Perancangan dan Pembuatan Komunikasi Serial
antara
Handphone
dengan Mikrokontroler
sebagai Alat Kontrol Jarak Jauh
Ahmad Solikin, Bana Handaga, Nurgiyatna
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah SurakartaAbstrak
Dalam mengkomunikasikan handphone/ponsel dengan mikrokontroler untuk dapat dimanfaatkan sebagai alat pengontrol jarak jauh diperlukan suatu antarmuka yang dapat mensinkronkan kedua device sehingga bisa saling bertukar data. Sistem antarmuka dalam penelitian ini memanfaatkan jalur komunikasi port data ponsel yang terdapat pada bagian bawah ponsel untuk dapat berkomunikasi secara serial dengan mikrokontroler, dalam komunikasi serial ada 2 hal pokok yang harus disesuaikan yaitu: level tegangan dan kecepatan laju data (baud rate), setelah kedua hal ini disesuikan maka kedua device bisa berkomunikasi sehingga alat ini bisa dimanfaatkan sebagai alat pengontrol jarak jauh.
Alat ini dibuat dengan menggunakan pengendali mikro sebagai modul utama, yang akan membaca SMS yang masuk ke ponsel sebagai suatu perintah dalam pengontrolan untuk direalisasikan dikeluaran mikro, serta memerintahkan ponsel untuk mengirimkan SMS balasan status keluaran ke handphone pengirim. Dalam skripsi ini dapat digunakan hampir semua jenis handphone dengan spesifikasi kabel data originalnya yang dihubungkan secara serial dengan alat, sedangkan untuk pengontrol dapat digunakan sembarang handphone dengan fasilitas SMS.
Alat ini sudah diuji dengan menggunakan 8 buah lampu LED dimana setiap lampu mewakili satu buah jalur keluaran sebagai simulasi pengontrolan on/off. Bentuk pengujiannya adalah dengan mencoba mematikan atau menghidupkan kedelapan lampu tersebut, dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa handphone dapat diakses dengan baik oleh mikrokontroler melalui port data serialnya sehingga bisa dimanfaatkan sebagai alat pengontrol jarak jauh
Kata Kunci: Komunikasi Serial, Mikrokontroller, Handphone.
1.
Pendahuluan
Pada saat ini pengendalian on/off berbagai piranti listrik kebanyakan masih dikendalikan secara manual dengan menekan tombol saklar on/off. Perkembangan gaya hidup dan dinamika sosial saat ini menunjukkan semakin pentingnya kepraktisan dan efisiensi menyebabkan kebutuhan untuk mengendalikan berbagai piranti listrik tidak hanya dilakukan secara manual yang mengharuskan kita berada didepan piranti listrik tersebut dan menekan tombol saklar on/off untuk mengaktifkannya tetapi bisa juga dilakukan dari jarak jauh (remote control).
Teknologi remote control telah banyak dikembang-kan dengan memanfaatdikembang-kan berbagai media transmisi. Beberapa diantaranya adalah remote control dengan memanfaatkan media infra merah, gelombang radio, internet dan saluran telepon. Sistem remote control
melalui saluran telepon memiliki keunggulan dalam hal jarak jangkauan dan kepraktisan dibanding media lainnya.
Hadirnya Telepon bergerak (seluler) atau handphone yang telah dikenal dan digunakan banyak orang, yang mampu melakukan komunikasi dimanapun mereka berada tanpa dibatasi oleh ruang dan rentang panjang kabel bisa menjadi solusi bagi kebutuhan pengendalian jarak jauh (remote control) seperti yang telah diuraikan diatas.
untuk dapat melakukan pengendalian on/off piranti listrik dari jarak jauh.
Saat ini salah satu perangkat kontrol yang cukup praktis dan banyak digunakan adalah mikrokontroler yaitu sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan dapat menyimpan program didalamnya. Kelebihan utama mikrokontroler ialah tersediannya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga memiliki ukuran yang sangat ringkas dan lebih leluasa untuk dihubungkan dan melakukan pengontrolan terhadap perangkat lain.
2.
Rancangan Penelitian
Sistem ini memanfaatkan koneksi port serial pada konektor data ponsel yang terdapat pada tiap ponsel untuk keperluan pertukaran data ponsel dengan periferalnya seperti handsfree atau keperluan update program, sedangkan mikrokontroler berperan sebagai pengolah data serial yang diterima dari ponsel.
Komunikasi antara ponsel (handphone) dengan mikrokontroler adalah secara serial asinkron yang bersifat full-duplex, artinya port serial bisa mengirim dan menerima pada waktu yang bersamaan, untuk itu diperlukan suatu interface untuk mensinkronkan kedua perangkat ini (yaitu: handphone dan mikrokontoler), sehingga kedua device ini bisa berkomunikasi (saling bertukar data).
Dalam mengakses handphone, mikrokontroler mengirimkan perintah AT-Command yaitu suatu command yang diawali dengan AT+ (seperti perintah > (prompt) pada DOS) yang akan dikirimkan oleh mikro melalui port serial handphone untuk memerintahkan handphone agar menjalankan aplikasinya seperti membaca dan mengirimkan SMS.
Setelah terjalin komunikasi, alat akan mendeteksi ada atau tidak handphone, setelah itu handphone akan terus dalam keadaan standby dan menunggu SMS yang masuk, SMS yang masuk ke handphone akan dideteksi, merupakan sebuah perintah atau bukan, jika bukan maka SMS tadi akan terhapus secara otomatis dari memory handphone, jika SMS yang masuk merupakan perintah yang dikenal maka SMS tadi akan dikodekan oleh pengendali mikro dan kemudian diteruskan ke keluaran alat.
Perintah yang dapat dikenali oleh alat ini adalah “XXXXXXXX” : X adalah perintah yang berupa angka
1 atau 0, nilai X mewakili keluaran yang diinginkan; nilai 1 berarti penyalaan keluaran (on) dan nilai 0 berarti penonaktifan keluaran (off), setelah mengeksekusi perintah ini alat akan memberikan balasan ke handphone penerima dengan jawaban “status: XXXXXXXX telah direalisasikan’ dan handphone alat kembali ke keadaan standby untuk menunggu perintah selanjutnya.
Perancangan dan perealisasian alat didalam skripsi ini meliputi 2 bagian yaitu: perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.
Perancangan perangkat keras meliputi: 1. Perancangan untai pengendali mikrokontroler. 2. Perancangan komunikasi serial dari handphone ke
alat .
3. Perancangan untai keluaran.
Perancangan perangkat lunak mencakup semua program penunjang yang digunakan untuk mengoperasikan pengendali mikro yang akan mengirimkan serangkaian instruksi-instruksi yang diperlukan dalam pengaksesan data pada ponsel termasuk instruksi untuk mengkodisikan respon ponsel apabila ada perintah SMS yang masuk. Perangkat lunak ini akan mengatur keseluruhan kerja sistem.
2.1.Perancangan Perangkat Keras
2.1.1. Untai Pengendali Mikro
Pengendali mikro merupakan modul utama di dalam skripsi ini untai pengendali mikro ini terdiri dari IC pengendali mikro AT89S51, untai osilator pengendali mikro AT89S51, untai reset pengendali mikro AT89S51. Untai osilator terdiri dari sebuah kristal dan dua buah kapasitor. Untai ini dihubungakan dengan XTAL1 dan XTAL2, nilai kapasitor yang dipakai sebesar 33 pF dan kristal yang digunakan mempunyai nilai 11,0592 MHz. untai reset yang direalisasikan memiliki kemampuan power-on reset, yang juga disertai dengan tombol reset, untai ini terdiri dari sebuah kapasitor, sebuah resistor dan sebuah push botton. Nilai kapasitor yang dipakai 10 uF nilai resistor yang dipakai 8,2 K
Ω
.PORT 2 dari mikro digunakan sebagai keluaran dari alat, keluaran ini akan dihubungkan ke relay. PORT 3 dari mikro digunakan untuk bermacam-macam kebutuhan sesuai dengan kegunaan dari port 3. Penggunaan port 3 adalah sebagai berikut:
Blok Pengendali
Mikro
Jaringan GSM
Blok komunikasi serial RS232
Tx
Rx
- P3.0 (RXD) digunakan sebagai masukan dari komunikasi serial antara handphone dengan mikro. - P3.1 (TXD) digunakan sebagai keluaran ke
komunikasi serial antara mikro dengan handphone.
2.1.2. Untai Komunikasi Serial
Seperti yang sudah dijelaskan pada bab sebelumnya, komunikasi antara handphone dengan alat dilakukan secara serial, dengan level tegangan untuk
RS232. Dikarenakan adanya perbedaan level tegangan antara mikro dengan port kabel data serial handphone yang telah compatible dengan standar RS232, maka dibutuhkan sebuah pengubah level tegangan. IC max232 digunakan sebagai pengubah level tegangan TTL pada mikro ke level tegangan RS232.
Komunikasi dilakukan secara asinkron dengan jumlah data 8 bit, noparity, dan menggunakan baud rate sebesar ±57600 bps, untuk pengiriman data digunakan
MOSI
C1
33pF Y 1
CRY STAL VCC
AT89S51
Port IN TXD
VCC Port OUT
SCK
Port IN RXD
C2
Gambar 2. Untai pengendali mikro
0
Gambar 3. Untai Komunikasi Serial
relay masukan dari mikro
fasilitas yang ada pada pengendali mikro yaitu fasilitas pada port 3.0 (RXD), port 3.1 (TXD) dan GND.
2.1.3. Untai Keluaran
Terdapat 8 jalur keluaran dari alat, tiap-tiap jalur keluaran dihubungkan ke sebuah lampu dan 4 jalur dihubungkan ke relay. Relay ini menggunakan power supply sebesar 9 V, switching-nya menggunakan transistor dengan konfigurasi common emitter. Relay digunakan sebagai penghubung dan pemutus arus AC, pengontrolnya menggunakan arus DC.
2.2.Perancangan Perangkat Lunak
Pada awal program dilakukan penginisialisasian komunikasi serial, setelah keberadaan handphone terdeteksi, alat akan membaca isi SMS yang masuk pada lokasi inbox I dan mengadakan proteksi panjang terhadap SMS tersebut, SMS yang memenuhi syarat akan dikodekan, setelah dikodekan alat, perintah tersebut akan di-implementasikan di keluaran pada PORT 2 mikrokontroler. Setelah perintah berhasil direalisasikan alat akan mengirimkan sms balasan ke handphone pengirim yang berisi status dari keluaran. Untuk mengakses handphone dari mikrokontroler digunakan perintah AT-COMMAND.
3.
Evaluasi
Ketika kita mengirimkan perintah SMS yang berisi 10000000 untuk mengaktifkan keluaran pertama, isi SMS perintah ini sebenarnya berskema encoding 7 bit, karena jika kita mengetikkan suatu huruf atau angka dari keypad handphone berarti kita telah membuat 7 angka 1/0 berurutan. Sedangkan data yang akan diproses mikro adalah berupa bilangan heksa PDU berskema 8 bit dan bilangan heksa dari SMS perintah yang berupa : 10000000 adalah 31 18 C 6 83 C1 60, hasil konversi dari pengujian seperti terlihat pada tabel 6.
Data 7 bit yang diterima mikro akan dikonversikan ke bentuk heksa berskema 8 bit karena mikro bekerja pada bilangan berskema encoding 8 bit, lalu diubah ke bentuk ascii dan akan dipindahkan ke port keluaran mikro sebagai hasil output alat. Setelah keluaran direalisasikan, mikro mengirimkan perintah agar handphone alat mengirimkan SMS balasan yang berisi status yang diambil dari data perintah yang tersimpan di dalam RAM.
Berikut ini adalah cara konversinya: - Langkah pertama:
Subrutin mengirim SMS Balasan ke pengirim bahwa
Perintah telah dilaksankan MULAI
Subrutin Insialisasi serial
Subrutin Cek dan baca data
SMS pada HP
Subrutin Mendekodekan data
sms
Cek isi perintah
Perintah langsung
Subrutin mengeluarkan Perintah ke PORT
Perintah tak dikenal Perintah yang dikenal
Bit 7---1
1 : 011 0001
0 : 011 0000
0 : 011 0000
0 : 011 0000
0 : 011 0000
0 : 011 0000
0 : 011 0000
0 : 011 0000
- Langkah kedua :
Oleh karena total 7 bit x 8 karakter = 56 bit, sedangkan yang diperlukan adalah 8 bit x 8 karakter = 64 bit maka diperlukan 8 bit dummy yang diisi bilangan 0, setiap 8 bit mewakili suatu pasangan heksa.
4.
Kesimpulan
Secara keseluruhan mulai dari perancangan, realisasi dan pengujian sistem, dapat ditarik beberapa kesimpulan, antara lain:
1. Secara keseluruhan alat komunikasi antara handphone dengan mikro secara serial ini dapat bekerja dan berfungsi sebagaimana yang diharapkan sehingga dapat dimanfaatkan sebagai alat pengontrol jarak jauh. Alat pengontrol ini dapat melakukan pengontrolan ketika terdapat SMS di memory handphone.
2. Handphone yang bisa digunakan hanya yang support dengan AT-Command.
3. Kabel data handphone yang digunakan harus yang original atau yang bisa berkomunikasi secara full-duplex untuk mengirim sekaligus menerima data dari dan ke mikro.
4. Alat ini dapat melakukan pengontrolan jarak jauh hingga beratus-ratus bahkan beribu-ribu km tergantung luasnya jaringan GSM.
5. Cepat atau lambat sampainya SMS sangat tergantung pada keadaan jaringan dari masing-masing service centre.
6. Biaya yang digunakan untuk melakukan
pengontrolan cukup murah.
Daftar Pustaka
[1] Innovative Electronic, Buku panduan DT-51 Low Cost Micro System, Innovative Electronic, 2005. [2] Budiharto. Widodo, Interfacing Komputer dan Mikrokontrole, Elek Media Komputindo Jakarta, 2004. [3] Djanir Budi A., Cara Praktis Memperbaiki Ponsel, Gaya Media, Yogyakarta, 2004
[4] Edi S. Mulyanta, Kupas Tuntas Telepon Seluler. Andi, Yogyakarta, 2003
[5] Eko putra. Agfianto, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori Dan Aplikasi Edisi 2, Gaya Media, Yogyakarta, 2003
[6] Kang. Bustam, Trik Pemrograman Aplikasi Berbasis SMS, Elek Media Komputindo, Jakarta, 2002. [7] http://www.eacomm.com, Wireless Data Transmission Over GSM Short Message Service (GSM-SMS),
2004.
[8] http://www.arcelect.com/rs232.htm, ARC electronic, RS232 tutorial on data interface and cables, 2005.
[9] http://www.itee.uq.edu.au/~engg4801, Engineering Thesis project list ‘Engg4801-Engineering Thesis, 2005
[10]http://www.bieneelectronics.com, GSM/SMS remote control, 2005.
[11]http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1798, MAXIM, MAX232 Dual-Band LNA/Mixer ICs, 2005.
[12]http://www.gsmhacking.com, Siemens Interface By Misiek, 2005.
