BAB II LANDASAN TEORI
2.3. Modul Komunikasi Wireless 802.15.4 Xbee-Pro
Modul komunikasi wireless yang penulis gunakan adalah Xbee-Pro. Modul Xbee-Pro direkayasa untuk memenuhi ZigBee / IEEE 802.15.4 dan merupakan untuk standarisasi pengalamatan unik dengan harga yang murah,serta jaringan nirkabel ini hanya membutuhkan daya yang rendah. Modul
STIKOM
membutuhkan daya minim dan disisi pengiriman dapat mengandalkan data penting antar perangkat. Modul ini beroperasi dalam frekuensi 2,4 GHz ISM.
Modul komunikasi wireless ini mempunyai fitur yaitu :
1. Pengontrolan jarak jauh dalam ruangan bisa mencapai 100 meter dan jika diluar ruangan dapat mencapai 300 meter.
2. Modul ini mampu mentransmisikan daya hingga: 100 mW (20 dBm) 3. Mempunyai sensitivitas penerima data mencapai: -100 dBm
4. Mempunyai kecepatan transfer data: 250,000 bps
5. Paket dapat dikirimkan dan diterima menggunakan data 16-bit atau sebuah alamat 64-bit (protokol 802.15.4).
6. Setiap modul akan menerima paket memiliki alamat broadcast. Ketika dikonfigurasi untuk beroperasi di Broadcast Mode, modul penerima tidak mengirim ACK (Acknowledgement) dan Transmitting.
Xbee-Pro ini mempunyai 20 kaki, diantaranya 4 pin sebagai input adalah port 3, port 5, port 9, dan port 14, serta ada 4 pin sebagai output adalah port 2, port 4, port 6, dan port 13. Dan 4 pin yang digunakan, yaitu VCC dan GND untuk tegangan suplay, DOUT merupakan pin transmit (TX), DIN merupakan pin
receive (RX). Modul X-Bee Pro dapat dilihat pada gambar 2.9. dan dimensi Xbee-Pro dapat dilihat pada gambar 2.10. dibawah ini.
Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011 Gambar 2.9. Modul X-Bee Pro
STIKOM
Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011 Gambar 2.10. Dimensi Xbee-Pro Tabel 2.6. Spesifikasi Xbee-Pro Performance
Indoor Urban-Range up to 300‟ (100 m)
Outdoor RF line-of-sight Range
up to 1 mile (1500 m)
Transmit Power Output 60 mW (18 dBm) conducted, (software selectable) 100 mW (20 dBm) EIRP RF Data Rate 250,000 bps
Serial Interface Data Rate 1200 – 115200 bps
(software selectable) (non-standard baud rates also supported)
Receiver Sensitivity - 100 dBm (1% packet error rate)
Power Requirements
Supply Voltage 2.8 – 3.4 V Idle / Receive Ourrent
(typical)
55 mA (@3.3 V)
Power-down Current < 10 μA
General
Operating Frequency ISM 2.4 GHz Frequency Band 2.4 - 2.4835 GHz Modulation OQPSK
Dimensions 0.960" x 1.297" (2.438cm x 3.294cm)
Operating Temperature -40 to 85° C (industrial) Antenna Options Integrated Whip, Chip or
U.FL Connector
Networking & Security
Supported Network Topologies
lanjutan
Point-to-point, Point-to multipoint & Peer-to-peer Number of Channels 12 Direct Sequence Channels (softw are selectable)
Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011
STIKOM
2.3.1. Command Mode
Untuk memodifikasi atau membaca parameter Xbee-Pro, langkah pertama yang harus dilakukan adalah masuk ke command mode, yaitu command yang menafsirkan karakter yang datang. AT Command ini dilakukan dengan memprogram modul.
2.3.2. AT Command
Untuk masuk ke mode AT Command, kirim tiga rangkaian karakter ”+++” kemudian amati guard time sebelum dan sesudah karakter perintah (command) yang menunjuk pada mode rangkaian dari default AT Command. Berikut adalah mode rangkaian default AT Command untuk masa transisi ke mode command :
a. Tidak ada karakter yang dikirim selama satu detik [GT (Command Guard Time) parameter = 0x3E8]
b. Input tiga karakter plus (”+++”) dalam satu detik [CC (Command Sequence Character) parameter = 0x2B]
c. Tidak ada karakter yang dikirim selama satu detik [GT (Command Guard Time) parameter = 0x3E8]
Untuk mengirim AT Command dan parameter, digunakan syntax seperti gambar 2.11 di bawah ini berikut :
Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011
Gambar 2.11. Struktur pemrograman pada AT Command
STIKOM
Langkah pertama yang harus dilakukan dalam menggunakan Xbee- PRO agar dapat melakukan komunikasi point to point atau point to multipoint adalah melakukan seting konfigurasi alamat (address). Proses konfigurasi ini dapat dilakukan melaui software X-CTU yang merupakan software aplikasi khusus untuk Xbee-Pro ditunjukkan pada gambar 2.12 dibawah ini.
Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011
Gambar 2.12. Tampilan untuk setting konfigurasi alamat pada X-CTU Cara lain untuk melakukan setting dapat dilakukan melaui hiperterminal. Untuk melakukan setting konfigurasi address melalui hiperterminal ada dua metode. Metode pertama disebut one line per command dan metode kedua disebut
multiple command on one line.
1. Metode 1 (One line per command)
Tabel 2.7 Konfigurasi Pemrograman X-CTU Metode 1 +++ OK<CR> (Enter into Command mode) ATDL<Enter> {Current Value} <CR> (Read
Destination Address Low)
ATDL1A0D <Enter> OK <CR> (Modify Destination
STIKOM
Address Low)
ATWR <Enter> OK <CR> (Write to non volatile memory)
ATCN
<Enter> OK <CR> (Exit Command Mode) Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011
2. Metode 2 (Multiple commands on one line)
Tabel 2.8. Konfigurasi Pemrograman X-CTU Metode 2 +++ OK<CR> (Enter into Command mode)
ATDL<Enter> {Current Value} <CR> (Read Destination Address Low)
ATDL1A0D,WR<CN<>Cr>OK,OK,OK<CR> Sumber : Manual Xbee-Pro, 2011
Setelah melakukan setting konfigurasi ini maka modul Xbee- PRO siap digunakan untuk melakukan komunikasi point to point, dengan baud rate 9600 bps.
2.3.3. Pengoperasian Xbee-Pro
Modul Xbee-Pro dihubungkan dengan host melalui level logika port serial asinkron. Melalui port serial ini, modul Xbee-Pro dapat berkomunikasi dengan logika dan tegangan yang kompatibel dengan UART atau melalui level translator ke sembarang device serial, seperti RS-232/485/422 atau USB. Device yang mempunyai UART interface dapat langsung dihubungkan secara langsung dengan pin-pin modul XBee seperti di tunjukkan gambar 2.13.
STIKOM
Gambar 2.13 Diagram sistem aliran data pada XBee
Data diterima oleh modul Xbee-Pro melalui pin DI (pin 3) sebagai sinyal serial asinkron. Sinyal harus berada pada kondisi idle high ketika tidak ada data yang harus ditransmisikan. Setiap byte data terdiri dari satu bit start (low), 8 bit data (dengan LSB terlebih dahulu), dan satu bit stop (high). Gambar 3.20 mengilustrasikan pola bit data serial dari Xbee-Pro. Paket data 0x1F (bilangan desimal “31”) yang ditransmisikan melalui Xbee-Pro. Contoh format data adalah 8-N-1 (bits – parity – jumlah bit stop).
Gambar 2.14. Contoh format pengiriman data
Gambar 2.14 menunjukkan diagram data flow internal dengan lima buah pin yang paling sering digunakan. Ada 2 mode operasi dari XBee, yaitu mode Transparent (AT) dan mode API (Packet). Mode transparent (AT) digunakan jika diinginkan konfigurasi point-to-point yang sederhana, dimana XBee bertindak sebagai modem serial wireless antara komputer atau mikrokontroler dengan remote device. Mode transparent (AT) menggunakan komunikasi serial yang sederhana. Fitur dari mode transparent adalah sebagai berikut:
STIKOM
Sederhana
Kompatibel dengan semua peralatan yang menggunakan komunikasi serial
Terbatas hanya untuk komunikasi point-to-point antara 2 XBee
Mode operasi API (packet) mempunyai kemampuan yang lebih baik namun lebih kompleks dari dari mode transparent. Dengan mode API, memungkinkan untuk membuat jaringan yang terdiri dari beberapa XBee dan antar XBee yang satu dengan yang lainnya dapat saling berkomunikasi secara individual. Fitur dari mode API adalah sebagai berikut:
I/O line passing, yaitu menerima data dari remote XBee yang berdiri sendiri (stand-alone remote Xbee)
Memungkinkan untuk komunikasi broadcast dan komunikasi dengan lebih dari satu XBee
Menerima acknowledgement bahwa paket telah dikirim dengan baik
Memungkinkan konfigurasi jarak jauh
2.3.4. Pengalamatan (Addressing) Xbee-Pro
Pengalamatan digunakan untuk membedakan satu Xbee-Pro dengan XBee lainnya dan mencegah duplikasi paket data. Setiap modul Xbee-Pro mempunyai source address (alamat asal) untuk mencegah agar pesan non-duplikat tidak dianggap sebagai pesan non-duplikat.
Xbee-Pro mempunyai dua bentuk dasar pengalamatan, yaitu
Broadcast dan Unicast. Pesan Broadcast adalah sebuah pesan yang akan diterima oleh semua modul yang mempunyai PAN ID (Personal Area Network) yang sama. Pesan Broadcast dikirim hanya sekali dan tidak
STIKOM
diulang, sehingga tidak ada jaminan bahwa node-node yang dikirimi akan menerima pesan tersebut. Agar Xbee-Pro bisa mengirim pesan Broadcast, set DH=0x0 dan DL=0xFFFF.
Dengan setingan tersebut, semua modul Xbee-Pro yang berada dalam jangkauan jaringan akan menerima pesan. Pesan Unicast merupakan metode yang lebih handal dalam pengiriman data. Pesan Unicast dikirim dari satu modul ke modul yang lain berdasarkan pengalamatan modul-modul tersebut. Jika pesan diterima dengan baik, XBee pene-Pro rima akan mengirim balik sebuah acknowlegdement atau ACK. Jika Xbee-Pro pengirim tidak menerima ACK, Xbee-Pro pengirim akan mengirim ulang data tersebut (maksimal 3 kali) sampai ACK diterima. Hal ini akan meningkatkan kemungkinan pengiriman data sampai ke tujuan.
Ada 2 metode pengiriman data pada pesan Unicast, yaitu menggunakan pengalamatan 16 bit dan pengalamatan 64 bit. Satu atau kedua metode tersebut dapat digunakan untuk mengkomunikasikan Xbee-Pro, akan tetapi, pengalamatan 16 bit bisa di-disable sedangkan pengalamatan 64 bit tidak bisa di-disable.
Pengalamatan 16 bit lebih cocok digunakan untuk jaringan yang kecil atau jaringan yang mempunyai jumlah node yang tetap. Pengalamatan 16 bit menggunakan 16 bit bilangan heksa untuk menentukan source address atau
destination address dari setiap modul Xbee-Pro. Ketika membangun suatu jaringan, setiap modul Xbee-Pro harus mempunyai source address yang unik. Parameter MY (gambar 3.22) secara default di-set 0, maka ketika menggunakan pengalamatan 16 bit, nilai tersebut harus diubah menjadi nomor
STIKOM
yang unik. Karena menggunakan pengalamatan 16 bit, maka jaringan akan mempunyai 2 16 atau 65536 alamat unik. Pada pengalamatan 16 bit, destination address (DL) Xbee-Pro pengirim harus sesuai dengan source address (MY) dari Xbee-Pro penerima, sedangkan parameter DH harus di-set 0. Sumber : Manual Xbee-Pro 2011