1
TUGAS AKHIR
ANALISIS IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS BERBASIS VISIBLE LIGHT COMMUNICATION
(VLC) MENGGUNAKAN TEKNOLOGI LIGHT FIDELITY (LIFI)
ANALYSIS OF IMPLEMENTATION OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON VISIBLE LIGHT
COMMUNICATION USING LIFI TECHNOLOGY
Disusun oleh Sonnia Festi Yana
17201050
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2020
1
TUGAS AKHIR
ANALISIS IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS BERBASIS VISIBLE LIGHT COMMUNICATION
(VLC) MENGGUNAKAN TEKNOLOGI LIGHT FIDELITY (LIFI)
ANALYSIS OF IMPLEMENTATION OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON VISIBLE LIGHT
COMMUNICATION USING LIFI TECHNOLOGY
Disusun oleh
Sonnia Festi Yana 17201050
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2020
1
ANALISIS IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS BERBASIS VISIBLE LIGHT COMMUNICATION
(VLC) MENGGUNAKAN TEKNOLOGI LIGHT FIDELITY (LIFI)
ANALYSIS OF IMPLEMENTATION OF WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON VISIBLE LIGHT
COMMUNICATION USING LIFI TECHNOLOGY
Tugas Akhir ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Ahli Madya Teknik (A.Md.T)
Di Institut Teknologi Telkom Purwokerto
Disusun oleh
SONNIA FESTI YANA 17201050
DOSEN PEMBIMBING
Muntaqo Alfin Amanaf, S.T.,M.T.
Fauza Khair El Sahari, S.T.,M.Eng.
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI FAKULTAS TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN ELEKTRO
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM PURWOKERTO
2020
1
1
1 PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kasih dan sayang-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “ ANALISIS IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS BERBASIS VISIBLE LIGHT COMMUNICATION (VLC) MENGGUNAKAN TEKNOLOGI LIGHT FIDELITY (LIFI) ”.
Maksud dari penyusunan Tugas Akhir ini adalah untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh ujian Ahli Madya Teknik Telekomunikasi pada Fakultas Teknik Telekomunikasi dan Elektro Institut Teknologi Telkom Purwokerto. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, banyak pihak yang sangat membantu penulis dalam berbagai hal. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa terima kasih yang sedalam- dalamnya kepada:
1. Bapak Muntaqo Alfin Amanaf, S.T., M.T. selaku pembimbing I dan ketua Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi.
2. Bapak Fauza Khair El Sahari, S.T., M.Eng. selaku pembimbing II.
3. Bapak Dr. Ali Rohman., M.Si. selaku Rektor Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
4. Seluruh dosen, staf dan karyawan Program studi D3 Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom Purwokerto.
5. Orang tua serta seluruh rekan studi yang selalu memberikan doa, motivasi dan semangat selama proses belajar.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukan yang bersifat membangin sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca khususnya bagi penulis sendiri.
Purwokerto, 22 April 2020
Sonnia Festi Yana
1 ABSTRAK
Lifi menjawab kebutuhan akan koneksi internet sehingga dapat mendukung pengguna berselancar di dunia maya lebih cepat yang diyakini menjadi teknologi dimasa depan menggantikan penggunaan WiFi. WiFi sendiri merupakan teknologi yang menggunakan gelombang radio sebagai koneksi namun memiliki keterbatasan pada kapasitas spektrum dan bandwidth. selain itu WiFi dinilai dapat menyebabkan risiko penyakit tertentu akibat pancaran radiasi gelombang elektromagnetik. saat ini teknologi LiFi masih dalam tahap perkembangan dan telah diuji coba di beberapa negara di dunia, dimana pengiriman data maupun streaming dapat dilakukan melalui pancaran sinar LED. Di sisi lain, photodiode dapat dengan mudah mengenali modulasi on-off yang cepat. Photodiode menghasilkan arus listrik yang sebanding dengan daya optik yang terjadi pada permukaan photodetector. Selain itu LiFi merupakan pilihan alternatif yang lebih sehat karena berfungsi pada spektrum cahaya sehingga tidak menimbulkan radiasi bagi tubuh manusia dan cahaya yang terlihat 10000 kali lebih luas dari frekuensi radio dengan kecepatan 224 gigabit per detik atau setara 18 film BlueRay. Spektrum yang terlihat merupakan bagian dari spektrum elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang dari sekitar 380 nm hingga 780 nm dan dalam hal frekuensi; ini sesuai dengan pita 385 - 789 THz.
Kata Kunci : LiFi, VLC, panel surya, spektrum, LED, photodiode
1 ABSTRACT
Lifi answers the need for an internet connection so that it can support users surfing in cyberspace faster which is believed to be a technology in the future to replace the use of WiFi. WiFi itself is a technology that uses radio waves as a connection but has limitations on spectrum and bandwidth capacity. besides that WiFi is considered to be able to cause the risk of certain diseases due to the emission of electromagnetic wave radiation. currently LiFi technology is still in the development stage and has been tested in several countries in the world, where data transmission and streaming can be done via LED rays. On the other hand, the photodiode can easily recognize fast on-off modulation. Photodiode produces an electric current that is proportional to the optical power that occurs on the surface of the photodetector. In addition, LiFi is a healthier alternative choice because it functions in the light spectrum so it does not cause radiation to the human body and light that is visible 10000 times wider than radio frequencies at speeds of 224 gigabits per second or equivalent to 18 BlueRay films. The visible spectrum is part of the electromagnetic spectrum having wavelengths from about 380 nm to 780 nm and in terms of frequency; this corresponds to the band 385 - 789 THz.
Keywords: LiFi, VLC, solar panel, spectrum, LED, photodiode
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Seiring berkembangnya teknologi informasi dan komunikasi yang pesat mampu memberi manfaat yang besar bagi kehidupan manusia. Terutama perkembangan teknologi untuk mendukung lalu lintas data dan generasi mendatang yang tumbuh di masa depan yaitu sistem komunikasi nirkabel berkecepatan tinggi. Light Fidelity (LiFi) merupakan pilihan alternatif yang lebih sehat karena berfungsi pada spektrum cahaya yang terlihat. Sehingga penggunaannya tidak menimbulkan radiasi dan tidak terdapat paparan Electromagnetic Fields (EMF). Penawaran LiFi memiliki keuntungan lebih besar dibandingkan dengan sistem frekuensi radio (RF). LiFi menyediakan bandwidth yang lebih besar dari WiFi dan dalam spektrum cahaya tampak 10.000 kali lebih luas dari frekuensi radio, efisiensi energi tinggi dan penyebaran yang mudah dengan lampu yang tidak terpasang perangkat dioda (LED) dan fotodioda (PD) di perangkat ujung pemancar dan penerima masing- masing, meningkatkan keamanan karena cahaya tidak menembus benda buram. Satu lagi faktor pendukung bahwa LiFi memilki kecepatan 224 gigabit per detik atau setara 18 film berkualitas BlueRay dalam satu detik. Selain itu, LiFi juga dapat mengontrol frekuensi Dead-Spots (kegagalan internet yang meningkat [
1].LiFi adalah teknologi komunikasi nirkabel dua arah, berkecepatan
tinggi dan sepenuhnya jaringan yang mirip dengan WiFi. Visible light
communications (VLC) bekerja dengan mengalihkan dan mematikan arus ke
LED pada tingkat yang sangat tinggi, terlalu cepat untuk diperhatikan oleh
mata manusia, untuk menghasilkan komunikasi jaringan, seluler, kecepatan
tinggi. Teknologi akses komunikasi LiFi dapat memenuhi tujuan Service
Providers (SP) dan Internet Infrastructure Providers (IIPs) dengan memutar
apapun bola lampu ke titik akses nirkabel Access Point (AP) untuk
1
memungkinkan pengguna untuk berkomunikasi dan mengirimkan data dengan kecepatan optik (cahaya) [2].
Dengan adanya teknologi LiFi mampu memberi manfaat diantaranya, peningkatan efisiensi karena LiFi beroperasi menggunakan teknologi cahaya tampak. Misal pada kantor dan rumah sudah menggunakan bola lampu LED, sumber cahaya yang sama dapat digunakan untuk mengirimkan data secara nirkabel. Biaya LiFi lebih murah, lebih cepat dari WiFi. Ketersediaan jaringan sehingga tidak ada Dead spot. Dengan teknologi LiFi, di mana pun ada cahaya, maka ada koneksi. Keamanan teknologi LiFi tidak dapat ditembus atau diterobos. Bandwidth dengan spektrum cahaya juga 10.000 kali lebih luas dari spektrum radio, menyediakan bandwidth lebih besar dari WiFi [3]. Maka dari itu, penulis tertarik untuk menganalisa performansi dari LiFi yang berfungsi sebagai teknologi nirkabel dengan pengiriman data dari internet agar terkoneksi ke perangkat seluler melalui perantara cahaya serta penulis bermaksud menjadikan ini sebagai suatu topik dalam penulisan tugas akhir dengan judul,
“ ANALISIS IMPLEMENTASI SISTEM KOMUNIKASI
WIRELESS BERBASIS VISIBLE LIGHT COMMUNICATION
(VLC) MENGGUNAKAN TEKNOLOGI LIGHT FIDELITY
(LIFI) ”.
2 1.2 RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian yang telah di jelaskan pada latar belakang di atas, dapat diambil beberapa rumusan masalah yang dapat dikaji oleh penulis yaitu:
1. Perancangan pada sistem transmisi suara harus mempersiapkan spesifikasi alat yang dibutuhkan dalam perancangan.
2. Alat dan komponen pendukung dalam perancangan sistem transmisi suara.
3. Merancang sistem alat software dan hardware agar sistem dapat bekerja dari (Tx) ke (Rx).
4. Pengujian dan percobaan alat sehingga mendapatkan hasil pengukuran dengan baik.
6. Merealisasikan alat dari sistem transmisi data yang telah dirancang dan dapat bekerja dengan baik.
1.3 BATASAN MASALAH
Mengingat bahwa implementasi dan analisis sistem media transmisi suara berbasis VLC ini memiliki berbagai macam spesifikasi dan sistem yang kompleks, maka implementasi dan analisis dari sistem ini dibatasi pada beberapa hal. Adapun batasan masalah tersebut, yaitu :
1. Informasi yang dikirimkan dari transmitter ke receiver adalah informasi pesan teks.
2. Alat/sistem ini bekerja untuk komunikasi 1 arah.
3. Alat yang diujikan dari faktor jarak dan besarnya sudut pengiriman informasi.
4. Sistem alat ini tidak membahas keamanan bekerjanya alat.
3 1.4 TUJUAN
Adapun tujuan dari pembuatan tugas akhir ini yaitu menganalisis performansi jaringan LiFi yaitu :
1. Merancang dan membuat sebuah sistem transmisi pesan teks dengan memanfaatkan sistem VLC.
2. Dapat mengirim pesan teks tanpa terjadinya interferensi sesuai jarak.
3. Menjadikan media transmisi dengan teknologi wireless berbasis cahaya yaitu Light Fidelity (LiFi.)
4. Memanfaatkan cahaya sebagai media transmisi untuk komunikasi pengiriman data teks.
1.5 MANFAAT
Metodologi Penelitian Metode yang dilakukan dalam menyelesaikan tugas akhir ini dibagi dalam 3 tahap, yaitu:
1. Observasi
Melakukan observasi tentang hardware pendukung apa saja yang dibutuhkan untuk membangun sistem transmitter dan receiver ini.
2. Bimbingan
Konsultasi atas proses pengerjaan proyek akhir kepada Dosen Pembimbing 1 dan Pembimbing 2.
1.6 SISTEM PENULISAN 1. BAB I: PENDAHULUAN
Berisi penjelasan mengenai latar belakang masalah, tujuan, batasan masalah, perumusan masalah, metodologi, serta sistematika penulisan dan diagram alur proyek akhir ini.
2. BAB II: DASAR TEORI
Bab ini berisi penjelasan tentang teori dasar dengan perangkat yang digunakan pada sistem yaitu mengenai VLC, LED, photodiode.
3. BAB III: METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini dibahas mengenai langkah-langkah perancangan dari
masing-masing blok sistem dan perangkat yang dibutuhkan dalam
4
pengujian, jalan penelitian yang meliputi parameter simulasi, pemodelan sistem, parameter unjuk kerja sistem, serta pembuatan hardware dan software.
4. BAB IV: PENGUJIAN DAN ANALISIS
Bab ini berisi hasil yang diharapkan setelah melakukan observasi dan perancangan dari kinerja sistem yang telah diuji.
5. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran pengembangan penelitian
dari hasil pengujian alat proyek akhir dengan pembimbing sesuai
parameter keberhasilan alat.
5 BAB II DASAR TEORI
2.1 Kajian Pustaka
Dewasa ini kebutuhan akses jaringan internet di kalangan masyarakat semakin meningkat, bahkan akses internet dengan mudahnya dijangkau di seluruh tempat. Namun keterbatasan kecepatan internet menyebabkan pengaksesan memakan waktu cukup lama sehingga terjadi buffering atau loading yang lama. Hingga kini akses jaringan internet sudah memasuki generasi kelima yang sering disebut 5G dengan kecepatan hingga 10 Gbps.
Seiring berkembangnya teknologi dan banyak para ilmuwan melakukan penelitian, maka terciptalah inovasi terbaru dalam jaringan akses yang disebut Light Fidelity(LiFi). LiFi ini memiliki kemampuan sepuluh kali lebih cepat dari 5G atau sama dengan 100 Gbps. LiFi ini termasuk dalam teknologi Internet of Thing(IoT).
Pencetus istilah LiFi ini merupakan hasil penelitian oleh seorang Profesor Komunikasi Seluler di University of Edinburg bernama Harald Haas.
Ide ini berasal dari percobaan yang dilakukan oleh Oxford University dan University College, dimana cahaya sebagai media transmisi pada kabel serat optik yang diambil kemudian diperkuat dan dipancarkan ke komputer secara nirkabel sehingga dapat berfungsi seperti jaringan WiFi. Dari hasil uji coba tersebut, LiFi dapat mentransfer data dengan kecepatan mencapai 100 Gbps dibandingkan dengan WiFi yang hanya sampai 7 Gbps.
2.2 LiFi
Transfer data dari satu tempat ke tempat lain adalah salah satu kegiatan sehari- hari paling penting. Jaringan nirkabel saat ini yang menghubungkan kita dengan internet sangat lambat ketika beberapa perangkat terhubung. Karena jumlah perangkat yang mengakses internet meningkat, bandwidth tetap tersedia membuatnya semakin sulit untuk menikmati transfer data yang tinggi tarif dan terhubung ke jaringan yang aman. Tapi gelombang radio hanya sebagian kecil yang tersedia untuk transfer data.
Solusi untuk masalah ini adalah dengan menggunakan LiFi. LiFi merupakan singkatan
6
dari Light Fidelity. LiFi adalah transmisi data melalui iluminasi cahaya dengan mengambil serat dari serat optik dengan mengirimkan data melalui bola lampu LED yang bervariasi dalam intensitas lebih cepat dari pada yang bisa diikuti mata manusia.
LiFi adalah istilah yang digunakan beberapa orang untuk label kecepatan sistem komunikasi nirkabel murah yang merupakan optik versi WiFi. LiFi menggunakan cahaya bukan gelombang radio Gigahertz untuk transfer data. Ide LiFi diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman, Harald Hass yang juga disebut sebagai
“data melalui iluminasi (cahaya)”. Istilah LiFi pertama kali digunakan oleh Haas dalam bukunya TED global yang berbicara tentang Visible Light Communication.
Menurut Haas, cahaya yang ia sebut sebagai D-Light dapat digunakan untuk menghasilkan kecepatan data yang lebih tinggi dari 10 megabit per detik yang jauh lebih cepat daripada koneksi broadband rata-rata.
LiFi dapat memainkan peran utama dalam mengurangi beban berat dimana sistem nirkabel saat menghadapi pembaruan dan bandwidth yang tidak digunakan dari cahaya tampak sebagai gelombang radio yang tersedia untuk transfer data. Oleh karena itu menawarkan banyak band frekuensi yang lebih besar 300 THz dibandingkan dengan yang tersedia di komunikasi RF (300GHz). Juga lebih banyak data datang melalui spektrum terlihat bisa membantu meringankan kekhawatiran bahwa gelombang elektromagnetik yang datang dengan WiFi bisa mempengaruhi kesehatan manusia.
LiFi dapat menjadi teknologi untuk masa depan dimana data untuk laptop, ponsel pintar, dan tablet akan ditransmisikan melalui cahaya di ruangan. Keamanan tidak akan jadi masalah karena jika seseorang tidak dapat melihat cahaya, maka tidak dapat mengakses data. Sebagai hasilnya, dapat digunakan di daerah-daerah militer keamanan yang tinggi dimana RF komuikasi adalah rawan terhadap penyadapan [3].
2.2 SPESIFIKASI
Komunikasi LiFi adalah model setelah protokol komunikasi yang didirikan oleh IEEE 802 workgroup. Standar ini mendefinisikan lapisan fisik (PHY) dan akses media control (MAC) lapisan. Standar tersebut dapat memberikan kecepatan data yang cukup untuk mengirimkan audio, video dan layanan multimedia. Dibutuhkan hitungan mobilitas transmisi optik yang komptibilitas dengan buatan pencahayaan hadir dalam infrastruktur yang menantang kemungkinan disebabkan oleh gangguan yang dihasilkan oleh ambien pecahayaan. Lapisan MAC memungkinkan untuk menggunakan link dengan lapisan lain seperti protokol TCP/IP. Standar ini
7
mendefinisikan tiga lapisan PHY dengan tingkat yang berbeda.[4]
1.
Lapisan PHY I didirikan untuk outdoor aplikasi dan bekerja dari 11,67 kb/s sampai 267,6 kb/s.2.
Lapisan PHY II memungkinkan mencapai data rate mulai 1,25 Mb/s sampai 96 Mb/s.3.
Lapisan PHY III digunakan untuk banyak emisi sumber dengan metode modulasi tertentu disebut colour shift keying (CSK). PHY III dapat memberikan rate mulai 12 Mb/s sampai 96 Mb/s.Format modulasi precognized untuk PHY I dan PHY II adalah coding on-off keying (OOK) dan variabel modulasi posisi pulsa (VPPM). Manchester coding yang digunakan untuk lapisan PHY I dan PHY II termasuk jam dalam data yang dikirimkan oleh mewakili logika 0 dengan OOK simbol ”01” dan logika 1 dengan OOK simbol
”10”, semua dengan komponen selanjutnya. Ini adalah poin penting karena komponen memungkinkan menghindari redupnya cahaya dalam kasus garis panjang logika 0.
Kecepatan tinggi penggunaan optik nirkabel model baru baik indoor maupun outdoor. LiFi menyediakan sumber daya untuk pengembang OEM dan ODM untuk menciptakan produk baru yang menarik. Dengan munculnya koneksi kabel kecepatan tinggi seperti Thunderbolt dan USB 3.0 yang diatur untuk setara dengan nirkabel.
Sementara WiFi sangat populer untuk kecepatan 100 Mbps, multi-Gigabit jarak pendek optik nirkabel interkoneksi memberikan alternatif mengusulkan solusi WiGig Gigabit RF.
Untuk tujuan komunikasi membawa gelombang cahaya data secara cepat, tetapi dalam gelombang radio data transfer rate lambat sehingga karena alasan itu digunakan komunikasi gelombang cahaya, ditunjukkan pada gambar 2.1.[4]
8
Gambar 2.1 Spektrum Cahaya pada LiFi[4]
2.3 KOMPONEN JARINGAN LIFI [5]
LiFi dalam aplikasi dapat digunakan sebagai Internet-of-Things (IoT), sistem seluler generasi ke-5 (5G) dan seterusnya, ringan sebagai layanan penerangan, komunikasi mobil ke mobil, keamanan dan pertahanan, komunikasi bawah laut dan interkoneksi nirkabel dipusat data, ketersediaan teknologi transceiver miniatur dengan biaya rendah dan daya rendah. Oleh karena itu penting mengembangkan LiFi.
2.3.1 Transmitter Chip
Chip ini memiliki empat saluran driver terpisah. Setiap saluran mampu mendorong hingga dua LED yang memungkinkan untuk CSK, pencahayaan penyesuaian suhu warna dan banyak sistem input multi output (MIMO).
Gambar 2.2 Transmitter Chip[5]
2.3.2 Receiver Chip
Receiver Chip terdiri dari 49 APD. Setiap APD terhubung ke transimpedansi yang terintegrasi penguat berdasarkan topologi umpan balik shunt-shunt dengan keuntungan tetap untuk mendapatkan kinerja yang baik.
APD mencapai bandwidth 90 MHz. APD di luar pusat inti meunjukkan sensitivitas warna yang berbeda.
9
Gambar 2.3 Receiver Chip[5]
2.4 MEDIA TRANSMISI
Visible Light Communication (VLC) adalah sistem komunikasi cahaya unguided dimana jenis cahaya yang digunakan memiliki rentang panjang gelombang cahaya tampak antara 380 nm sampai 750nm yang sudah distandarisasi oleh Insitute of Electrical Electronics Engineers (IEEE). Teknologi komunikasi ini memanfaatkan sumber cahaya yaitu LED sebagai transmitter, cahaya sebagai bentuk dari sinyal pembawa (carrier), dan photodetector sebagai receiver. Sistem VLC membantu untuk melengkapi komunikasi Radio Frequency (RF) yang sudah tersedia. Karena sistem VLC menggunakan LED sebagai pemancar sinyal dan juga digunakan untuk penerangan yang mempunyai beberapa kelebihan contohnya energi yang efisien, harga yang terjangkau, tahan lama dan lain-lain. Perkembangan VLC bisa dibilang cukup cepat dibandingkan dengan teknologi yang lain, Karena didukung oleh masyarkat yang sudah banyak menggunakan lampu LED sebagai penerang ruangan yang sebelumnya menggunakan lampu neon atau lampu pijar. [6]
Gambar 2.4 Visible Light Communication[6]
2.4.1 Cahaya Tampak
Cahaya merupakan bentuk dari radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat kita lihat. Pada spektrum radiasi gelombang elektromagnetik terbagi 2 jenis cahaya yaitu cahaya terlihat / tampak (visible light) dan cahaya tidak tampak (invisible light). Pengelihatan manusia hanya bisa melihat cahaya tampak yang mempunyai panjang gelombang kurang lebih 380 s/d 750nm (nano meter). Dalam Perkembangannya, cahaya saat ini dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam hal, contohnya cahaya dapat dikonversi menjadi energi listrik menggunakan solar cell. Serta pemanfaatan cahaya digunakan pada sistem komunikasi sebagai sinyal pembawa (carrier) yang dikenal sebagai
10
sistem komunikasi optik. Salah satu teknologi yang sedang dikembangkan saat ini adalah Visible Light Communication yang menggunakan cahaya tampak sebagai bentuk dari sinyal informasi yang dikirim maupun diterima. [6]
2.4.2 Blok Transmitter dan Receiver VLC
Sistem Visible Light Communication pada umumnya memiliki 2 bagian utama yaitu transmitter dan receiver yang berfungsi untuk mengirim dan menerima informasi [4]. Bagian transmitter pada Visible Light Communication berguna untuk mengubah sinyal input berbentuk elektrik kemudian sinyal informasi tersebut dikirim melalui cahaya tampak Sedangkan Pada bagian receiver pada Visible Light Communication berguna untuk mengubah sinyal informasi berupa cahaya yang diterima oleh bagian penerima lalu akan dirubah kembali menjadi bentuk semula seperti suara, teks, gambar, dan video tergantung dari informasi data yang dikirim dari transmitter.
2.4.3 LED (Light Emitting Diode)
Light Emitting Diode merupakan komponen elektronika yang didalamnya terdapat diode yang dapat memancarkan cahaya apabila mendapatkan arus listrik. Seperti sebuah diode normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau didopping dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur positif dan negatif yang disebut p-n junction. Saat LED diberi pra-tegangan maju (forward bias), terjadi rekombinasi antara elektron dan hole di dalam LED sehingga terjadi pelepasan energi dalam bentuk foton-foton cahaya. Efek ini disebut juga electroluminescence dan warna yang dihasilkan bergantung pada material LED dan juga ditentukan dari besarnya energi gap dari semi konduktor LED tersebut.
2.4.4 Photodiode
Photodiode adalah sensor cahaya yang berfungsi sebagai pengubah sinyal dari sinyal cahaya menjadi sinyal listrik. Banyak macam-macam dari sensor cahaya seperti solar sel, phototransistor, dan LDR. Namun diantara yang lain, photodiode adalah sensor cahaya yang paling sensitif dan paling mudah merespon cahaya yang masuk ke permukaannya walaupun intensitas cahaya yang di terima tebatas.[6]
2.6 SPREAD SPECTRUM
Teknologi Spectrum merupakan teknologi dengan teknik komunikasi yang menitik beratkan pada penggunaan bandwidth dan power peak. Teknik ini juga banyak
11
menggunakan modulasi LAN nirkabel, dan memiliki bentuk sinyal seperti sinyal noise. Teknologi ini juga memungkinkan untuk membawa sejumlah informasi yang sama seperti yang dapat dikirimkan dengan menggunakan narrowband carrier signal dan menyebarkan sinyal itu pada kisaran frekuensi yang jauh lebih besar. Sebagai contoh, mungkin penggunaan 1 MHz pada 10 Watt dengan narrowband, namun pada spread spectrum dapat menggunakan 20 MHz pada 100 mW. Berikut ini merupakan jenis spread spectrum.
2.6.1 DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)
Merupakan jenis spread spectrum yang paling luas dikenal dan paling banyak digunakan, karena sistem ini dikenal paling mudah implementasinya dan memiliki data rate yang tinggi. Jadi maksudnya teknologi DSSS ini sudah di terapkan pada semua perangkat LAN nirkabel yang sudah kita kenal dan berada di pasaran saat ini. Metode pengiriman data dari DSSS sendiri yaitu berada pada set frekuensi 22Mhz. DSSS bekerja dengan menggabungkan sinyal data pada stasiun pengirim dengan suatu data rate bit sequence yang lebih tinggi, yang dikenal sebagai chipping code atau processing gain. Processing gain yang tinggi meningkatkan tahanan sinyal terhadap interferensi.
Gambar 2.5 Alokasi saluran DSSS [7]
Gambar di atas menunjukan alokasi dari saluran DSSS dimana spesifikasi standar 802.11b yang hanya menetapkan 11 saluran untuk pemakaian tanpa ijin, dapat dilihat bahwa saluran 1 dan 2 bertumpang tindih (overlap) dengan suatu besaran yang signifikan. Sedangkan gambar di bawah ini merupakan model DSSS yang tidak bertumpang tindih.
12
Gambar 2.6 Model DSSS yang tidak bertumpang tindih [7]
Masih berada sama yaitu di frekuensi 2,4 GHz dengan kapasitas per kanal 22MHz dan memiliki rentang kekosongan 3MHz.
2.6.2 FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
Merupakan frekuensi hop dengan sistem perambatan dengan cara melompat dengan urutan yang bersifat pseudorandom. Pseudorandom adalah daftar frekuensi kemana arah frekuensi akan melompat dalam satu interval.
Gambar 2.7 FHSS [7]
Gambar di atas memperlihatkan suatu frequency hopping system yang menggunakan urutan lompatan (hop sequence) 5 frekuensi pada suatu band yang berukuran 5 MHz. Dalam contoh ini urutannya adalah:
1. 2.449 GHz 3. 2.448 Ghz 2. 2.452 GHz 4. 2.450 Ghz 3. 2.448 GHz 5. 2.451 Ghz
Setelah radio memancarkan informasi pada pembawa 2.451 GHz, radio tersebut akan mengulang hop sequence (urutan lompatan), kemudian dimulai lagi dari frekuensi 2.449 GHz. Proses pengulangan urutan lompatan akan terus berlanjut hingga informasi diterima secara lengkap. Radio Penerima disinkronisasi terhadap hop sequence radio pemancar agar dapat menerima frekuensi yang sesuai pada waktu yang tepat. Sinyal kemudian didemodulasi dan digunakan oleh komputer penerima.
13
2.6.3 OFDM (Orthogonal Frquency Division Multiplexing)
Merupakan teknik pentransmisian data berkecepatan tinggi dengan menggunakan beberapa sinyal carrier secara paralel dalam pemodulasiannya.
Sehingga data yang ditransmisikan akan mempunyai kecepatan yang lebih rendah.
Teknik seperti ini dapat menghemat bandwidth kanal sistem komunikasi.
Teknologi ini merupakan teknik modulasi untuk komunikasi wireless broadband dimasa yang akan datang karena tahan melawan frekuensi selective fading dan interferensi narrowband dan efisien menghadapi multi-path delay spread. Berikut merupakan diagram block dari OFDM.
Gambar 2.8 Prinsip Kerja OFDM[7]
Prinsip kerja dari OFDM dapat dijelaskan sebagai berikut. Deretan data informasi yang akan dikirim dikonversikan kedalam bentuk paralel, sehingga jika bit rate semula adalah R, maka bit rate pada tiap-tiap jalur paralel adalah R/N dimana N adalah jumlah jalur paralel (sama dengan jumlah sub-carrier). Setelah itu sinyal akan dimodulasikan, kemudian akan dilakukan pembuatan simbol OFDM oleh IFFT. Setelah itu di kembalikan lagi dalam bentuk serial.
Gambar 2.9 Spectrum sinyal OFDM[7]
14
Gambar di atas merupakan spectrum dari sinyal OFDM, meskipun saling overlapping mereka tidak saling menginterferensi. Dari gambar di atas jika ditarik suatu garis lurus maka nilai puncak dari suatu sub-carrier akan terhubung dengan nilai minimum dari sub-carrier yang ada di sebelahnya. Maka dari itu walaupun overlapping tidak akan terjadi interferensi. Pada LiFi sendiri tidak terdapat bandwidth keterbatasan karena LiFi meenggunakan spektrum gratis tidak berlisensi.[7]
2.7 INFRASTRUKTUR FISIK JARINGAN
Kerja dari LiFi sangat sederhana. Ada cahaya emitor pada salah satu ujungnya, misalnya, LED dan detektor foto (sensor cahaya) di sisi lain. Detektor foto register biner satu ketika LED tidak aktif. Untuk membangun pesan, berkedip berkali-kali LED atau menggunakan sebuah array LED dari mungkin beberapa warna yang berbeda, untuk memperoleh kecepatan data dalam kisaran ratusan megabit per detik. Diagram transmisi data menggunakan LED ditunjukkan pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Transmisi data menggunakan LED[5]
Data dapat dikodekan dalam cahaya dengan memvariasikan tingkat kedip dimana LED berkedip dan mematikan untuk intensitas menghasilkan string yang berbeda dari 1s dan 0s. LED termodulasi begitu cepat sehingga mata manusia tidak bisa melihat, sehingga cahaya LED muncul konstan untuk manusia.
LED dapat ditemukan dalam lalu lintas dan jalan lampu, lampu rem mobil, remote unit kontrol dan tidak terhitung jumlahnya aplikasi lain yang dapat diaktifkan dan mematikan lebih cepat daripada mata manusia mendeteksi, menyebabkan sumber cahaya untuk tampak pada terus-menerus, meskipun sebenarnya berkedip.
Kegiatan on-off dari bola yang tampaknya tidak terlihat memungkinkan transmisi
15
data menggunakan kode biner : beralih pada LED adalah ’1 logis’, mematikan itu adalah ’0 logis’. Dengan memvariasikan tingkat dimana LED berkedip pada on dan off, informasi dapat dikodekan dalam cahaya untuk berbeda kombinasi dari 1 dan 0.
Metode ini menggunakan pulsa cepat cahaya untuk mengirimkan informasi secara nirkabel secara teknis disebut sebagai Visible Light Communication (VLC) [5].
2.8 Prinsip Kerja LiFi
Gambar 2.11 Blok Diagram Sistem LiFi
Gambar 2.12 Sistem Kerja LiFi
Ada dua bagian: pemancar dan penerima. Di sisi pemancar, data adalah
yang pertama dikonversi menjadi biner melalui ADC dan kemudian
16
dimasukkan ke dalam rangkaian driver LED yang dikendalikan oleh prosesor sinyal. Driver LED berfungsi pada On-Off modulasi kunci [6]. Setelah ini, LED pencahayaan tinggi berkedip pada kecepatan tinggi dan mentransmisikan data sebagai pulsa optik melalui saluran nirkabel. Di sisi penerima, pulsa optik ini ditafsirkan oleh fotodetektor menjadi listrik sinyal yang diperkuat oleh penguat transimpedansi dan kemudian dikonversi kembali ke data biner menggunakan pembanding. Lampu LED akan terhubung ke jaringan, jadi banyak pengguna dapat mengakses data menggunakan lampu LED tunggal atau berpindah dari satu LED cahaya ke yang lain tanpa mempengaruhi akses mereka.
2.9 Teknik Modulasi Untuk LiFi
Pada prinsipnya LiFi juga mengandalkan elektromagnetik radiasi untuk transmisi informasi. Karena itu, biasanya menggunakan teknik modulasi dalam komunikasi RF juga diterapkan pada LiFi dengan modifikasi yang diperlukan.
Bahkan, karena penggunaan cahaya tampak untuk komunikasi nirkabel, LiFi juga menyediakan sejumlah modulasi unik dan format spesifik. [5]
2.9.1 OFDM
Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) adalah suatu metode pengkodean data digital pada beberapa frekuensi pembawa.
OFDM adalah salah satu jenis multicarrier (FDM) yang digunakan sebagai metode modulasi multicarrier digital. Banyak sinyal ortogonal subcarrier yang jaraknnya berdekatan digunakan untuk membawa data pada beberapa aliran data paralel atau saluran. Setiap subcarrier dimodulasikan dengan skema modulasi konvensional (seperti modulasi quadrature amplitude atau phase shift keying) pada laju simbol yang rendah, mempertahankan jumlah laju data yang sama dengan skema modulasi single-carrier konvensional dalam bandwidth yang sama.
2.9.2 OOK
On-off keying (OOK) menunjukkan bentuk sederhana dari
amplitudo-shift keying (ASK), yaitu modulasi yang mewakili data digital
sebagai ada atau tidak adanya gelombang pembawa. Dalam bentuk yang
paling sederhana, adanya pembawa untuk durasi tertentu mewakili biner
17
satu, sedangkan ketiadaan dalam durasi yang sama merupakan biner nol.
Beberapa variasi skema yang lebih canggih dalam durasi tersebut dapat digunakan untuk menyampaikan informasi tambahan. Hal ini sejalan dengan baris kode dari pengkodean unipolar. Hal ini sangat mudah untuk menghasilkan dan mengkodekan tetapi tidak sangat optimal dalam hal kontrol pencahayaan dan kecepatan data.
2.9.3
PWMPulse-width modulation (PWM) adalah teknik yang digunakan untuk mengkodekan pesan menjadi sinyal berdetak. Meskipun teknik modulasi ini dapat digunakan untuk mengkodekan informasi untuk transmisi, penggunaan utamanya adalah untuk memungkinkan kontrol daya yang diberikan ke perangkat listrik, terutama untuk beban inersia seperti motor. Pulse Width Modulation mentransmisikan data dengan pengkodean data ke dalam durasi pulsa. Lebih dari satu bit data dapat disampaikan dalam setiap detak pulsa.
2.9.4 PPM
Pulse-position modulation (PPM) adalah bentuk modulasi sinyal di mana pesan M bit dikodekan dengan mengirimkan sebuah pulsa tunggal di salah satu yang mungkin diperlukannya waktu perubahan. Hal ini diulang setiap T detik, sehingga laju bit yang ditransmisikan adalah bit per detik. Hal ini berguna untuk komunikasi sistem optik, di mana tidak ada atau cenderung lebih sedikit gangguan.
2.9.5 SIM-OFDM
Subcarrier Indeks Modulasi OFDM adalah teknik yang menambahkan dimensi tambahan dengan teknik modulasi dua amplitudo dimensi/fase yaitu, Amplitude Shift Keying (ASK) dan Quadrature Amplitude Modulation (QAM). SIM menggunakan indeks subcarrier untuk menyampaikan informasi kepada penerima. Berbeda dengan teknik OFDM tradisional, teknik SIM-OFDM membagi aliran bit menjadi dua aliran dengan panjang yang sama.
[5]2.6 PARAMETER QUALITY OF SERVICE PADA JARINGAN LIFI
18
Quality of Service (QoS) atau kualitas layanan merupakan aspek penting dalam sebuah jaringan. QoS menggambarkan seberapa baik kualitas layanan yang disediakan oleh provider.
2.6.1 Throughput
Throughput adalah kecepatan transfer data efektif yang merupakan jumlah total kedatangan paket data yang sukses diamati pada tujuan selama interval waktu tertentu dibagi dengan durasi interval waktu pengamatan.
Throughput dinyatakan dalam bps.
R (bps) =
𝑨
𝑻………(2.1)
Dengan :
R = Throughput (bps)
A = Jumlah paket yang diterima (bit) T = Waktu Pengamatan (s)
Nilai parameter throughput yang diklasifikasikan menurut versi ETSI ditunjukkan pada tabel 2.1.[11]
Tabel 2.1 Klasifikasi Throughput
Kategori Throughput
Sangat Bagus 100%
Bagus 75%
Sedang 50%
Buruk <25%
2.6.2 Bandwidth
Bandwidth adalah luas atau lebar cakupan frekuensi yang digunakan oleh sinyal dalam medium transmisi. Dalam jaringan komputer, bandwidth sering digunakan sebagai suatu sinonim untuk kecepatan transfer data (transfer rate) yaitu jumlah data yang dapat dibawa dari sebuah titik ke titik lain dalam jangka waktu tertentu (pada umumnya dalam detik). Jenis bandwidth ini biasanya diukur dalam bps (bits per second). Adakalanya juga dinyatakan dalam Bps (bytes per second).
𝐵𝑎𝑛𝑑𝑤𝑖𝑑𝑡ℎ =
19
∑𝑏𝑖𝑡
𝑠 ……….(2.2)
Dengan:
Bit = satuan terkecil dalam komputasi digital (Binary Digital) s = waktu dalam satuan detik (second)
20
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 ALAT DAN BAHAN
Dalam pengujian implementasi LiFi untuk mengirim data teks ini dibutuhkan beberapa alat, komponen serta beberapa bahan yang dibutuhkan seperti pada tabel berikut.
Tabel 3.1 Daftar Alat dan Bahan
No Alat dan Bahan Jumlah
1 Laptop 2
2 Arduino Uno 2
3 Solar Panel 1
4 Kabel Jumper secukupnya
5 LED 1
6 Resistor 2kΩ 3
7 Breadboard 2
3.1.1 Arduino Uno
Arduino Uno merupakan mikro pengendali single-board yang bersifat open source, dan dirancang untuk memudahkan pengguna elektronik dalam berbagai bidang. Arduino dilengkapi dengan prosesor Atmel AVR berbasis ATMEGA 328P. Arduino disini sesuai dengan fugsinya yaitu sebagai pengendali yang mengatur jalannya proses kerja dari rangkaian LiFi yang dibuat. Pada Arduino sendiri memiliki 14 pin digilat input / output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator crystal 16 Mhz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ISCP header, dan sebuah tombol reset.
Berikut spesifikasi dari Arduino Uno yang digunakan.
21
Tabel 3.2 Spesifikasi Arduino Uno
Mikrokontroller ATmega328
Tegangan Pengoperasian 5v Tegangan Input yang disarankan 7-12v Batas Tegangan Input 6-20v
Jumah pin I/O Digital 14(6 diantaranya menyediakan keluaran PWM)
Jumlah pin input analog 6 Arus DC tiap pin I/O 40mA Arus DC untuk pin 3.3v 50mA
Memori Flash 32KB(ATmega328) sekitar 0.5KB
digunakan untuk bootloader)
SRAM 2KB(ATmega328)
EEPROM 1KB(ATmega328)
Clock Speed 16MHz
Gambar 3.13 Pin Layout Arduino 3.1.2 Solar Panel
Panel surya / solar cell disebut juga dengan sel fotovoltaik, merupakan perangkat listrik yang merubah energi dari cahaya langsung menjadi listrik oleh efek fotovoltaik. Fungsi sel surya adalah menangkap energi dari sinar lampu LED, yang nantinya akan diubah menjadi tenaga listrik. [17]
22
Gambar 3.15 Solar Panel[22]
3.1.3 LED
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED merupakan komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED termasuk jenis dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED disini akan menerima informasi berupa pesan dari transmitter kemudian diubah menjadi cahaya. [18] Berikut ini jenis-jenis LED dari bahan pembuatnya, panjang gelombang, tegangan yang digunakan, dan warna cahaya yang dihasilkan.
Tabel 3.3 Jenis-Jenis LED
No Bahan Panjang
Gelombang
Tegangan (Voltage)
Warna 1 Gallium Indium Nitride
(GainN)
450nm 4v Putih
2 Silicon Carbide (SIC) 430-505nm 3,6v Biru
3 Allumunium Gallium Phosphide (AIGaP)
550-570nm 3,5v Hijau
4 Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP:N)
585-595nm 2,2v Kuning
5 Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP)
605-620nm 2v Jingga
6 Gallium Arsenide Phosphide Nitride (GaAsP)
630-660nm 1,8v Merah
7 Gallium Arsenide (GaAs) 850-940nm 1,2v Infra Merah
23
Gambar 3.16 LED [23]
3.1.4 Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif.
Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Resistor disini sebagai komponen penyusun rangkaian LiFi. [19]
Gambar 3.17 Resistor [24]
3.18 Software
Kebutuhan perangkat lunak yang digunakan dalam sistem sebagai berikut:
Tabel 3.2 Perangkat Lunak yang digunakan
No Perangkat Keterangan
1 Windows 10 Sistem Operasi Laptop
2 Arduino IDE Aplikasi untuk membuat program dan komunikasi serial pada Arduino
24
3.2 ALUR PENELITIANDalam pembuatan alat untuk implementasi komunikasi wireless menggunakan teknologi LiFi, dilakukan alur penelitian sesuai pemaparan seperti pada gambar flowchart penelitian berikut.
Mulai
Studi Literatur
Perencanaan Hardware
Pembuatan Design
Pengumpulan Alat
& Bahan
Pengecekan Kesesuaian?
A
Ya
Tidak
A
Perancangan Transmitter LiFi
Perancangan Receiver LiFi
Pengukuran QoS
Pengukuran Jarak Jangkau Maksimal
Analisis Pengukuran QoS dan Jarak Jangkau Maksimal
Selesai
Gambar 3.19 Flowchart Alur Penelitian
Alur penelitian dimulai dengan studi literatur dengan mencari referensi penelitian yang berkaitan dengan pengukuran performansi LiFi yang akan dibuat, informasi tentang spesifikasi, cara kerja serta modulasi yang digunakan pada LiFi.
Kemudian perencanaan hardware dengan membuat rencana gambaran awal seperti apa rangkaian LiFi yang aan dibuat. Setelah itu membuat design perangkat hardware, dilanjutkan menyiapkan alat serta bahan yang dibutuhkan. Lalu melakukan tinjauan
25
ulang atau cek kelengkapan dan kesesuaian alat bahan untuk membuat rangkaian transmisi LiFi.
Selanjutnya perancangan hardware yang mana terdapat dua rangkaian yaitu transceiver atau pengirim dan receiver atau penerima. Kemudian melakukan pengujian alat dan pengukuran parameter QoS pada LiFi sebagai transmisi data tersebut. Selanjutnya mengukur seberapa jauh jarak jangkau receiver dapat menerima informasi dari transceiver dan sejauh mana cahaya dapat dipancarkan. Setelah melakukan pengujian dan pengukuran, kemudian melakukan analisis data dari pegujian alat itu sehingga dapat diambil kesimpulan diakhir.
3.3 PERANCANGAN SISTEM
Pada proses perancangan sistem dilakukan beberapa tahap yang harus dilakukan oleh penulis dalam membuat sistem yang akan dibuat yang mencakup cara kerja sistem, proses persiapan untuk membuat sistem, proses perakitan hingga proses pengujian sistem sehingga sistem yang dibuat dapat berjalan sesuai dengan rencana yang diharapkan. Sebelum mempersiapkan sistem yang akan dibuat, penulis membuat diagram blok serta flowchart yang memaparkan alur kerja sistem yang akan dibuat.
PC USB TO UART
MODULE LED DRIVER CIRCUIT LED SOLAR CELL INVERTING
AMPLIFIER
UART TO USB
MODULE Serial Monitor
Gambar 3.20 Alur Kerja Sistem
Alur kerja sistem dari alat yang dibuat yaitu membuat program berisi pesan dengan aplikasi Arduino IDE. Kemudian pemancar menerima sinyal dari PC menggunakan kabel USB dari pin GPIO pada Arduino, sinyal ini mengontrol transistor yang membuka dan menutup catu daya ke LED. Level tegangan LED yang digunakan 5v untuk operasi berdaya rendah. LED mengubah sinyal listrik menjadi energi optik yang memberikan penerangan juga komunikasi. Informasi dikodekan secara garis dan dimodulasi oleh DAC, kemudian disampaikan pada sinyal optik dengan memodulasi amplitudo dari LED. Pada sisi penerima, panel surya menerima cahaya dari LED dan mengkonversi daya optik yang diterima menjadi sinyal listrik dan memasukkannya ke mikrokontroler. Penerima menyaring dan memperkuat sinyal.
Setelah amplifikasi, sinyal dalam bentuk analog, karena operasi yang dilakukan ADC
26
sebelum diberikan ke Arduino.3.4 PERANCANGAN HARDWARE
Pada perancangan perangkat hardware atau perangkat keras pada sistem ini terdiri dari keseluruhan gambar skematik perancangan End Device. Dimana End Device berfungsi sebagai perangkat antarmuka atau interface antara pengguna dan jaringan komunikasi dasar.
3.4.1 Perancangan End Device
Mulai
Inisiasi Karakter
Proses Data ADC
Ada pengiriman data menggunakan VLC?
Data Terkirim Yes
No
Gambar 3.21 Flowchart Pengiriman Data
Pada sisi sender mempunyai alur dengan memulai membaca inisiasi karakter kemudian akan terjadi pemrosesan data ADC. Selanjutnya apabila ada pengiriman data menggunakan VLC maka data akan mengirim ke receiver.
Bila tidak maka akan kembali melakukan inisiasi karakter. Pada sisi receiver
dengan mulai lalu menunggu adanya data masuk, apabila ada kiriman data
maka data diterima, bila tidak ada akan menunggu kembali. Data yang diterima
27
tersebut akan ditampilkan pada serial monitor berupa pesan karakter. Adapun penempatan pin Arduino dengan led dan resistor sebagai berikut.
Gambar 3.22 Ilustrasi Kabel pada Transmitter
Pada sisi transmitter dengan menghubungkan pin 5v pada Arduino dengan salah satu kaki led, kaki led yang lain dihubungkan dengan resistor dan dijumper dengan port 3 PWM pada Arduino Uno.
Gambar 3.23 Ilustrasi Kabel pada Receiver
Sedangkan pada sisi receiver dengan menghubungkan panel surya, pada
kaki anoda diparalelkan dengan resistor masing-masing 2kΩ. Selanjutnya pada
kaki anoda panel surya dengan jumper ke pin A0 di Arduino Uno, sedangkan
pada kaki katoda di panel surya disambungkan dengan jumper ke GND di
Arduino. Setelah memasang kaki panel surya pada kaki resistor lalu pasagkan
jumper ke VCC 5V pada kaki yang diparalelkan. Setelah semua perangkat
keras terpasang, selanjutnya laptop transmitter akan megirim pesan teks kepada
laptop receiver.
28
3.5 PENGUJIAN JARAK JANGKAUAN MAKSIMAL
Untuk mengetahui apakah perangkat yang dirancang sudah sesuai yang diperlukan untuk pengujian sistem keseluruhan. Pengujian dilakukan dengan cara melakukan proses pengiriman paket data dengan program pada Arduino IDE yang terhubung dengan Arduino Uno kemudian dihubungkan LED sehingga data dikonversi menjadi energi cahaya yang dipancarkan oleh LED kemudian akan diterima oleh panel surya. Sinyal cahaya yang diterima oleh panel surya tersebut ditransmisikan dan diubah menjadi sinyal listrik untuk memulihkan pesan menjadi kode bit, kemudian paket data yang diterima tersebut akan ditampilkan dalam layar serial monitor.
01101010
USB TTL USB TTL
LAPTOP Arduino Arduino LAPTOP
Gambar 3.24 Ilustrasi Skenario Penelitian
3.5.1 Pengujian Jarak Jangkauan Maksimal
Pengukuran jarak jangkauan maksimal bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh
teknologi LiFi dapat mengirim data secara optimal dengan cara mengirim data dari transmitter secara terus menerus sampai jarak maksimal receiver dapat menerima data. Ketika paket data tidak dapat diterima lagi, maka jarak terjauh jangkauan yang diambil merupakan jarak terakhir transmitter dapat mengirim data sebelum receiver tidak dapat menerima data.Untuk alur pengukuran jarak jangkauan maksimal dapat di lihat pada gambar
29
Transmitter
Pengiriman pada jarak n
Receiver
Apakah data masih
bisa diterima? Tambah jarak
Selesai
Ya
Tidak
Gambar 3.25 Flowchart pengukuran jarak jangkauan maksimal
