Top Banner
6 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard’s Risc processor), para desainer sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki kapabilitas yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMEGA, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripherals, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. (http://www.alldatasheet.com)
23

BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

Mar 03, 2019

Download

Documents

vuongkhanh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

  

6  

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler

Dengan perkembangan terakhir, yaitu generasi AVR (Alf and Vegard’s Risc

processor), para desainer sistem elektronika telah diberi suatu teknologi yang memiliki

kapabilitas yang amat maju, tetapi dengan biaya ekonomis yang cukup minimal.

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua instruksi

dikemas dalam kode 16 bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus

clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Secara

umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga

AT90Sxx, keluarga ATMEGA, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan

masing – masing kelas adalah memori, peripherals, dan fungsinya. Dari segi arsitektur

dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.

(http://www.alldatasheet.com)

Page 2: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

7  

2.1.1 Mikrokontroler AVR ATmega 162

Gambar 2.1 Blok diagram ATMega 162

Page 3: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

8  

2.1.1.1 Fitur ATMega 162

Kapabilitas secara rinci dari ATMEGA 162 adalah sebagai berikut :

1. Konsumsi daya rendah.

2. Mempunyai dua buah serial komunikasi.

3. Mempunyai 35 I/O.

4. 16K byte memory flash ISP, 512 bytes EEPROM ( Electrically

Eraseable Programmable Read Only Memory ), 1K internal

SRAM.

5. Dua buah timer/ counter 8 bit, satu buah timer/counter 16 bit

2.1.2 Mikrokontroler AVR ATMega 8535 L

Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler berbasis arsitektur RISC

(Reduced Instruction Set Computing) 8 bit. Berbeda dengan mikrokontroler

keluarga 8051 yang mempunyai arsitektur CISC (Complex Instruction Set

Computing), AVR menjalankan sebuah instruksi tunggal dalam satu siklus dan

memiliki struktur I/O yang cukup lengkap sehingga penggunaan komponen

eksternal dapat dikurangi. Mikrokontroler AVR didesain menggunakan arsitektur

Harvard, di mana ruang dan jalur bus bagi memori program dipisahkan dengan

memori data. Memori program diakses dengan single-level pipelining, di mana

ketika sebuah instruksi dijalankan, instruksi lain berikutnya akan di-prefetch dari

memori program.

(http://www.alldatasheet.com)

Page 4: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

9  

2.1.2.1 Arsitektur ATmega 8535 L

1. 8 bit AVR berbasis RISC dengan performa tinggi dan konsumsi daya

rendah.

2. Kecepatan maksimal 16 MHz.

3. Memori :

a. 8 KB Flash,

b. 512 byte SRAM,

c. 512 byte EEPROM.

4. Timer/Counter :

a. 2 buah 8 bit timer/counter,

b. 1 buah 16 bit timer/counter,

c. 4 kanal PWM.

5. 8 kanal 10/8 bit ADC.

6. Programable serial USART.

7. Komparator analog.

8. 6 pilihan sleep mode untuk penghematan daya listrik.

9. 32 jalur I/O yang bisa diprogram.

Page 5: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

10  

Gambar 2.3 Arsitektur ATMega 8535

Gambar 2.2 Arsitektur ATMega 8535 L

2.1.2.2 Peta Memori ATMega 8535 L

ATMega 8535 L memiliki ruang pengalamatan memori data dan

memori program yang terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian

yaitu : 32 buah register umum, 64 buah register I/O, dan 512 byte SRAM

internal.

Page 6: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

11  

Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat

terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk

menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat

berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan

register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai

peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi-

fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap

dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori berikutnya digunakan

untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.

(http://iddhien.com/index.php?option=com_content&task=view&id

=45&Itemid=111)

Gambar 2.3 Peta Data Memori

Page 7: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

12  

(http://iddhien.com/index.php?option=com_content&task=view&id

=45&Itemid=111).

Memori program yang terletak pada Flash Prom tersusun dalam

word atau 2 byte karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit.

AVR ATMega8535 L memiliki 4KByte x 16 Bit Flash Prom dengan

alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki 12 bit

Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.

Gambar 2.4 Memori Program AVR ATMega 8535 L

Page 8: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

13  

Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa

EEPROM 8-bit sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000

sampai $1FF.

(http://iddhien.com/index.php?option=com_content&task=view&id

=45&Itemid=111).

2.1.2.3 Interupsi

Interupsi adalah kondisi yang memaksa mikrokontroler

menghentikan sementara eksekusi program utama untuk mengeksekusi

rutin interrupt tertentu/Interrupt Service Routine (ISR).

Main Program

Gambar 2.5 Eksekusi program tanpa interupsi

Gambar 2.6 Eksekusi program dengan interupsi

Page 9: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

14  

2.1.2.4 USART (Universal Synchronous and Asynchronous serial

Receiver and Transmitter)

Serial USART (Universal Synchronous and Asynchronous serial

Receiver and Transmitter) merupakan suatu fitur yang telah disediakan

mikrokontroler AVR untuk berkomunikasi serial dengan mode asinkron.

Untuk melakukan komunikasi serial UART, maka terdapat register-register

yang harus diset nilainya seperti register UBRR (USART Baud Rate

Register), UCSRB (USART Control and Status Register B), dan UCSRC

(USART Control and Status Register C).

• UBRR merupakan register 16 bit yang berfungsi untuk menentukan

kecepatan transmisi data. UBRR dibagi menjadi dua, yaitu UBRRH

dan UBBRL.

Gambar 2.7 Register UBRR

URSEL adalah bit untuk pemilihan akses UBRR dan UCSRC. Set

0 untuk akses UBRR, hal ini dikarenakan UBRRH dan UCSRC

menggunakan lokasi I/O yang sama.

• UBRR0..11 adalah untuk menyimpan konstanta kecepatan

komunikasi serial (baud rate), Untuk mengisi nilai baud rate

digunakan rumus.

Page 10: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

15  

Gambar 2.8 Perhitungan Nilai Baud Rate

• Register USCRB adalah register yang digunakan untuk

mengaktifkan penerimaan dan pengiriman data USART.

Gambar 2.9 Register USCRB

RXEN : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan penerimaan

TXEN : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan pengiriman

RXCIE : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan interupsi

penerimaan

TXCIE : Jika di set 1 maka akan mengaktifkan interupsi

pengiriman

• Register USCRC adalah register yang digunakan untuk mengatur

mode komunikasi USART.

.

Gambar 2.10 Register USCRC

Page 11: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

16  

URSEL : Jika di set 1 maka register UCSRC bisa diakses, sebab

alamat register UCSRC dan UBRR sama

UCSZ2…UCSZ0 : Menentukan ukuran karakter yang dikirimkan

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 000 maka ukuran karakter 5 bit

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 001 maka ukuran karakter 6 bit

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 010 maka ukuran karakter 7 bit

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 011 maka ukuran karakter 8 bit

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 100-110 tidak digunakan

Jika UCSZ2…UCSZ0 = 111 maka ukuran karakter 9 bit

A. Pengiriman Data

Pengiriman data dilakukan per byte menunggu UDR kosong

(UDR = register tempat menyimpan data USART, menjadi satu

dengan register UBRR). Jika kosong, maka bit UDRE (USART Data

Register Empty) pada UCSRA akan set, sehingga siap menerima data

baru yang akan dikirim.

B. Penerimaan Data

Penerimaan data dilakukan dengan memeriksa bit RXC

(USART Receive Complete) pada register UCSRA (USART Control

and Status Register A). RXC akan set 1 jika ada data yang siap

dibaca. Data yang diterima akan disimpan pada register UDR.

Page 12: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

17  

2.2 MAX-3232

MAX-3232 adalah IC (Integrated Circuit) dual driver atau receiver yang meliputi

sebuah pembangkit tegangan kapasitif untuk men-supply tingkat tegangan TIA/EIA-

232-F dari sebuah supply tegangan 3.0V-5.5V. Setiap receiver merubah TIA/EIA-232-F

yang masuk menjadi tingkat 5V TTL/CMOS. Receiver ini memiliki 1.2V threshold,

0.3V hysteresis, dan dapat menerima (-12)V s.d 12V input. Setiap driver merubah

tingkat tegangan TTL/CMOS pada input menjadi tingkat tegangan TIA/EIA-232-F. IC

MAX-3232 memiliki fungsi :

• Beroperasi dari sebuah supply tenaga 3.0V-5.5V dengan 0.1µF kapasitor

Charge-Pump

• Bekerja hingga 120 Kbit/s

• Dua driver dan dua receiver

• -25V s.d 25V tingkat input

• Arus supply rendah sebesar 300µA

Gambar 2.11 Konfigurasi Standar MAX-3232

 

Page 13: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

18  

2.3 Seven Segment

Seven Segment merupakan susunan dioda LED (Light Emitting Diode) yang

disusun sedemikian rupa untuk menampilkan suatu karakter, baik itu angka maupun

karakter yang lainnya. Ada dua jenis seven segment, yaitu katoda (common katoda) dan

anoda (common anode). Karena terdiri dari beberapa led yang disusun, maka prinsip

pengoperasiannya sama dengan led yang menghasilkan cahaya saat diberikan beda

potensial pada kutub anoda dan katodanya. Warna cahaya yang dihasilkan oleh led

umumnya berwarna hijau, kuning dan merah. Led pada seven segment diberi simbol

huruf a-g untuk mempermudah dalam pengoperasiannya. Contoh aplikasi dari Seven

segment adalah untuk display karakter, penampil counter, penampil jam digital , tanggal,

dan lain-lain. Berikut gambar Seven Segment :

Gambar 2.12 Gambar Seven Segment

2.4 X-Bee

Pada umumnya Wireless Personal Area Network (WPAN) memiliki jarak

komunikasi maksimal 10m saja, Lebih pendek dibandingkan Wireless Local Area

Network (WLAN). Zigbee berada dalam WPAN bersama Bluetooth dan Ultra Wide Band

(UWB). Zigbee masuk dalam standart keluarga 802.15 bersama Bluetooth (802.15.1),

Page 14: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

19  

dan UWB (802.15.3), sedangkan standart untuk zigbee sendiri 802.15.4. Dibandingkan

dengan bluetooth dan UWB, zigbee hanya memiliki kecepatan komunikasi maksimal

250kbps saja. Jarak maksimal komunikasinya pun pendek yaitu 10m-70m saja, kecuali

diberi penguatan daya, maka jarak komunikasinya bisa mencapai 300m-1.6km

(tergantung daya yang digunakan). Zigbee memiliki kelebihan pada pengoperasiannya

yang sangat mudah, bentuknya kecil, murah, dan membutuhkan daya yang sangat

rendah (low power consumption) dibandingkan dengan bluetooth dan UWB.

ZigBee merupakan paduan kata Zig dan Bee. Zig berarti gerakan zig-zag dan Bee

berarti lebah. Zigbee memiliki sifat komunikasi yang mirip dengan komunikasi diantara

lebah yang melakukan gerakan-gerakan tidak menentu dalam menyampaikan informasi

adanya madu ke lebah yang satu ke lebah yang lainnya . Zigbee merupakan teknologi

yang memfokuskan data rate rendah, konsumsi daya rendah, biaya rendah, target

protokol jaringan wireless untuk aplikasi otomasi dan kendali remote. IEEE 802.15.4

fokus terhadap dua layer protokol bawah, yaitu physical dan MAC layer. Begitu juga,

Zigbee Alliance mengurusi layer protokol teratas (dari Network sampai dengan

Application layer) untuk interoperabilitas jaringan data, layanan keamanan, dan cakupan

nirkabel home and building control, standart yang berlaku di pasar dan pengembangan

ilmiah untuk standart evolusi .

Zigbee menggunakan tiga buah band frekuensi yang digunakan secara berbeda-

beda :

2,4 GHz dengan kecepatan 250 kbps (seluruh dunia)

868 MHz dengan kecepatan 40 kbps (Eropa)

915 MHz dengan kecepatan 20kbps (Amerika)

Page 15: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

20  

Dengan kecepatan zigbee yang hanya 250kbps, jauh lebih rendah dibandingkan

Bluetooth yang memiliki kecepatan 3 Mbps dan UWB dengaan kecepatan 480 Mbps,

tetapi zigbee dapat melakukan komunikasi dengan 65000 node zigbee dalam waktu yang

bersamaan dengan metode komunikasi multihop ad-hoc tanpa harus melakukan

pengaturan apapun.

Zigbee memang tidak bisa digunakan untuk komunikasi-komunikasi yang

membutuhkan kecepatan tinggi seperti untuk transmisi multimedia suara, video, atau

data-data yang besar lainnya. Tetapi pada sisi-sisi kehidupan kita sehari-hari lainnya,

kita justru lebih sering bersentuhan pada hal-hal yang sifatnya pengontrolan informasi-

informasi sensor yang tidak membutuhkan kecepatan pengiriman data yang tinggi,

seperti aplikasi sensor, misalnya : sensor suhu, kelembaban, cahaya, tekanan, dll.

Komunikasi-komunikasi antar sensor tersebut seperti di dalam pabrik.

Perbedaan Bluetooth, Ultra Wide Band (UWB), dan Zigbee

Bluetooth menggunakan frekuensi yang sama dengan salah satu frekuensi yang

dipakai zigbee, yaitu 2,4 Ghz. Dalam satu jaringan bluetooth hanya ada 8 node yang

dapat terhubung 1 master dan 7 slave. Waktu latency yang dimiliki oleh bluetooth

adalah 10detik. Bluetooth menggunakan gelombang radio.

Ultra Wide Band (UWB) adalah sistem komunikasi ultra wide band merupakan

sistem komunikasi yang dapat mengirim data dengan data rate 480 Mbps untuk jarak

2meter dan 110Mbps untuk jarak 10meter. Sistem komunikasi pada UWB adalah sistem

komunikasi jarak pendek yang mempunyai bandwidth yang sangat lebar.

Topologi jaringan yang digunakan pada zigbee adalah topologi jaringan bervariasi,

yaitu Star,Mesh (peer topeer), dan Cluster Tree (gabungan dari star dan mesh). Jumlah

nodes (perangkat ) yang dapat terhubung dengan local address dalam satu jaringan

Page 16: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

21  

Zigbee yang sederhana dapat mencapai 6500 node atau lebih. Waktu latency yang

dibutuhkan zigbee adalah 30ms.

Lapisan Fisik

Standart IEEE 802.15.4 mendefinisikan dua representasi dari lapisan fisik yang

memiliki 3 lebar frekuensi tanpa lisensi yaitu 2,4 GHz dengan 16 channel, 902-928MHz

dengan 10 channel, dan 868-870 Mhz dengan 1 channel dengan kecepatan data masing-

masing 250 kbps, 40kbps, dan 20kbps.

Lapisan Media Access Control

Lapisan ini didefinisikan oleh standart IEEE 802.15.4 antara lain, mempunyai

tugas untuk pengaksesan saluran.

Tugas lain dari lapisan ini adalah untuk mendukung jaringan dimana memiliki

alamat 64 bit dan setiap node memiliki alamat yang unik, jumlah node bisa mencapai

254 untuk sebuah koordinator ( untuk teknik Master-Slave), sedangkan jumlah node bisa

mencapai 65532 jika menggunakan topologi jaringan peer-to-peer (mesh).

Lapisan Jaringan

Secara umum layanan manajemen jaringan dalam zigbee meliputi : konfigurasi

perangkat, penetapan jaringan yang baru, keanggotaan jaringan, pengalamatan jaringan,

pememilihan jenis keamanan jaringan, sinkronisasi, jaminan slot waktu, portabilitas,

koordinator backup, resolusi konflik pengidentifikasi pada Personal Area Network

(PAN), pemilihan saluran secara dinamis dan menghubungkan serta menggabungkan

jaringan.

Lapisan jaringan zigbee mendukung tiga topologi jaringan yaitu star, mesh dan

cluster tree. Topologi star adalah topologi jaringan yang umum yang menyediakan

operasi bertenaga baterai dengan kekuatan lama. Topolologi mesh, atau peer-to-peer

Page 17: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

22  

memungkinkan keandalan dan skalabilitas yang sangat baik dengan menyediakan lebih

dari satu jalur dalam jaringan untuk beberapa hubungan wireless (nirkabel). Topologi

Cluster-Tree menggunakan gabungan topologi star dan topologi mesh, dengan

menggabungkan keduanya mempunyai keuntungan keandalan tingkat tinggi dan

dukungan node dengan bertenaga baterai.

Perangkat fisik zigbee membedakan perangkat kerasnya yang didasarkan pada

definisi standar IEEE 802.15.4 yaitu Reduced Function Device (RFD) dan Full Function

Device (FFD). RFD diterapkan dengan menggunakan Random Access Memory (RAM)

dan Read Only Memory (ROM) dengan ukuran minimum dan dirancang untuk menjadi

node pengirim atau penerima yang sederhana dalam sebuah jaringan yang berukuran

sangat besar. Dengan ukuran stack yang kecil maka memori yang dibutuhkan sedikit dan

harga untuk Integreted Circuit (IC)-nya pun yang diperlukan menjadi lebih murah.

Perangkat RFD umumnya bertenaga baterai, RFD dapat mencari jaringan yang tersedia,

memindahkan data, menentukan apakah data harus dipending, meminta data dari

koordinator jaringan, dan akan sleep untuk periode waktu yang lama jika tidak ada yang

menggunakan hal ini dilakukan untuk mengurangi konsumsi penggunaan baterai.

Lapisan Aplikasi

Lapisan aplikasi pada arsitektur zigbee terdiri dari sub-layer aplikasi (APS), Zigbee

Device Object (ZDO) dan definisi pembuat objek aplikasi. Tanggung jawab dari sub-

layer APS meliputi memelihara tabel untuk menghubungkan, dimana memiliki

kemampuan untuk mencocokan dua perangkat secara bersama-sama yang didasarkan

pada layanan dan kebutuhan pengguna, dan menyampaikan pesan antara perangkat yang

terkait. Tanggung jawab yang lain dari sub-layer APS adalah melakukan pemulihan

(discovery), serta menentukan tanggung-jawab dari Zigbee Device Object (ZDO) yang

Page 18: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

23  

meliputi penjelasan tentang aturan dari alat dalam jaringan, menginisialisasi atau

merespon dan membuat suatu hubungan keamanan diantara perangkat jaringan.

2.4.1 RF Module Operation

2.4.1.1 Komunikasi Serial

X-Bee series 2 ini merupakan modul interface melalui logic-level 

asinkron port serial. Melalui port serial, modul dapat berkomunikasi

dengan setiap logika dan tegangan UART yang kompatibel.

A. UART Data Flow

Perangkat yang memiliki interface UART dapat terhubung

langsung ke pin dari modul RF seperti ditunjukkan pada gambar di

bawah ini:

Gambar 2.13 Sistem Data Flow Diagram dengan sistem-UART

B. Serial Data

Data diterima oleh modul X-Bee melalui pin 3 (DIN). Sinyal

harus high bila tidak ada data yang sedang dikirim. Setiap byte data

terdiri dari start bit (Low), 8 bit data (Least Significant Bit dikirim

Page 19: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

24  

pertama) dan sebuah stop bit (High). Gambar berikut ini

menggambarkan pola bit data serial melewati modul.

Gambar 2.14 Diagram UART melalui modul RF

Modul UART melakukan pengecekan pariti bit, yang diperlukan

untuk data komunikasi. Komunikasi serial tergantung pada dua

UART yang dapat dikonfigurasi dengan pengaturan yang

kompatibel (baud rate, start bit, stop bit, data bit).

2.4.1.2 Serial Buffer

Pada X-Bee Series 2 ini modul menjaga buffer agar kecil untuk

mengirim serial dan menerima data RF, yang di ilustrasikan dalam gambar

di bawah ini. Buffer serial mengirim dan menerima karakter serial yang

masuk sampai dengan diproses. Mengirimkan serial buffer serta mengirim

data yang diterima melalui RF link yang akan dikirim ke luar UART.

Page 20: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

25  

Gambar 2.15 Internal Data Flow Diagram

A. Serial Receive Buffer

Ketika data serial mengirim data ke modul RF melalui pin 3

(DIN), data disimpan dalam serial dan menerima buffer sampai

dapat diproses. Dalam kondisi tertentu, modul mungkin tidak dapat

memproses data dalam buffer serial. Jika jumlah data serial dalam

jumlah besar dikirim ke modul, CTS flow control mungkin

diperlukan untuk menghindari banyaknya penerimaan buffer. Kasus

di mana serial menerima buffer terlalu berlebihan dan mungkin

sampai overflow:

1. Jika menerima aliran kontinu RF data, data dalam serial

menerima buffer tidak akan dikirim sampai modul RF dan

tidak lagi menerima data.

2. Jika memancarkan sebuah paket data RF, modul mungkin

perlu untuk menemukan tujuan alamat atau membentuk

sebuah rute ke tujuan. Setelah transmisi data, modul

Page 21: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

26  

mungkin perlu Retransmit data jika pengakuan tidak

diterima, atau jika transmisi broadcast. Masalah ini dapat

menunda pemrosesan data dalam serial menerima buffer.

B. Serial Transmite Buffer

Ketika data RF yang diterima, data tersebut akan pindah ke

transmisi serial buffer dan dikirim ke luar UART. Jika mengirimkan

serial buffer terlalu penuh maka semua data dalam paket RF yang

diterima tidak muat dalam mengirimkan serial buffer, seluruh paket

data RF tidak di proses.

Kasus di mana mengirimkan serial buffer dapat menjadi

penuh sehingga tidak diproses RF paket:

1. Jika kecepatan data RF ditetapkan lebih tinggi daripada

tingkat data antar modul, maka modul dapat menerima data

lebih cepat daripada yang dapat mengirim data ke host.

2. Jika host tidak mengijinkan modul untuk mengirim data

keluar dari transmisi serial buffer dikarenakan ditahan off

oleh hardware flow control.

2.4.1.3 Serial Flow Control

RTS dan CTS pin modul dapat digunakan untuk menyediakan RTS

dan / atau CTS flow control. CTS aliran DNS memberikan indikasi untuk

menghentikan pengiriman data serial ke modul. RTS aliran DNS

memungkinkan host untuk sinyal modul untuk tidak mengirim data dalam

Page 22: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

27  

buffer transmisi serial luar UART. RTS dan CTS flow control diaktifkan

menggunakan perintah D6 dan D7

A. CTS Flow Control

Jika CTS flow control diaktifkan (D7 perintah), ketika serial

menerima buffer adalah 17 byte pergi dari yang penuh, modul de-

asserts  CTS (setinggi-tinggi) untuk sinyal ke perangkat host untuk

menghentikan pengiriman data serial. CTS adalah menegaskan

kembali setelah menerima serial 34 byte buffer memiliki ruang.

B. RTS Flow Control

Jika kontrol aliran RTS diaktifkan (D6 perintah), data dalam

transmisi serial buffer tidak akan dikirim keluar pin yang DOUT

selama RTS adalah de-asserts. Perangkat host seharusnya tidak

menegaskan RTS untuk jangka waktu yang lama untuk menghindari

mengisi mengirimkan serial buffer. Jika sebuah paket data RF yang

diterima, dan mengirimkan serial buffer tidak memiliki cukup ruang

untuk semua data byte, seluruh RF paket data akan dibuang.

2.4.1.4 Serial Interface Protocols

Xbee modul yang mendukung transparan dan API (Application

Programming Interface) serial interface.

A. Transparent Operation

Ketika beroperasi di mode transparan, modul yang bertindak

sebagai garis serial pengganti. Semua data UART diterima melalui

pin DIN menunggu untuk transmisi RF. Ketika data RF yang

Page 23: BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontrolerlibrary.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc/Bab2/2010-1-00597-sk bab 2.pdf · Selain itu AVR Atmega 8535 L juga memilki memori data berupa EEPROM

28  

diterima, data dikirim keluar melalui pin DOUT. Parameter

konfigurasi modul dikonfigurasi menggunakan Modus perintah AT

interface. Data buffered dalam serial menerima buffer sampai salah

satu penyebab berikut data yang akan packetized dan menular:

1. Tidak semua serial karakter yang diterima untuk jumlah

waktu yang ditentukan oleh RO (Packetization Timeout)

parameter. Jika RO = 0, packetization dimulai ketika sebuah

karakter diterima.

2. Jumlah maksimum karakter yang akan muat dalam sebuah

paket RF diterima (72 bytes).

3. Mode Command Sequence (GT + CC + GT) yang diterima.

Setiap karakter dalam serial buffered menerima rangkaian

buffer sebelum dikirim. RF modul yang berisi versi

firmware berikut ini akan mendukung Transparent Mode:

1.0xx (koordinator) dan 1.2xx (router / perangkat akhir).

2.5 X-CTU

X-CTU adalah sebuah aplikasi yang disediakan oleh Digi, di mana program ini

dirancang oleh Digi untuk berinteraksi dengan X-Bee. Pada aplikasi ini user bisa

mengupdate firmware X-Bee dari Coordinator menjadi Router/End Device ataupun

sebaliknya.