Mikrokontroler ATMega328
433 MHz Amplitude Shift Keying Modulation Transceiver TLP434 for
Wireless Universal Asynchronous Receiver Transmitter Data
Communication between ATMega328 Microcontrollers
Latiful Hayat1, Itmi Hidayat Kurniawan2 1
stufi1983@gmail.com, 2 itmi.hidayat.kurniawan@gmail.com
1 1 ) 1 5 3 1 1 1
! & 1
6 7 " # 1 + ,+8 '9' & 1 : ;('
< =9'(;> ? ?@:; A ; 9 3 A7 =9'(;> ? @' B
! " " " " # $ % #% "
$ & ' ( ) * )* ! " " & " ' " &
& " $ + % ) * %)* ! # " & & " &
" " ' ! , " " -" " & "
& & " $ ./0. %)*! 1 " ' "
" 0 " " & & " " " ! 1 & 0
" " " & " " ! " "
" " 2 " " " " ++ & ! 1 & ' " " " "
" " & ! " " " ' . " " ! #
& " " " (++ & 0 " " " " " " " !
0 #%0 0 % 3 &
' & $ #% " ' ( )* $ 4 ! 5 ' " & "
& ' " ! & '
" $ ! + )* 4 ' $ " " 6
' "! $ ' 4 ' ' " ' ' !
' ' $ "! ' ' ! 4 ' 0
$ 4 ' " " " $ ' 4 ' ! $ 4 '
$ 4 ' ./0. %)*! 2 " " & " & " $ 4 ! 2 " $ ' ++& " (++& ! 5 & " " & " ' ++ & & " ! 5 & " $ .
" ! 1 7 & " ' (++& & " !
0 #%0 0 8 9 !
PENDAHULUAN
Merebaknya industri maupun hobiis elektronika yang memproduksi Internet of Things (IoT) mewajibkan adanya proses komunikasi data antar perangkat elektronika untuk tehubung ke jaringan. Tranceiver bermodulasi ASK 433MHz diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif piranti komunikasi data antar perangkat elektronika nirkabel jarak dekat, sesuai datasheetnya yang diterbitkan oleh Laipac Tech Inc (2007).
Penelitian ini menguji batas kemampuan kecepatan transceiver bermodulasi ASK 433MHz untuk komunikasi data nirkabel, terutama pada jenis komunikasi serial UART pada mikrokontroler.
METODE
pengirim (transmitter) maupun penerim adalah 5 Volt. Baik receiver maupun dihubungkan ke osiloskop digital GW I dimana transmitter dihubungkan ke kanal 1 receiver dihubungkan ke kanal 2. Masing memiliki rentang pembagian waktu dan teg dan V/div) yang sama. Tahap ini ditu menguji bentuk gelombang, respon teg respon waktu pada receiver, berdasarkan si kirimkan melalui transmitter (Behrouz, 2003) Pengujian selanjutnya merupakan tranceiver untuk mengirimkan data. dihubungkan pada sistem minimum yang sinyal data. Pengiriman data dilak mikrokontroler ATMega328 melalui jalur UART berupa karakter angka dari 0 Kecepatan transfer atau baud rate pada UART dapat diatur untuk mencoba mengirim tertentu dengan mengatur Baudrate Re Winoto, 2010).
Gambar 1. Skema pengujian
Pada bagian receiver dihubungkan
minimum yang sama sama m
mikrokontroler ATMega328 pada jalur komu Hasil pembacaan data pada jalur UAR dikirimkan melalui komputer melalui port U pengubah paket data serial ke USB (T karena mikrokontorel ATMega328 tidak m komunikasi USB. Komputer diperlukan untu hasil pengiriman data pada port USB melal lunak Putty atau HyperTerminal.
PEMBAHASAN
Pengujian awal adalah pengamat gelombang, respon tegangan dan res penerima berdasarkan sinyal uji ya gelombang persegi yang dihubungkan k Transmitter dihubungkan ke osciloscop, dim dihubungkan ke kanal 1 sedangka dihubungkan ke kanal 2.
nerima (receiver) upun transmitter W Instek 2000, anal 1 sedangkan sing masing kanal n tegangan (T/div i ditujukan untuk n tegangan dan kan sinyal uji yang 2003) .
akan pengujian ata. Transmitter yang mengirimkan dilakukan oleh jalur komuniakasi ri 0 hingga 9. pada komunikasi engirim kecepatan te Register (Ardi
gkan ke sistem menggunakan komunikasi UART.
UART kemudian port USB melalui SB (TTL to USB), dak memiliki jalur n untuk membaca melalui perangkat
gamatan bentuk n respon waktu ji yang berupa kan ke pengirim. p, dimana receiver angkan receiver
Mula mula sinyal uji dibangkitka 20 KHz. Hasil pembacaan sinyal d menunjukkan bahwa sinyal gelom dikirim oleh transmitter beruba gelombang segitiga, dengan amplit dengan pergeseran fasa 180 derajat
Gambar 2. Tampilan gelombang pada tranc uji kotak 20 MHz.
Gambar 2 merupakan gamba gelombang input pada transmitter da receiver. Pada kanal 1, bagian gelombang kotak pada transmitte bagian bawah, merupakan gelomb receiver.
Tegangan pada receiver hanya m langsung turun kembali ke 0 Volt ta waktu puncak (t0 0A = 0 detik).
gelombang segitiga belum sampai catu daya receiver, yaitu 5 Volt.
Gambar 3. Gambar bentuk gelombang mikrokontroler (Atmel Corp, 2009)
Walaupun tegangan minimal mikrokontroler untuk membaca logik Volt, namun dengan bentuk gelom dapat dinyatakan menjadi logika tin pada mikrokontroler. Gambar 3
gkitkan dengan frekuensi yal di rangkaian receiver gelombang kotak yang erubah menjadi sinyal amplitudo yang kecil dan
erajat.
tranceiver dengan gelombang
ambar hasil pengujian tter dan penerimaan pada agian atas, merupakan smitter. Pada kanal 2, elombang segitiga pada nya menunjukkan 2,8 Volt Volt tanpa ada nilai lama etik). Tegangan puncak mpai pada nilai tegangan
bang detak yang dikenali
gelombang yang dapat dibaca oleh m sebagai logika rendah maupun log berdasarkan datasheet mikrokontoler ATMe dinyatakan oleh Atmel Corp (2009).
Frekuensi yang dikirimkan melalui diturunkan sedikit demi sedikit hingga logika tinggi. Hasil yang didapat adalah sa diubah menjadi 17,1 KHz, sesuai gambar 4.
Gambar 4. Tampilan gelombang pada tranceiver den uji kotak 17,1 MHz.
Pada frekuensi pengiriman data 17,1 M bahwa sinyal yang diterima receiver gelombang berbentuk trapesium. Tegan gelombang tersebut adalah 3,84 Volt. Sesu maka diketahui pada saat pengiriman dat nilai lama waktu puncak (t0 0A) = 5 mikrod
nilai (t0 0A) = 5 mikrodetik, mikrokontro
membaca pergantian logika, karena waktu m yang dibutuhkan oleh mikrokontroler mikrodetik.
. & 1
Waktu respon dinyatakan sebagai waktu delay. Pada gambar 4 dapat dilihat transmitter mengirimkan logika tinggi, pen langsung berubah menjadi logika tinggi terlambat beberapa saat. Gelobang yan pada penerima bukan gelombang kotak gelombang trapesium. Hal tersebut karen membutuhkan waktu untuk mengubah rendah menjadi logika tinggi.
Pada gambar 5 terdapat dua garis vertika pada osiloskop GW Instek. Garis vertikal X1, menunjukkan waktu pergantian dari lo ke logika tinggi pada t = 0 detik pada trans vertikal sebelah kanan, X2, menunjukkan
eh mikrokontroler logika tinggi, ATMega328 yang elalui transmitter gga membentuk lah saat frekuensi bar 4.
er dengan gelombang
7,1 MHz, terlihat eiver membentuk egangan puncak Sesuai gambar 4, n data 17,1 MHz ikrodetik. Dengan ontroler sanggup aktu minimal t0 0A
oler adalah 0,5
waktu tunda atau lihat bahwa saat i, penerima tidak tinggi, melainkan yang terbentuk kotak, melainkan karena penerima ubah dari logika ertikal, X1 dan X2, rtikal sebelah kiri, dari logika rendah transmitter. Garis kkan waktu mulai
receiver untuk menuju logika tinggi Waktu tunda (t 8) yang ditunjukk
28 mikrodetik.
Gambar 5. Tampilan gelombang pada perhitungan respon time
Proses perubahan dari logika ren (t ) berdasarkan gambar 4 ad Terlihat di bagian kanan bawah gam yang dibutuhkan receiver untuk m perubahan adalah:
: waktu perubahan tegangan menuju tegangan puncak (de : lama waktu puncak yang dibu
dibaca mikrokontroler (detik
Dari rumus di atas dapat disimp yang dibutuhkan oleh receiver untu tinggi agar dapat dibaca mikrokon mikrodetik. bebera kali percobaan, ditemukan b tercepat adalah 1 ES yang ditunjukk sedangkan waktu terlama adal ditunjukkan pada gambar 7.
Periode waktu 1 gelombang te percobaan 1,2 dan 3 adalah:
tinggi dari logika rendah. tuk merespon merespon
untuk pindah logika agar toler(detik),
nuju tegangan puncak
gan dari nol hingga detik),
g dibutuhkan untuk dapat detik)
isimpulkan bahwa waktu r untuk pindah ke logika krokontroler adalah 35,5
% 1 1 ;
C D D D
dimana,
: periode 1 gelombang (detik), : waktu tunda respon menuju tegangan
(detik),
: waktu perubahan tegangan dari nol hin menuju tegangan puncak (detik), : lama waktu tunda receiver (detik), : waktu perubahan tegangan dari punca
menuju nol (detik),
C 1 1
1 1 ; %
1 17
Gambar 6. Tampilan lama waktu yang dibutuhkan da ke rendah terlama
Gambar 7. Tampilan lama waktu yang dibutuhkan da ke rendah tercepat
Periode gelombang 59 mikrodetik m bahwa frekuensi yang mampu diterima o adalah 16,949 KHz.
ngan puncak
nol hingga
puncak tegangan
1 & 1
% :B
kan dari kondisi tinggi
kan dari kondisi tinggi
tik menunjukkan ima oleh
1 ;@ 7
Pada percobaan pengiriman siny 17,1KHz dihasilkan bentuk output pada gambar 8. Pada saat gelom mulai & , baru mula kemudian mempertahankan kon kemudian proses & .
Gambar 8. Tampilan gelombang saat pe dengan frekuensi 17,1KHz
Jika dilakukan pengiriman sinyal p Mhz maka gelombang yang diterima mencapai puncak lalu turun kemb segitiga. Hal tersebut karena pada proses , sudah dikirim s
& .
Gambar 9. Tampilan gelombang saat pe dengan frekuensi 20,14 KHz
Pada saat gelombang input sudah baru mulai naik dan kemudian mem
n sinyal persegi frekuensi put gelombang seperti gelombang input sudah mulai proses , kondisi ( ), baru
pengiriman sinyal persegi
inyal persegi frekuensi 20 terima pada tidak kembali dengan bentuk pada saat mulai irim sinyal untuk proses
pengiriman sinyal persegi
baru kemudian & . Total waktu yang dari sampai & adalah 14,56
Pengujian tranceiver untuk peng penerimaan data melalui UART7 Menurut Jan Axelson (2007), pada pen melalui UART, setiap byte yang dikirim diaw bit dan diakhiri stop bit. Start bit dan stop b untuk mensinkronkan penerima. Un pengecekan, dapat juga ditambahkan parity stop bit dikirimkan. Byte yang dikirimkan a significant bit (LSB) terlebih dahulu. Bit dengan interval waktu tertentu yang berdasarkan % .
Pada penelitian ini, perhitungan baud rat berdasarkan waktu yang dibutuhkan untu logika tinggi agar dapat dibaca mikroko 35,5 mikrodetik. Sehingga baud rate da dengan:
, !# ≤ 1 /
dimana,
, !# < % =% >5
: waktu yang dibutuhkan untuk pindah lo dapat dibaca mikrokontoler(detik),
sehingga didapatkan nilai baud rate haru dari 28169 bps.
Pada percobaan dicoba pada baud rate sesuai table perhitungan dari AVR Baud Ra oleh Dave (2013), yang mendekati nilai Hasil dari pengiriman data angka 1234567 uart yang dikirimkan ke receiver, kemudian ditampilkan melalui putty, menunjukkan terkirim dengan benar. Gelombang di nampak pada gambar 10.
Gambar 10 Tampilan gelombang saat penerimaan da dengan baud rate 28800 bps
yang dibutuhkan 4,56 mikrodetik.
pengiriman dan a pengiriman data diawali oleh start stop bit digunakan Untuk tujuan parity bit sebelum kan adalah least
bit dikirimkan yang ditentukan ud rate ditentukan untuk pindah ke ikrokontroler yaitu te dapat dihitung
dah logika agar
e harus lebih kecil d rate 28800 bps, ud Rate Calculator nilai 28169 bps. 34567890 melalui udian diterima dan kan bahwa data di pin receiver
aan data 1234567890
Gambar 11 Hasil pembacaan di Putty 1234567890 dengan baud rate 38400 bps
Pada percobaan yang mengguna 38400 bps, terlihat adanya gelomb oleh receiver tidak mencapai punca dianggap sebagai logika tinggi. Ol yang diterima dengan yang dikirim kesalahan membaca bit, hasil pemb pun juga salah.
Gambar 12 Tampilan gelombang saat pene dengan baud rate 38400 bps
Putty saat penerimaan data
ggunakan nilai baud rate elombang yang diterima puncak, sehingga belum gi. Oleh karena itu data ikirim tidak sama karena pembacaan data di Putty
Gambar 13. Hasil pembacaan di Putty saat penerimaan data 1234567890 dengan baud rate 38400 bps
Dari penelitian tersebut dapat diambil kesimpulan bahwa baud rate yang mampu digunakan untuk Transceiver TLP434 Bermodulasi ASK 433 MHz untuk Komuniasi Data UART Nirkabel antar Mikrokontroler ATMega328 adalah 28800 bps.
Atmel Corp. 2009, 8 bit AVR® Microcontroller with 4/8/16/32K Bytes In System Programmable Flash ATmega48PA ATmega88PA ATmega168PA ATmega328P. Atmel Corporation
Axelson, Jan. 2007. Serial Port Complete: COM Ports, USB Virtual COM Ports, and Ports for Embedded Systems Second Edition. Lakeview Research LLC, 5310 Chinook Ln., Madison WI 53704, pp 11 – 30
Behrouz A Forouzan, 2003, Data Communications and Networking 3rd Edition, McGraw Hill Higher Education
Dave, Food, 2013,WorWormFood's AVR Baud Rate Calculator, http://wormfood.net/avrbaudcalc.php
Laipac Tech Inc, 2007, TLP434A RF ASK Hybrid Modules for Radio Control. 50 West Beaver Creek Rd., Richmond Hill ON. Canada.
Poynton, Charles, 2003, Digital Interface Handbook, Elsevier Science (USA)
