu melakukan komunikasi dengan dua macam komunikasi yang berbeda, tergantung dari perangkat apa yang dihubungkan dengan modul Xbee. Komunikasi dapat dilakukan dengan menggunakan jaringan wireless dan komunikasi secara serial. b) 

Serial (RS232)  (RS232)  Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu per satu dengan menggunakan satu jalur kabel data. Sehingga komunikasi serial hanya menggunakan 2 kabel data yaitu kabel

 

data untuk pengiriman yang disebut transmit (Tx) dan kabel data untuk penerimaan yang disebut receive (Rx). Kelebihan dari komunikasi serial adalah jarak pengiriman dan penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingan dengan komunikasi parallel tetapi kekurangannya adalah kecepatan lebih lambat daripada komunikasi parallel, untuk saat ini sedang dikembangkan teknologi serial baru yang dinamakan USB (Universal Serial Bus) Bus) yang memiliki kecepatan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat disbanding serial  biasa.

Beberapa contoh : komunikasi Serial RS-232 dan RS-485

Gambar 4.2 RS232  RS232 

c) 

ArduinoUno

Arduino merupakan modul atau kit mikrokontroler yang bersifat sumber terbuka baik piranti keras maupun piranti lunaknya. Pengertian awam, Arduino merupakan komputer kecil yang dapat di program untuk memproses masukan dan luaran antara modul itu sendiri dengan komponen eksternal yang dihubungkan dengannya. Arduino memiliki kompilator program tersendiri menggunakan bahasa C++ yang dilengkapi dengan program pustaka yang memudahkan para pengguna untuk merancang suatu program. Perangkat kerasnya terdiri dari pengendali yang memiliki desain sederhana dengan Atmel AVR sebagai pengolah utama dan pintu masukan serta luaran yang langsung terpasang pada papan utamanya. Beberapa macam jenis Arduino dijual dipasaran, salah satunya ArduinoUno dengan tipe terbaru yaitu ArduinoUno R3. Modul ini memiliki 14 pin masukan/luaran (yang mana 6 dapat digunakan sebagai PWM output), 6 analog input, keramik resonator 16MHz, koneksi USB, powerjack, header ICSP, dan tombol reset, memuat semua yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler. Arduino R3 dapat dihubungkan langsung ke komputer dengan kabel USB atau dengan mencatu dengan catu daya.

 

  Gambar 4.3 ArduinoUno  ArduinoUno  Fitur-fitur yang dimiliki oleh ArduinoUno R3 ditunjukkan ditunjukkan dibawah ini.  

Mikrokontroler: ATmega328

 

Kaki I/O digital : 14 (6 diantaranya adalah PWM)

 

Kaki I/O analog : 6

 

Flash Memory : 32 KB (8 KB digunakan untuk boot loader)

 

SRAM : 2 KB

 

EEPROM : 1 KB

 

Tegangan kerja: 5 volt

 

Tegangan masukan: 7 –  7 –  12  12 volt

 

Arus DC pada kaki I/O : 40 mA

•

•

•

•

•

•

•

•

•

ArduinoUno R3 dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan dengan catu daya eksternal. Sumber Sumber listrik dipilih secara otomatis. Daya eksternal (non-USB) dapat menggunakan menggunakan adaptor AC-DC atau baterai. Arduino ini dapat beroperasi pada catu tegangan eksternal dari 6 Volt sampai 20 Volt. Rentang tegangan yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 Volt. Masing-masing dari 14 kaki digital pada ArduinoUno R3 dapat digunakan sebagai masukan atau luaran, menggunakan fungsi pinMode (), digitalWrite (), dan digitalRead(). Mereka beroperasi pada tegangan tegangan 5 Volt. Setiap kaki dapat memberikan atau menerima maksimum 40 mA mA dan memiliki memiliki resistor pull-up internal (terputus secara alami) alami) sebesar 20-50 KOhms. KOhms. Selain itu, beberapa kaki memiliki fungsi khusus: khusus:

IV.. PERANCANGAN Alat  IV  

A.  Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika Adapun sistem yang digunakan yaitu : 1. 

XBee sebagai penerima data

2. 

Komunikasi Serial (RS232) sebagai keluaran

3. 

ArduinoUno sebagai pengendali semua perangkat

4. 

Rangkaian PCB untuk masukan

5. 

Rangkaian PCB untuk luaran.

B.  Blok Diagram Hubungan Komponen Utama Blok diagram aplikasi ArduinoUno menggunakan masukan Xbee dan keluaran serial dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

 

Utama   Gambar 4.4 Blok Diagram Komponen Utama

C.  Melakukan Setting Xbee Sebelum menggunakan XBee terlebih dahulu harus dikonfigurasi. Berikut ini adalah beberapa langkah yang dilakukan agar XBee pada Pemancar dan XBee pada penerima dapat saling bertukar data.  

•

Hubungkan XBee ke PC/laptop dengan menggunakan Xbee adapter . Disini Xbee harus dihubungkan secara serial dengan PC/laptop.

Gambar 4.1 Xbee adapter   •

 

Buka software XCTU di komputer anda, jika modul RF berhasil terdeteksi software akan terlihat seperti pada gambar dibawah. ―Port USB-toUSB -to-serial serial Bridge..[COM1]‖ menandakan bahwa modul menggunakan saluran port

 

•

USB COM1. Jika belum terdeteksi silahkan cek status port USB komputer anda di Device Manager. Jika koneksi antara X-CTU dengan XBee gagal, maka akan muncul sebuah pesan kesalahan dan jika koneksi  berhasil, maka akan tampil modem type type dan firmware version dari XBee yang sedang digunakan.

 

•

Atur Baud Rate, Flow Control, Data Bits, Parity, Stop Bits seperti pada kotak merah (gambar atas). Kemudian klik ―Test/Query‖, maka identitas atau versi X-Bee X -Bee akan muncul

 

•

Jika sudah, pilih menu ―Modem Configuration‖, kemudian klik ―Read‖ untuk mensetting nilai parameter dari X Bee Pro. Setelah di-read maka akan muncul parameter-parameter yang dapat disetting. Tipe dan versi firmware versi  firmware X-Bee  X-Bee yang terdeteksi juga akan sama seperti pada Com Test. Pastikan bahwa Tipe dan Versi tidak diubah ke yang lain. Begitu juga dengan ―Function Set.  Set.  

 

•

Untuk komunikasi point komunikasi point to point , umumnya hanya ada 3 parameter yang wajib di-setting yaitu PAN ID ( Personal Area Network  ID), DL ( Destination Address Low Low), ), MY (16bit (16bit Source Address). Address). XBee1 dan XBee2 dapat saling berkomunikasi.

 

•

Agar dapat melakukan komunikasi lakukan pengaturan pada beberapa parameter berikut ini :  Nilai parameter DL X-Bee1  = MY X-Bee.   Nilai parameter MY X-Bee1 = DL X-Bee2  X-Bee1 dan X-Bee2 menggunakan alamat PAN ID yang sama  Nilai parameter yang diisi berupa bilangan bilangan hexadecimal .

 

•

Setelah selesai melakukan konfigurasi beberapa parameter, langkah terakhir yaitu menyimpan konfigurasi yang telah dilakukan pada XBee. Untuk menyimpan konfigurasi tersebut, cukup dengan menekan tombol ― Write Write‖‖  pada X-CTU. Di bawah ini gambar gambar hasil read dan writeXBee.

D.  Mekanisme Kerja Sistem 1.  Masukan Keluaran

: Modul Xbee Penerima (Xbee Rx) : Serial ( Komputer )

2.  Xbee Penerima akan menerima data yang dipancarkan dari Xbee Pemancar. Data dari pin Xbee Penerima dihubungkan ke pin Rx Arduino. Pin VCC pada modul Xbee Penerima dihubungkan ke 3.3V Arduino dan Pin GND pada modul Xbee Penerima dihubungkan ke GND Arduino.

 

3.  Data yang diterima oleh Modul Xbee Penerima, akan di proses oleh Arduino. Arduino akan memproses data dari Modul Xbee Penerima Penerima untuk kemudian dikeluarkan dalam bentuk bentuk Serial (Komputer ).

E.  Perangkat Lunak Alat 1)  Diagram Alir Program Untuk diagram alir program aplikasi ArduinoUno menggunakan masukan sensor api, asap, dan karbon monoksida dengan luaranXBee dapat dilihat dibawah ini :

Gambar 4.2 Diagram Alir Program  Program  

V. PENGUJIAN DAN ANALISA   

A.  Pengujian Alat Dalam pengujian ini, meliputi pengujian Xbee dan d an Komunikasi serial. Pengujian alat atau kalibrasi ini dilakukan untuk mengetahui sistem komunikasi secara nirkabel menggunakan Xbee dan menampilkannya menggunakan komunikasi serial ke komputer. Xbee (Rx) akan menerima data dari Xbee (Tx) melalui proses transfer data melalui antena (tanpa kabel) . Kemudian keluaran dari Xbee akan menjadi sinyal input untuk Arduino. Setelah itu output dari Arduino akan menjadi input untuk serial. Disini serial sendiri terhubung ke PC, P C, jadi data yang diterima oleh Xbee akan di tampilkan ke PC melalui port serial.

B.  Hasil Percobaan  Percobaan 

 

  Gambar 5.1 Tampilan Hasil Percobaan  Percobaan  

VI. PENUTUP   

 A.   Kesimpulan  Kesimpulan   Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada  penelitian ini, yaitu aplikasi ArduinoUno menggunakan menggunakan masukan Xbee sebagai penerima data dan keluaran keluaran serial ke komputer, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut: 1.  Jarak jangkauan pengiriman data modul XBEE PRO dalam kondisi penerima di dalam ruang mampu mencapai  jarak 30 meter dan luar ruangan 100 meter meter data masih dapat diterima dengan baik. 2.  XBEE agar bisa berkomunikasi harus siseting terlebih dahulu menggunakan aplikasi X-CTU 3.  Komunikasi serial yg digunakan adalah komunikasi UART menggunakan IC MAX 232.  B.  Saran Saran   1.  Agar modul Xbee Pro dapat mengirimkan data lebih jauh sebaiknya ditempatkan ditempat yang mempunyai halangan yang sedikit. 2.  Supaya XBEE dapat berkomunikasi lebih baik, antena pada masing-masing XBEE harus terlihat. 3.  Sebelum XBEE dipakai untuk berkomunikasi, XBEE harus disetting menggunakan aplikasi X-CTU. Referensi . [1]  Wirawan, Bangun, et. al. 2013. Lampu Pengatur lalu Lintas Portable Menggunakan Jaringan Jar ingan Nirkabel. Semarang: Politeknik Negeri Semarang. [2]  diakses pada 18 Desember 2013  2013   [3]  diakses pada 11 Desember 2013 [4]  diakses pada 11 Desember 2013 [5]  diakses pada 11 Desember 2013 [6]  diak  sespada 18 Desember 2013 [7]  diakses pada 11 Desember 2013 [8]  diakses pada 11 Desember 2013 [9]   diakses  diakses pada 18 Desember 2013   2013