IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

 

Disusun Oleh :

TRI DESE BUDI PRASETIYO

NIM : 035114001

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

2008

i 

 

THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52

MICROCONTROLLER

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the SARJANA TEKNIK Degree

in Electrical Engineering Study Program

By :

TRI DESE BUDI PRASETIYO

Student Number : 035114001

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2008

ii 

 

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING

IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG

RADIO BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON

iii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI

TUGAS AKHIR

IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

(THE IMPLEMENTATION OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52 MICROCONTROLLER)

iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

Yogyakarta, 25 Juli 2008

Tri Dese Budi Prasetiyo

 

v  

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP

“Takut akan Tuhan adalah permulaan pengetahuan”

(Amsal 1:7a)

Even In The Darkness,

There Is Always A Hope Of Light.

Just Listen To What Your Heart Says

And God Will Make

Everything All Right.

Kupersembahkan Tugas Akhir ini untuk :

Yesus Kristus atas segalakasih dan kebaikannya,

Papa dan Mamakudan segenap keluargaku

Yang selalu memberikan doa & dukungan

Almamaterku Teknik Elektro USD

vi 

 

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Tri Dese Budi Prasetiyo Nomor Mahasiswa : 03 5114 001

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO

BERBASIS MIKROKOTROLER AT89S52

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma, hak untuk menyimpan, mengalih-

kan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendi-

stribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau media lain un-

tuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan

royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 12 Agustus 2008 Yang menyatakan,

Tri Dese Budi Prasetiyo

vii 

 

IMPLEMENTASI PENGIRIMAN PESAN SINGKAT (SMS) MENGGUNAKAN TRANSMISI GELOMBANG RADIO

BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52

Tri Dese Budi Prasetiyo

035114001

INTISARI

  Aspek keamanan menjadi hal yang sangat penting bagi teknologi informasi saat ini. Dalam hal ini sangat terkait dengan betapa pentingnya pesan atau informasi yang dikirimkan. Sebagai contoh pengiriman informasi melalui walkie talkie yang pada umumnya tidak pernah bersifat privacy. Dengan melihat kelemahan dari walkie talkie ini, maka dikembangkan sistem pengiriman pesan singkat (SMS) dalam berkomunikasi berbasis mikrokontroler AT89S52. Pada pengiriman pesan singkat ini dikembangkan sistem pengkodean agar komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan yang dituju saja. Mikrokontroler AT89S52 digunakan untuk mengatur kerja dari keypad matriks 4x3, tombol enter dan clear, PTT-Walkie Talkie dan LCD. Masukan data dari mikrokontroler berupa data digital, agar data tersebut dapat ditransmisikan oleh walkie talkie maka harus diubah menjadi sinyal analog dengan menggunakan modulator. Kemudian sinyal analog tersebut akan diubah kembali menjadi sinyal digital menggunakan demodulator. Untuk itu digunakan IC TCM3105NL sebagai modem Single Chip Frequency Shif Keying (FSK). Implementasi pengiriman pesan singkat (SMS) berbasis mikrokontroler AT89S52 pada walkie talkie ini telah dicoba dan terbukti dapat bekerja dengan baik. Alat ini dapat bekerja pada jarak maksimal 250 meter dengan jumlah pengiriman maksimal 160 karakter. Kata kunci : Walkie Talkie, pengiriman pesan singkat (SMS), aplikasi

Mikrokontroler AT89S52, IC TCM3105NL.  

 

 

 

 

 

viii 

 

THE IMPLEMENTASI OF SENDING SHORT MESSAGE (SMS) USING RADIO BAND TRANSMISSION BASED ON AT89S52

MICROCONTROLLER

 

Tri Dese Budi Prasetiyo

035114001

ABSTRACT

Today, security system is very important in information technology. But, it still needs privacy, especially for sending messages or informations. For example, to send information by using walkie-talkie.

Short Message Service using AT89S52 microcontroller is developed to overcame the weakness of walkie-talkie, it is privacy and security. This message service uses communication coding to make only in two ways communications, between the transmitter and the receiver. AT89S52 is used to control the matrix keypad (4x3), Enter Button, and Clear Button and also PTT Walkie-Talkie and LCD. Digital data input from microcontroller is changed by modulator into analog signal before it is sent by transmitter. And then the analog signal is changed into digital signal by demodulator in the receiver side. IC TCM3105NL is used as a Single Chip Frequency Shift Keying (FSK) Modem.

This project has been tried and could work well. The maximum distance is 250 meters with maximum 160 characters. Keywords : Walkie Talkie, Short Message Service (SMS), AT89S52

Microcontroller, IC TCM3105NL.

 

 

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Allah Bapa atas segala

kasih dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir

dengan judul ”Implementasi Pengiriman Pesan Singkat (SMS) Menggunakan

Transmisi Gelombang Radio Berbasis Mikrokontroler AT89S52” tepat pada

waktunya.

Tugas akhir ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat dalam memperoleh

gelar sarjana teknik pada program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

Penulisan tugas akhir ini didasarkan pada hasil yang penulis peroleh berdasarkan

pada perancangan alat, pembuatan alat dan sampai pada pengujian alat.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini tidak akan terwujud dengan baik

tanpa bantuan dari pihak lain. Oleh karena itu pada kesempatan ini, penulis ingin

mengucapkan terima kasih kepada :

1. Yesus Kristus, sumber segala inspirasiku.

2. Kedua orang tuaku tercinta Mulyono, SH dan Emiliana R atas segalanya

yang telah diberikan dan dikorbankan yang tak akan pernah dapat ternilai

harganya.

3. Kakakku tercinta Dwi Juliati Ciptaningsih, Spd atas dana-dana

tambahannya diakhir bulan, serta semua keluarga yang telah memberikan

semangat dan dukungan yang luar biasa kepada penulis.

4. Maria Oktavia atas doa, semangat dan dukungan yang selalu diberikan.

Ndut..... ingat cepat lulus ya.

 

 

x

5. Ibu Wuri Harini, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing I yang telah

banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan, pengetahuan,

diskusi, arahan, kritik dan saran kepada penulis dalam menyelesaikan

tugas akhir.

6. Bapak Ir.Tjendro selaku dosen pembimbing II yang dengan senang hati

memberikan pengarahan, bimbingan dan segenap perhatiannya.

7. Semua dosen jurusan teknik elektro di Universitas Sanata Dharma yang

telah membagikan ilmunya selama masa perkuliahan.

8. Para Bapak dan Ibu yang bertugas di Sekretariat Fakultas Sains dan

Teknologi (Pak Djito dan rekan-rekan) yang telah membantu Penulis

dalam menyelesaikan semua persyaratan administrasi selama masa kuliah

Penulis.

9. Para laboran atas fasilitas pinjaman alat-alat dalam rangka menyelesaikan

tugas akhir ini.

10. Teman-teman seperjuangan selama dilab TA, atas segala suka dan duka

yang kita rasakan bersama, khususnya : Ika (jangan salah lagi pake

sandalnya ya...!!!), Anna (ingat “kalau kurus ntar jelek”), Syukur, Epen,

Erick(TE’04), Guntur, Putu, Supri.

11. Billiard crew : Roni, Ricky, Nendar, Rio, Yudi (Kabayan), Yayan,

Andika.

12. Teman-teman PKL-ku Raditya Wisnu dan Boy.

13. Sahabatku Rion di Bandung atas bantuannya dalam menyediakan segala

kebutuhan atas komponen-komponen yang diperlukan dalam

menyelesaikan tugas akhir ini.

14. Semua rekan-rekan Teknik Elektro angkatan 2003 yang tidak dapat

disebut satu-persatu.

Penulis mengakui bahwa karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Oleh

karena itu, segala kritik dan saran yang membangun akan penulis terima dengan

senang hati. Akhir kata, semoga tugas akhir ini berguna bagi semua pihak dan dapat

bermanfaat bagi perkembangan Jurusan Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta. Tuhan memberkati kita semua.

Yogyakarta, 25 Juli 2008

Penulis

Tri Dese Budi Prasetiyo

 

 

xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PEMBIMBING ............................... iii

LEMBAR PENGESAHAN OLEH PENGUJI ......................................... iv

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................. v

LEMBAR PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ............................... vi

INTISARI ..................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................ viii

KATA PENGANTAR ................................................................................ ix

DAFTAR ISI ................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xvi

DAFTAR TABEL ....................................................................................... xix

BAB I PENDAHULUAN

1.1 .... 1

1.2 Perumusan Masalah .................................................................

Latar Belakang Masalah .......................................................

1

Batasan Masalah .......................................................................

2

Manfaat ....................................................................................

Sistematika Penulisan ...............................................................

BAB

2.1 Komunikasi Data Serial ........................................................... 5

1.3 2

1.4 Tujuan ......................................................................................

1.5 3

1.6 Metodologi Penelitian .............................................................. 3

1.7 3

II DASAR TEORI

xii

2.2 6

2.2.1 Pengantar FSK ............................................................... 6

Modem FSK .............................................................................

2.2.2 Modulator – Demodulator FSK .....................................

2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ....................

EROM ................................................................ 15

1

1

1

1

2.4

2.5

2.7

7

2.3 Mikrokontroler ......................................................................... 12

12

2.3.2 RAM Internal ................................................................. 14

2.3.3 Flash P

2.3.4 Special Function Registers ............................................. 5

2.3.5 On-Chip Oscillator ......................................................... 7

2.3.6 Rangkaian Reset Mikrokontroler ................................... 8

2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52 ......................................... 8

2.3.8 Register Kontrol Port Serial ........................................... 20

2.3.9 Pengaturan Baudrate ...................................................... 21

Liquid Crystal Display (LCD) ................................................. 22

2.4.1 Struktur Memori LCD ................................................... 23

Walkie Talkie ............................................................................ 25

2.5.1 Pesawat Transceiver ....................................................... 25

2.5.2 Cara Kerja Pesawat Transceiver .................................... 27

2.5.2.1 Posisi Memancar ............................................... 27

2.5.2.2 Posisi Menerima ............................................... 27

2.5.3 Frekuensi Kerja Walkie Talkie ....................................... 28

2.6 Matriks Keypad ........................................................................ 29

Transistor Sebagai Saklar ......................................................... 29

xiii

BAB III PE

3.1

3.1.1

3.1.2

3.1.4 Rangkaian LCD .............................................................. 41

it .................................................................... 41

3.2

3.2.2

3.2.3

BAB IV HA

4.1

4.2

4.3

4.4

RANCANGAN

Perancangan Perangkat Keras (Hardware) .............................. 34

Walkie Talkie .................................................................. 34

Modem ........................................................................... 35

3.1.2.1 Modulator ......................................................... 35

3.1.2.2 Demodulator ..................................................... 37

3.1.3 Rangkaian Keypad ......................................................... 38

3.1.5 PTT-Circu

3.1.6 Mikrokontroler AT89S52 ............................................... 43

Perancangan Perangkat Lunak (Software) ............................... 44

3.2.1 Perancangan Proses Pesan Masuk .................................. 49

Perancangan Proses Tulis Pesan .................................... 50

Perancangan Proses Ambil Data Dari Keypad ............... 53

3.2.4 Perancangan Proses Ambil Karakter Dari Keypad ........ 54

SIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Akhir Perancangan ......................................................... 55

Pengukuran dan Analisa Modem TCM3105NL ...................... 57

4.2.1 Modulator IC TCM3105NL .......................................... 58

4.2.2 Demodulator IC TCM3105NL ...................................... 60

Pengoperasian Perangkat Pengiriman Pesan ........................... 62

Lama Waktu Pengiriman-Penerimaan Data ............................ 67

xiv

4.5

DAFTAR PU

LAMPIRAN

LAMPI

LAMPI

LAMPI

Pengukuran Jarak Transmisi .................................................... 69

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .............................................................................. 70

5.2 Saran ........................................................................................ 70

STAKA ................................................................................ 72

SPESIFIKASI ALAT ......................................................... L1

RAN LISTING PROGRAM ....................................................... L2

RAN RANGKAIAN LENGKAP ............................................... L3

RAN DATASHEET ...................................................................... L4

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Format Pengiriman Data Serial Asinkron ............................... 5

Gambar 2.2 Sistem Modulasi FSK ............................................................. 7

Gambar 2.3 Konfigurasi Pin IC TCM3105 ................................................. 8

Gambar 2.4 Pembagian Sistem Pada IC TCM3105 ................................... 9

Gambar 2.5 Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................ 11

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52 ............................. 12

Gambar 2.7 Lokasi RAM Internal .............................................................. 14

Gambar 2.8 Peta Memori Special Function Registers ................................. 15

Gambar 2.9 Menghubungkan Kristal Sumber Detak .................................. 18

Gambar 2.10 Rangkaian Reset Mikrokontroler ............................................. 18

Gambar 2.11 Susunan Bit Dalam Register SCON ........................................ 20

Gambar 2.12 Pengalamatan DDRAM ........................................................... 23

Gambar 2.13 Diagram Blok Transceiver Walkie Talkie ................................ 27

Gambar 2.14 Rangkaian Matriks Keypad ...................................................... 29

Gambar 2.15 Konfigurasi Common Emitter Transistor ................................. 30

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ............................................................... 32

Gambar 3.2 Format Data Sistem Pengiriman dan Penerimaan Pesan ......... 33

Gambar 3.3 Jalur Koneksi Walkie Talkie .................................................... 34

Gambar 3.4 Perancangan Rangkaian Modulator IC TCM3105NL ............. 36

Gambar 3.5 Perancangan Rangkaian Demodulator IC TCM3105NL ........ 38

Gambar 3.6 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Matriks 4x3 ...... 39

xvi

Gambar 3.7 Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Tambahan ......... 40

Gambar 3.8 Perancangan Pengaturan Port untuk LCD pada AT89S52 ..... 41

Gambar 3.9 Perancangan Pengaturan Port untuk PTT-circuit .................... 42

Gambar 3.10 Perancangan Rangkaian Osilator ............................................. 43

Gambar 3.11 Flowchart Program Secara Umum .......................................... 44

Gambar 3.12 Perancangan Flowchart Interupsi Serial .................................. 47

Gambar 3.13 Perancangan Flowchart Tampilan LCD .................................. 48

Gambar 3.14 Perancangan Flowchart Pesan Masuk ..................................... 49

Gambar 3.15 Perancangan Flowchart Tulis Pesan ........................................ 52

Gambar 3.16 Perancangan Flowchart Keypad .............................................. 53

Gambar 3.17 Perancangan Flowchat Pengambilan Karakter ........................ 54

Gambar 4.1 Bentuk Fisik Implementasi Pengiriman Pesan Singkat

Menggunakan Transmisi Gelombang Radio ........................... 56

Gambar 4.2 Bagian Dalam Dari Peralatan .................................................. 56

Gambar 4.3 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 0V ......................... 57

Gambar 4.4 Sinyal Keluaran Modulator dengan Input 5V ......................... 58

Gambar 4.5 Diagram Blok Pengukuran Rangkaian Modem FSK ................ 59

Gambar 4.6 Keluaran Modulator FSK dengan Input Sinyal Kotak ............ 59

Gambar 4.7 Keluaran Demodulator FSK dengan Input Sinyal Analog ...... 61

Gambar 4.9 Tampilan awal pada layar LCD ............................................... 62

ambar 4.10G Tampilan layar LCD setelah 1,25s .......................................... 62

Gambar 4.11 Tampilan saat dilakukan penekanan tombol enter untuk

melakukan penulisan pesan .................................................... 63

xvii

Gambar 4.12 Tampilan Penulisan Pesan ...................................................... 63

Gambar 4.13 Tampilan saat penekanan tombol enter untuk menulis kode

tujuan ...................................................................................... 63

Gambar 4.14 Layar LCD baris 2 terhapus .................................................... 64

Gambar 4.15 Penginputan Kode Tujuan ...................................................... 64

Gambar 4.16 Tampilan saat penekanan tombol enter tanda penginputan

kode telah selesai dilakukan .................................................... 64

ambar 4.17

. 65

ambar 4.20

.. 67

ambar 4.24

G Penekanan tombol enter untuk melakukan pengiriman .......... 65

Gambar 4.18 Tampilan ketika data/pesan telah dikirimkan .......................... 65

Gambar 4.19 Tampilan setelah diterima balasan .........................................

G Tampilan pengiriman gagal ..................................................... 66

Gambar 4.21 Tampilan pesan masuk ............................................................ 66

Gambar 4.22 Tampilan pesan ....................................................................... 66

Gambar 4.23 Tampilan pengirim ................................................................

G Grafik Delay Penerimaan Data Terhadap Banyaknya Data ... 68

xviii

xix

Keterangan Pin TCM 3105 ...................................................... 8

Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23 ............................... 11

Tabel 2.3 Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52 ...................................... 13

Tabel 2.4 Penentuan mode kerja port serial ............................................. 21

Tabel 2.5 Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial .......... 21

Tabel 2.6 Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD ............................ 22

Tabel 2.7 Instruksi data pada LCD .......................................................... 24

Tabel 2.8 Karakter LCD standar ............................................................. 25

Tabel 2.9 Frekuensi Setiap Channel pada Walkie Talkie ........................ 28

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1

Tabel 2.2

Tabel 3.1 Kombinasi Baris dan Kolom Matriks Keypad ......................... 40

Tabel 4.1 Delay Penerimaan Data Berdasarkan Jumlah Karakter ........... 68

Tabel 4.2 Pengukuran Jarak Transmisi .................................................... 69

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Walkie Talkie merupakan salah satu alat komunikasi portabel yang cukup

efisien, simple, serta ekonomis yang memanfaatkan sistem transmisi gelombang

radio diantaranya radio FRS (Family Radio Service) dan radio GMRS (General

Mobile Radio Service) maupun gabungan keduanya[1], di mana pengiriman isyarat

atau informasinya bersifat voice dan half-duplex. Komunikasi pada walkie talkie

menggunakan teknologi Push-To-Talk (PTT) dan dapat terjadi di antara banyak

orang, sehingga dapat dikatakan bahwa sistem komunikasi pada walkie talkie ini

masih mudah terlacak (tidak bersifat rahasia) dan ini merupakan salah satu penyebab

mulai ditinggalkannya walkie talkie.

Dengan memanfaatkan walkie talkie yang ada sekarang ini, penulis mencoba

merancang dan merealisasikan suatu sistem pengiriman SMS (Short Message

Service) yang merupakan pesan singkat dalam bentuk teks yang berkembang dalam

dunia telekomunikasi seluler (ponsel), yang terjadi di antara pengirim dan penerima

saja (bersifat rahasia). Sehingga komunikasi pada walkie talkie dapat dilakukan

dengan dua pilihan yaitu secara voice dan pengiriman SMS.

1.2. Perumusan Masalah

Permasalahan utama yang dibahas adalah bagaimana merealisasikan

pengiriman pesan singkat pada walkie talkie dengan menggunakan mikrokontroler

1

2

AT89S52, di mana komunikasi yang terjadi hanya antara pengirim dan penerima

(yang dituju) saja.

1.3. Batasan Masalah

Dalam pembuatan Tugas Akhir dengan judul ”Implementasi Pengiriman

Pesan Singkat (SMS) menggunakan Transmisi Gelombang Radio berbasis

Mikrokontroler AT89S52” ini, penulis membatasi permasalahan yang akan

disampaikan adalah sebagai berikut :

1. Data/informasi yang dikirim berupa teks (maksimum 160 karakter).

2. Bagian penerima dan pemancar (walkie talkie) tidak dibahas secara lengkap dan

juga tidak termasuk dalam perancangan alat.

3. Sistem modulasi yang digunakan sebelum data dipancarkan melalui walkie talkie

yaitu menggunakan modulator FSK pada sisi pengirim dan sistem demodulasi

pada bagian penerima menggunakan demodulator FSK.

4. Komunikasi yang terjadi bersifat half-duplex, di mana antara walkie talkie yang

satu dengan walkie talkie yang lainnya tidak dalam kondisi memancar

(transmitter) secara bersamaan tetapi bergantian.

1.4. Tujuan

Tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan ini adalah untuk dapat

meningkatkan nilai guna dari walkie talkie yang pada awalnya bersifat voice dalam

sistem komunikasinya, agar dapat juga digunakan untuk berkomunikasi melalui

pengiriman SMS.

3

1.5. Manfaat

Beberapa manfaat yang dapat diambil dari pembuatan Tugas Akhir ini, antara

lain adalah :

1. Dengan adanya sistem SMS pada walkie talkie ini, dapat menghemat pengeluaran

biaya seperti biaya pulsa pada HP (HandPhone).

2. Pengiriman data atau informasi (SMS) menggunakan walkie talkie yang biasanya

mudah terlacak menjadi lebih terjamin kerahasiaannya.

1.6. Metodologi Penelitian

Dalam penyusunan proposal Tugas Akhir ini dilakukan beberapa metodologi

penelitian. Adapun metodologi penelitian yang dilakukan terdiri dari :

1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari berbagai informasi,

baik dari buku, makalah maupun internet mengenai hal-hal yang berkaitan, yang

dapat digunakan sebagai referensi pendukung dalam penyusunan laporan.

2. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk perancangan hardware

dan software.

3. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan pada setiap bagian sistem

sesuai dengan fungsi masing-masing. Bagian tersebut selanjutnya disusun

sebagai satu kesatuan yang utuh.

1.7. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan tugas akhir ini terbagi menjadi lima bab yang disusun

sebagai berikut :

4

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah,

batasan masalah, tujuan, manfaat, metodologi penulisan dan

sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI

Bab ini berisi tentang dasar teori komponen-komponen yang akan

digunakan dalam penelitian.

BAB III. PERANCANGAN

Bab ini berisi tentang diagram blok dan penjelasan cara kerja secara

singkat rancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak

(software).

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang hasil dan pengamatan kerja dari perangkat keras

dan perangkat lunak yang telah dibuat.

BAB V. PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran untuk perbaikan alat dan

penelitian selanjutnya.

BAB II

DASAR TEORI

2.1. KOMUNIKASI DATA SERIAL

Komunikasi serial ada dua yaitu komunikasi serial secara sinkron dan

komunikasi serial secara asinkron. Komunikasi serial secara sinkron di mana sinyal

detak (clock) dikirim bersama-sama dengan data serial, sedangkan komunikasi serial

secara asinkron di mana sinyal detak (clock) tidak dikirim bersama-sama dengan data

serial melainkan sinyal detak (clock) tersebut harus dibangkitkan oleh rangkaian

penerima.

Berdasarkan arahnya komunikasi serial dibagi menjadi :

a. Simplex : komunikasi yang terjadi hanya satu arah saja.

b. Half-Duplex : komunikasi terjadi dua arah tetapi secara bergantian.

c. Full-Duplex : komunikasi dapat dilakukan dua arah secara bersamaan.

Format pengiriman data serial asinkron adalah 1 bit start (selalu rendah), 8 bit data,

1 bit paritas dan 1 sampai 2 bit stop (selalu tinggi). Pada saat tidak ada data (idle)

yang dikirim, kondisi saluran transmisi selalu tinggi (high)[2]. Format tersebut dapat

dilihat seperti gambar 2.1.

Selalu nol

Gambar 2.1. Format pengiriman data serial asinkron

1 Karakter

Start D0 D1 Parity Stop D5D2 D3 D4 D6 D7

5

6

Hal lain yang mempengaruhi transfer data serial adalah kecepatan pengiriman.

Besaran kecepatan data serial adalah bps (bit per second)[2].

Kecepatan pengisyaratan data = ondbit

Tn

seclog2 ................................ (2.1)

Dimana : n = cacah kondisi pengisyaratan

T = waktu tiap bit

Jika hanya terdapat dua kondisi pengisyaratan, 1 dan 0 saja, maka n = 2

sehingga kecepatan data adalah 1/T bps.

Kecepatan modulasi adalah kecepatan perubahan status logika pada untai dan

berbanding terbalik dengan durasi bit. Satuan kecepatan modulasi adalah baud[2].

Kecepatan modulasi = baudT1 .................................................................. (2.2)

Jadi jika n = 2 maka kecepatan pengisyaratan data sama dengan kecepatan modulasi.

2.2. MODEM FSK

2.2.1. Pengantar FSK

Frequency Shift Keying (FSK) merupakan sistem modulasi digital yang relatif

sederhana dalam penyandian. FSK merupakan sistem modulasi yang menghasilkan

dua buah frekuensi yang berbeda-beda jika masukan (input) dikenai sinyal digital.

Frekuensi berbeda tersebut adalah frekuensi gelombang pembawa sinus dan

merupakan frekuensi yang akan di demodulasi menjadi gelombang data digital

kembali. Gambar sinyal modulasi dapat dilihat pada gambar 2.2. Frekuensi yang

lebih tinggi digunakan untuk mendefinisikan biner 0 (fspace) dan frekuensi yang

rendah digunakan untuk mendefinisikan biner 1 (fmark) .

7

Volt

0 1 0

Gambar 2.2. Sistem Modulasi FSK

2.2.2 Modulator-Demodulator FSK

Modulator-Demodulator (Modem) digunakan untuk mengubah bit-bit digital

menjadi frekuensi-frekuensi dengan nilai tertentu supaya dapat dimodulasikan dan

ditransmisikan melalui gelombang radio (walkie talkie). Adapun nilai frekuensi

tersebut harus berbeda sehingga dapat dikenali untuk bit logika 1 (fmark) dan bit

logika 0 (fspace).

Komponen utama dari modem ini akan dibuat dari rangkaian terintegrasi

TCM3105. Hal ini dikarenakan TCM3105 memiliki kelebihan sebagai berikut :

a. Sebagai modem Single Chip Frequency Shif Keying (FSK).

b. Mengikuti spesifikasi berdasarkan BELL 202 dan CCITT V23.

c. Transmit Modulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.

d. Receive Demodulation pada 75, 150, 600 dan 1200 baud.

e. Beroperasi secara half-duplex hingga 1200 baud baik di pengirim maupun

di penerima.

f. Beroperasi secara full-duplex hingga 1200 baud pada pengirim dan 150

baud pada penerima.

g. Single power supply = 5V.

+A

1

+5

0

-A

0

fs fs fm fm

s = frekuensi space fm = frekuensi mark f

8

h. Mengkonsumsi daya rendah.

i. On Chip group delay equalization dan Filter transmit / receive.

Bentuk fisik dapat dilihat pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Konfigurasi Pin IC TCM3105[3]

Fungsi dan keterangan pin dari IC TCM 3105 ditunjukkan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Keterangan Pin TCM 3105[3]

PIN KETERANGAN No. Nama 1 VDD Tegangan positif

2 CLK Output untuk sinyal clock kontinyu saat 16 kali bit rate yang terseleksi (transmit/receive) 3 CDT Carrier-Detected Output 4 RXA Masukan penerima (analog)

5 TRS Transmit/Receive Standard Select Input. Untuk mengatur standar kecepatan data 6 NC No internal Connected

7 RXB Receive Bias Adjust untuk external guna meminimalkan bias distorsi 8 RXD Keluaran digital penerima (digital) 9 VSS Tegangan negatif (biasanya ground) 10 CDL Carrier detect level adjust 11 TXA Output pemancar (analog) 12 TXR2 Bit rate select 2 input 13 TXR1 Bit rate select 1 input 14 TXD Masukan pemancar (digital) 15 OSC1 Koneksi Oscillator (4.4336MHz) 16 OSC2

Modulator dan demodulator FSK TCM3105 dibangun dari 4 blok rangkaian, yaitu

transmitter, receive, carrier detector, dan control and timing. Untuk lebih jelasnya

dapat dilihat pada gambar 2.4.

9

7 8

4 10

13,12,15

14

3

2

11

Gambar 2.4. Pembagian Sistem Pada IC TCM3105[3]

1. Transmitter

Transmitter terdiri dari sebuah modulator FSK, sebuah filter dan sebuah

penguat. Modulator merupakan suatu pensintesa frekuensi yang dapat diprogram

dengan cara membagi frekuensi osilator (4.4336 MHz). Frekuensi osilator ini

dihasilkan dengan menghubungkan pin 15 dan 16 dengan sebuah kristal 4.4336

MHz. Baudrate dipilih melalui pin baudrate select (TXR1 dan TXR2) dan pin

TRS dengan cara menghubungkan pin-pin tersebut dengan ground atau Vcc dan

melalui digital data masukan (TXD) (tabel 2.2).

2. Receiver

Bagian demodulator terdiri dari sebuah low pass filter (LPF) yang digunakan

sebagai filter dan diikuti dengan sebuah penguat yang dilengkapi dengan

Automatic Gain Control (AGC) untuk menghasilkan level keluaran yang konstan

dari filter penerima. Filter penerima membatasi bandwidth dari sinyal yang akan

diteruskan ke demodulator serta mengurangi interferensi out of band.

10

Demodulator merupakan edge-triggered multivibrator positif dan negatif.

Hasilnya adalah data yang diperoleh dari transmitter sinyal analog yang diterima.

Komponen DC dari sinyal yang diperoleh sebanding dengan frekuensi yang

diterima, lalu diumpankan ke switch-capacitor, low-pass, dan post-demodulator.

Bias pada pin ini bergantung pada baudrate data yang diterima serta offset

internal.

3. Carrier Detector

Bagian carrier detector terdiri dari sebuah detektor energi dan digital-delay.

Detektor energi membandingkan level sinyal pada keluaran filter penerima

terhadap level yang telah diatur pada pin CDL. Keluaran carrier detector

dilewatkan pada pin CDT. Meskipun TCM3105 mampu menghasilkan keluaran

carrier detector, perlu diperhatikan bahwa carrier detector yang dihasilkan

hanyalah berupa perbandingan level masukan terhadap nilai ambang yang diatur

melalui pin CDL.

Pada pin RXB dan CDL diberikan masukan dengan nilai tegangan tertentu

yang dapat diatur melalui rangkaian pembagi tegangan. Untuk itu pada pin RXB dan

CDL digunakan rangkaian yang ditunjukkan pada gambar 2.5 dengan persamaan

yang ditunjukkan pada persamaan 2.3. Karena nilai masukan pada pin RXB dan

CDL bervariasi, maka rangkaian pembagi tegangan dapat diganti dengan

menggunakan potensiometer.

11

R2

Vo

VCC 5 V

R1

Gambar 2.5. Rangkaian Pembagi Tegangan

Vo = xVccRR

R

21

2

+ .................................................................................. (2.3)

Tabel 2.2. Mode standar BEL 202 dan CCITT V.23

CCITT (Committee Consultatif International Telephonique et Telegraphique)

adalah suatu badan telekomunikasi yang berada di Genewa, Swiss. CCITT adalah

standar untuk kecepatan modem dalam komunikasi data[2].

12

2.3. MIKROKONTROLER

AT89S52 merupakan mikrokontroler keluaran ATMEL dengan 8K byte

Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory), AT89S52

merupakan memori dengan teknologi nonvolatile memory, isi memori tersebut dapat

diisi ulang ataupun dihapus berkali-kali.

Fasilitas-fasilitas standar yang dimiliki mikrokontroler AT89S52 adalah 8K

byte Flash PEROM, 256 byte RAM (Random Accsess Memory), 32 jalur I/O

(input/output), watchdog timer, dua data pointer, tiga timer/counter 16-bit, jalur

komunikasi serial full-duplex dan oscillator internal[4].

2.3.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S52

Mikrokontroler AT89S52 memiliki 40 pin dan ada beberapa pin yang

memiliki fungsi ganda. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52 dapat dilhat pada

gambar 2.6 dan fungsi pin dapat dilihat pada tabel 2.3.

Gambar 2.6. Konfigurasi pin Mikrokontroler AT89S52

13

Tabel 2.3. Fungsi pin Mikrokontroler AT89S52

Pin Fungsi

VCC Power Supply GND Ground Port 0 8 bit jalur I/O dua arah

Port 1

8 bit jalur I/O dua arah

Fungsi alternatif : P1.0 = T2 (Masukan untuk timer 2) P1.1 = T2EX (Trigger timer 2) P1.5 = MOSI (digunakan untuk ISP) P1.6 = MISO (digunakan untuk ISP) P1.7 = SCK (digunakan untuk ISP)

Port 2 8 bit jalur I/O dua arah

Port 3

8 bit jalur I/O dua arah

Fungsi alternatif : P3.0 = RXD (masukan komunikasi serial) P3.1 = TXD (keluaran komunikasi serial) P3.2 = 0INT (interupsi ekternal 0) P3.3 = 1INT (interupsi eksternal 1) P3.4 = T0 (masukan timer 0) P3.5 = T1 (masukan timer 1) P3.6 = WR (sinyal tanda tulis memori data eksternal) P3.7 = RD (sinyal tanda baca memori data eksternal)

RST Mereset mikrokontroler apabila diberi logika ‘1’ selama 2 siklus mesin

ALE/PROG

Berfungsi sebagai Address Latch Enable (ALE) yang me-latch low byte address pada saat mengakses memori eksternal. Sedangkan pada saat Flash Programming (PROG) berfungsi sebagai masukan pulsa program

PSEN Merupakan sinyal read strobe untuk eksternal program memori

EA /VPP

Merupakan input untuk mode program memori. Jika dihubungkan ke ground maka program memori yang dijalankan adalah program eksternal, dan jika dihubungkan ke VCC maka program memori yang dijalankan adalah program internal.

XTAL1 Masukan osilator internal XTAL2 Keluaran osilator internal

14

2.3.2 RAM Internal

RAM Internal pada Mikrokontroler AT89S52 terdiri atas :

a. Register Bank.

Mikrokontroler memiliki 8 buah register yang terdiri atas R0 sampai dengan

R7. Register ini dapat diubah dari bank 0 (default) ke bank 1, bank 2 dan

bank 3 dengan cara mengubah nilai RS0 dan RS1 pada register PSW.

b. Bit addressable RAM.

RAM ini terletak di alamat 20H sampai 2FH yang dapat diakses secara

pengalamatan bit sehingga dapat mengerjakan fungsi-fungsi boolean.

c. RAM serbaguna.

RAM ini dimulai dari alamat 30H hingga FFH dan dapat diakses dengan

pengalamatan langsung dan tak langsung. Pengalamatan langsung dilakukan

ketika salah satu operan merupakan bilangan yang menunjukkan lokasi yang

dialamati.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 00 BANK 0 (default) BANK 1 10 BANK 2 BANK 3 20 Bit Addressable RAM 30

RAM Serbaguna

40 50 60 70 80 90 A0 B0 C0 D0 E0 F0

Gambar 2.7. Lokasi RAM Internal[5]

15

2.3.3 Flash PEROM

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 8Kbyte Flash PEROM yang dapat

ditulis dan dihapus. Flash PEROM berisikan instruksi-instruksi. Instruksi-instruksi

ini akan dieksekusi jika sistem di-reset. Bila EA/VPP berlogika “1” maka

mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di Flash PEROM. Bila EA/VPP

berlogika “0” maka mikrokontroler aktif berdasarkan program yang ada di memori

eksternal.

2.3.4 Special Function Registers

Memori yang berisi register-register yang mempunyai fungsi-fungsi khusus

yang disediakan oleh mikrokontroler seperti timer, serial dan sebagainya. Untuk

lebih jelasnya perhatikan gambar 2.8 berikut ini.

F8h FFh

F0h B F7h

E8h EFh

E0h ACC E7h

D8h DFh

D0h PSW D7h

C8h (T2CON) (RCAP2L) (RCAP2H) (TL2) (TH2) CFh

C0h C7h

B8h IE BFh

B0h P3 B7h

A8h IP Afh

A0h P2 A7h

98h SCON SBUF 9Fh

90h P1 97h

88h TCON TMOD TL0 TL1 TH0 TH1 8Fh

80h P0 SP DPL DPH IP 87h

Gambar 2.8. Peta memori Special Function Registers

16

Masing-masing register tersebut dapat dideskripsikan sebagai berikut :

a. Accumulator

Register ini terletak di alamat E0H dan dapat di alamati secara bit. Akumulator

digunakan untuk hampir semua operasi logika dan aritmatika.

b. Port

AT89S52 mempunyai 4 buah port : yaitu Port 0, Port 1, Port 2 dan Port 3 yang

terletak di alamat 80H, 90H, A0H dan B0H. Semua port tersebut dapat dialamati

secara bit sehingga dapat dilakukan perubahan bit data pada salah satu port tanpa

mengganggu port yang lain.

c. PSW (Program Status Word)

Register ini terletak di alamat D0H. PSW berisi data bit hasil eksekusi program

seperti hasil aritmatika dan logika.

d. Register B

Register ini memiliki alamat F0H. Register ini digunakan bersama akumulator

untuk proses aritmatika selain digunakan untuk register biasa dan dapat dialamati

secara bit.

e. Stack Pointer

Stack Pointer merupakan register 8 bit yang terletak di alamat 81H. Proses yang

berhubungan dengan stack ini biasa dilakukan oleh instruksi-instruksi Push, Pop,

Acall dan sebagainya.

f. Data Pointer

Data pointer atau DPTR merupakan register 16 bit dan terletak pada alamat 82H

untuk DPL dan 83H untuk DPH. DPTR digunakan untuk mengakses data

17

yang terletak di memori external.

g. Register Timer

AT89S52 mempunyai tiga buah Timer/Counter 16 bit yaitu : timer 0, timer 1 dan

timer 2. Timer 0 terletak di alamat 84H untuk TL0 dan 8CH untuk TH0, timer 1

terletak di alamat 8BH untuk TL1 dan 8DH untuk TH1, sedangkan timer 2

terletak di alamat CCH untuk TL2 dan CDH untuk TH2.

h. Register Serial Port

Port ini merupakan on chip serial port yang digunakan untuk melakukan

komunikasi dengan peralatan yang menggunakan serial port.

i. Register Interupsi

Mikrokontroler ini memiliki 6 buah interupsi dengan dua level prioritas interupsi.

Interupsi secara otomatis akan dimatikan bila sistem dikembalikan pada keadaan

semula. Register yang berhubungan dengan interupsi adalah Interrupt Enable

Register (IE) pada alamat A8H dan Interrupt Priority Register (IP) pada alamat

B8H.

2.3.5 On-Chip Oscillator

Mikrokontroler Atmel AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat

bekerja dengan menggunakan kristal eksternal yang dihubungkan ke pin XTAL1 dan

XTAL2. Tambahan kapasitor yang terhubung dengan ground diperlukan untuk

menstabilkan sistem. Gambar 2.9 menunjukkan cara menghubungkan kristal sumber

detak dengan mikrokontroler AT89S52. Besar kapasitor yang terpasang adalah 30 pF

± 10 pF sesuai dengan yang dinyatakan pada datasheet[4].

18

Xtal 2

Ground30pF

Kristal

Xtal 130pF

Gambar 2.9. Menghubungkan Kristal Sumber Detak

2.3.6 Rangkaian Reset Mikrokontroler

Rangkaian reset digunakan untuk mereset program yang terdapat pada

mikrokontroler. Rangkaian reset dapat dilihat pada gambar 2.10.

VCC

C

R

9(RESET)

MIKROKONTROLER

Gambar 2.10. Rangkaian Reset Mikrokontroler

Pada gambar 2.10 apabila saklar tidak ditekan, pin reset pada mikrokontroler

akan mendapatkan logika rendah “0”. Sedangkan saat saklar ditekan pin akan

mendapatkan logika tinggi “1” dan akan mereset mikrokontroler. Lamanya waktu

yang dibutuhkan untuk mereset adalah dua siklus mesin dan memenuhi persamaan :

T = R x C ....................................................................................... (2.4)

2.3.7 Komunikasi Serial AT89S52

Port serial pada AT89S52 bersifat duplex penuh atau full-duplex, artinya port

serial bisa menerima dan mengirim data pada waktu bersamaan. Port serial memiliki

penyangga penerima yaitu serial buffer (SBUF). Port serial dapat menerima byte

19

yang kedua sebelum byte yang pertama dibaca oleh register penerima, melalui

register SBUF. SBUF selalu berhubungan dengan akumulator dalam mengisi dan

menerima data[5].

Port serial pada AT89S52 bisa digunakan dalam empat mode kerja. Dari ke-

empat mode tersebut, satu mode diantaranya bekerja secara sinkron dan tiga mode

lainnya bekerja secara asinkron. Semua mode dapat diatur melalui register Serial

Control (SCON). Ke-empat mode kerja tersebut adalah :

Mode 0 Mode ini bekerja secara sinkron, data serial dikirim dan diterima

melalui kaki P3.0 (RxD), sedangkan kaki P3.1 (TxD) dipakai untuk

menyalurkan detak pendorong data serial yang dibangkitkan AT89S52.

Data dikirim/diterima 8 bit sekaligus, dimulai dari bit yang bobotnya

paling kecil atau LSB (bit 0), diakhiri dengan bit yang bobotnya paling

besar atau MSB (bit 7). Kecepatan pengiriman data (baudrate) adalah

1/12 frekuensi kristal yang digunakan.

Mode 1 Pada mode ini, data dikirim melalui kaki P3.1 (TxD) dan diterima

melalui kaki P3.0 (RxD) secara asinkron (begitu juga mode 2 dan 3).

Pada mode ini, data dikirim/diterima 10 bit sekaligus, diawali dengan 1

bit start, disusul 8 bit data yang dimulai dari bit yang bobotnya paling

kecil (bit 0), diakhiri dengan 1 bit stop. Pada AT89S52 yang berfungsi

sebagai penerima bit stop adalah RB8 dalam register Serial Control

(SCON). Kecepatan pengiriman data (baudrate) bisa diatur sesuai

dengan keperluan. Mode inilah (mode 2 dan juga mode 3) yang umum

20

dikenal sebagai UART atau Universal Asynchronous

Receiver/Trasmitter.

Mode 2 Data dikirim 11 bit, diawali dengan 1 bit start, kemudian 8 bit data. Bit

ke-9 yang dapat diatur lebih lanjut dan diakhiri dengan 1 bit stop. Pada

AT89S52 yang berfungsi sebagai pengirim bit 9 tersebut berasal dari bit

TB8 dalam register SCON. Pada AT89S52 yang berfungsi sebagai

penerima bit 9 ditampung pada bit RB8 dalam register SCON,

sedangkan bit stop diabaikan dan tidak ditampung. Kecepatan

pengiriman data (baudrate) bisa dipilih antara 1/32 atau 1/64 frekuensi

kristal yang digunakan.

Mode 3 Mode ini sama dengan mode 2, hanya saja kecepatan pengiriman data

(baudrate) bisa diatur sesuai keperluan, seperti halnya pada mode 1.

2.3.8 Register Kontrol Port Serial

Register kontrol dan status untuk port serial berada dalam register SCON

(gambar 2.11). Register ini mengandung bit-bit pemilihan kerja port serial, bit data

ke-9 pengiriman dan penerimaan (TB8 dan RB8) serta bit-bit interupsi port serial (TI

dan RI)[5].

Gambar 2.11. Susunan bit dalam register SCON

Keterangan :

• SM0 = Serial port mode bit 0, bit pengubah mode serial.

• SM1 = Serial port mode bit 1, bit pengatur mode serial.

• SM2 = Serial port mode bit 2, bit untuk mengaktifkan komunikasi

multiprosessor pada kondisi set.

21

• REN = Receive Enable, bit untuk mengaktifkan penerimaan data dari port serial

pada kondisi set.

• TB8 = Transmit bit 8, bit ke-9 yang akan dikirim pada mode 2 atau mode 3.

• RB8 = Receive bit 8, bit ke-9 yang akan diterima pada mode 2 atau mode 3.

Pada mode 1 bit ini berfungsi sebagai stop bit.

• TI = Transmit Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir pengiriman

karakter.

• RI = Receive Interrupt Flag, bit yang akan di set pada akhir penerimaan

karakter.

Tabel 2.4. Penentuan mode kerja port serial SM0 SM1 Mode Keterangan Baudrate

0 0 0 Register geser tetap (fosc/12) 0 1 1 UART 8-bit bisa diubah-ubah (dengan Timer) 1 0 2 UART 9-bit tetap (fosc/64 atau fosc/32) 1 1 3 UART 9-bit bisa diubah-ubah (dengan Timer)

2.3.9 Pengaturan Baudrate

Baudrate dari port serial dapat diatur pada mode 1 dan mode 3, namun pada

mode 0 dan mode 2 baudrate tersebut mempunyai kecepatan yang permanen yaitu

untuk mode 0 adalah 1/12 frekuensi osilator dan mode 2 adalah 1/32 atau 1/64

frekuensi osilator. Dengan mengubah bit SMOD yang terletak pada register PCON

menjadi set (kondisi awal saat sistem reset adalah clear), baudrate pada mode 1 dan

3 akan berubah menjadi dua kali lipat.

Tabel 2.5. Rumus penghitungan baudrate pada komunikasi serial Mode Baudrate

0 1/12 frekuensi osilator

1 [ ] 321 xTHfoscillator− [ ]25612xBaudrate =

16125612 xTHx

fBaudrate oscillator−

=

2 1/64 frekuensi osilator 1/32 frekuensi osilator

3 [ ] 32125612 xTHxf

Baudrate oscillator−

=

[ ] 16125612 xTHx

fBaudrate oscillator

−=

22

2.4. LIQUID CRYSTAL DISPLAY (LCD)

LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya

menggunakan sistem dot matriks. Jenis LCD yang digunakan adalah LCD 16x2

artinya LCD ini memiliki 16 kolom dan 2 baris. Sehingga jumlah total karakter yang

dapat ditampilkan sekaligus adalah sebanyak 32 karakter. Masing-masing karakter

tersebut terbentuk dari susunan dot yang berukuran 8 baris dan 5 kolom dot. LCD ini

terdiri dari 8 jalur data, 3 jalur kendali dan fasilitas pengaturan kontras serta

backlight (tabel 2.6).

Tabel 2.6 Konfigurasi Pin-pin 16x2 dot Matriks LCD[6]

No Nama Pin Deskripsi

1 VCC +5V

2 GND 0V

3 VEE Tegangan kontras LCD

4 RS Register select, 0=register perintah, 1=register data 5 R/W 1 = read, 0 = write

6 E Enable Clock LCD, logika 1 setiap kali pengiriman atau pembacaan data 7 D0 Data Bus 0

8 D1 Data Bus 1

9 D2 Data Bus 2

10 D3 Data Bus 3

11 D4 Data Bus 4

12 D5 Data Bus 5

13 D6 Data Bus 6

14 D7 Data Bus 7

15 Anoda (kabel coklat untuk LCD Hitachi) Tegangan positif backlight

16 Katoda (kabel merah untuk LCD Hitachi) Tegangan negative backlight

23

2.4.1. Struktur Memori LCD

LCD memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk menyimpan atau

memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD. Setiap jenis memori

mempunyai fungsi-fungsi sendiri, antara lain :

1. DDRAM

Merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada.

Contohnya, karakter “A” atau 41H yang ditulis pada alamat 00H akan tampil

pada baris dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di

alamat 40H, karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama

LCD.

Gambar 2.12. Pengalamatan DDRAM

2. CGRAM

Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter yang

tidak terdapat pada LCD dan bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai

keinginan kita. Akan tetapi isi memori ini akan hilang saat power supply tidak

aktif sehingga pola karakter akan hilang.

3. CGROM

Adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan pola

tersebut sudah ditentukan secara permanen pada LCD sehingga pengguna

tidak dapat mengubah lagi. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola

karakter tersebut tidak akan hilang saat power supply tidak aktif.

24

Tabel 2.7 Instruksi data pada LCD

Instruksi Code

Fungsi RS R/W DB

7 DB6

DB5

DB4

DB3

DB2

DB1

DB0

Function Set (3FH) 0 0 0 0 1

DL 1 * * *

Set interface data length (DL)

Display on/off control

(0FH) 0 0 0 0 0 0 1 D C B

On/Off display(D), cursor(C) dan cursor

blink(B)

Entry Mode set (06H) 0 0 0 0 0 0 0 1

I/D S

Set arah cursor, geser display ketika data W/R

Display Clear (01H) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Bersihkan layar dan cursor ke home

DDRAM address set 0 0 1

Cursor Home Line 1 = 80H ADD Line 2 = C0H

Set alamat DDRAM ke start transmit atau

menerima data DDRAM

Cursor Time 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * Cursor ke home dan isi DDRAM tetap.

Cursor/display shift 0 0 0 0 0 1

S/C

R/L * *

Geser cursor, display tanpa merubah isi

DDRAM

CGRAM address set 0 0 0 1 ACG

Set alamat CGRAM ke start transmit atau

menerima data CGRAM

BF/address read 0 1

BF AC

Baca BF dan isi AC (untuk atau CGRAM dan

DDRAM) Data write

untuk CG/DD RAM

1 0 Latch data dari A0H ke 20H Write Data

Menulis data ke DDRAM atau CGRAM

Data read untuk CG/DD

RAM 1 1 Read Data

Membaca data ke DDRAM atau CGRAM

Keterangan untuk tabel instruksi LCD : o * = Don’t Care o ACG = CGRAM address o ADD = DDRAM address

a. Seting arah perpindahan cursor

ID = 1 Increment

ID = 0 Decrement

S = 1 Posisi display bergeser saat karakter/teks dituliskan

b. Enable Display/Cursor

D Display On (1)/Off (0)

C Cursor On (1)/Off (0)

25

B Cursor Blink On (1)/Off (0)

c. Move Cursor/Shift Display

SC = 1 Posisi display bergeser

SC = 0 Posisi cursor berpindah

RL = 1 Bergeser/berpindah ke kanan

RL = 0 Bergeser/berpindah ke kiri

d. Busy Flag

BF = 1 sibuk, tidak boleh mengirim data

BF = 0 tidak sibuk, boleh mengirim instruksi/teks

Tabel 2.8 Karakter LCD standar[6]

2.5. WALKIE TALKIE

2.5.1 Pesawat Transceiver

Transceiver merupakan pesawat yang dapat memancarkan dan menerima

sinyal informasi, dimana untuk walkie talkie menggunakan media transmisi radio.

Namun komunikasi yang terjadi pada sistem walkie talkie tidak dapat berlangsung

26

secara bersamaan tetapi harus bergantian (half-duplex)[7]. Pada saat mengirim

gelombang radio dikenal dengan istilah Tx, sedangkan pada saat menerima

gelombang radio dikenal dengan istilah Rx.

Untuk memindahkan dari posisi Tx ke posisi Rx digunakan saklar. Saklar

yang digunakan pada walkie talkie biasa disebut dengan PTT (Push To Talk). PTT

merupakan salah satu komponen penting pada walkie talkie sebab PTT-lah yang

menentukan keadaan dari walkie talkie. Apakah pada saat itu posisinya dalam

keadaan transmit (memancarkan sinyal frekuensi) atau dalam keadaan receive

(standby atau siap menerima sinyal frekuensi). Diagram blok dari sistem transceiver

pada walkie talkie dapat dilihat pada Gambar 2.13.

Pada Gambar 2.13, terdapat 3 kelompok rangkaian, yaitu:

1. Rangkaian Transmitter.

2. Rangkaian Receiver.

3. Rangkaian RF Amplifier.

Rangkaian RF amplifier tersebut digunakan baik saat pesawat tersebut

berfungsi sebagai Tx maupun pada saat berfungsi sebagai Rx. Pada Gambar 2.13

posisi pesawat transceiver berada pada posisi Rx. Gelombang dari antena masuk ke

receiver. Setelah diproses dalam receiver dilanjutkan ke RF amplifier. Dalam RF

amplifier dilakukan proses penguatan sinyal, baru kemudian dilanjutkan ke

loudspeaker atau ke headphone untuk didengar. Jika saklar ditekan, pesawat akan

beralih dari posisi Rx ke posisi Tx. Gelombang suara masuk ke microphone, di

microphone diubah menjadi gelombang listrik lalu menuju ke RF amplifier. Dalam

RF amplifier, getaran frekuensi rendah dari microphone ini dikuatkan, hasilnya akan

27

disalurkan ke bagian pemancar. Dalam hal ini frekuensi dimodulasi agar siap untuk

dipancarkan ke udara melalui antena.

Gambar 2.13. Diagram Blok Transceiver Walkie Talkie

2.5.2 Cara Kerja Pesawat Transceiver

2.5.2.1 Posisi Memancar (Tx)

Pada saat memancar, saklar A berada pada posisi T. Sinyal suara yang berupa

getaran berfrekuensi rendah diubah menjadi sinyal listrik oleh microphone,

kemudian disalurkan ke penguat tegangan. Disini tegangan dari frekuensi rendah

tersebut dikuatkan. Kemudian disalurkan ke penguat daya dan kuat arus dari sinyal

listrik tersebut dikuatkan. Hasil dari proses ini disalurkan ke modulator. Pada

modulator, sinyal ini diproses dengan modulasi FM, yaitu bersama-sama dengan

frekuensi dari osilator. Hasilnya berupa gelombang termodulasi yang dikenal sebagai

gelombang radio untuk dapat dipancarkan melalui antena.

2.5.2.2 Posisi Menerima (Rx)

Pada saat menerima, saklar A berada pada posisi R. Gelombang radio yang

telah dipilih oleh lingkaran penala, masuk kedalam pesawat (walkie talkie).

Kemudian gelombang ini diteruskan ke detector dan terjadi proses deteksi atau

28

proses demodulasi. Frekuensi carrier dipisahkan dari frekuensi aslinya. Frekuensi

asli tersebut kemudian diteruskan ke penguat. Dalam penguat, tegangan sinyal

dikuatkan agar diperoleh sinyal yang baik seperti yang diharapkan yaitu berupa

informasi. Keluaran dari penguat tegangan ini disalurkan ke penguat daya. Kemudian

arus dikuatkan, sehingga daya listriknya bertambah kuat. Keluaran dari penguat daya

ini disalurkan ke loudspeaker atau ke headphone untuk didengar.

2.5.3 Frekuensi Kerja Walkie Talkie

Karena digunakan walkie talkie sebagai perangkat transmisinya, maka sistem

pemilihan frekuensinya berdasarkan channel, dimana setiap channel tersebut

memiliki frekuensi yang sudah fix dan sesuai dengan standar. Untuk lebih jelasnya,

dapat dilihat pada tabel 2.9[8] di bawah ini:

Tabel 2.9. Frekuensi Setiap Channel pada Walkie Talkie Channel Frequency Description

1 462.5625 MHz GMRS/ FRS 2 462.5875 MHz GMRS/ FRS 3 462.6125 MHz GMRS/ FRS 4 462.6375 MHz GMRS/ FRS 5 462.6625 MHz GMRS/ FRS 6 462.6875 MHz GMRS/ FRS 7 462.7125 MHz GMRS/ FRS 8 467.5625 MHz FRS 9 467.5875 MHz FRS 10 467.6125 MHz FRS 11 467.6375 MHz FRS 12 467.6625 MHz FRS 13 467.6875 MHz FRS 14 467.7125 MHz FRS 15 462.5500 MHz GMRS 16 462.5750 MHz GMRS 17 462.6000 MHz GMRS 18 462.6250 MHz GMRS 19 462.6500 MHz GMRS 20 462.6750 MHz GMRS 21 462.7000 MHz GMRS 22 462.7250 MHz GMRS

29

2.6. MATRIKS KEYPAD

Konfigurasi matriks keypad terdiri dari tombol-tombol yang tersusun atas

baris dan kolom. Rangkaian matriks keypad sederhana dapat dilihat pada gambar

2.14.

2 3

4 5 6

7

1

8 9

* 0 #

B2

B3

B4

K1 K2 K3

B1

Gambar 2.14. Rangkaian Matriks Keypad

Penggunaan matriks keypad bertujuan untuk menghemat jumlah port yang

digunakan pada mikrokontroler. Pada gambar 2.14 adalah matriks keypad 4 x 3 yang

artinya terdiri dari 4 baris dan 3 kolom. Matriks keypad ini tersusun dari 12 tombol,

apabila tidak menggunakan konfigurasi matriks keypad maka dibutuhkan 12 port

sedangkan dengan matriks keypad hanya menggunakan 7 port.

Pengecekan pada matriks keypad adalah dengan sistem pengecekan secara

berurutan (scanning). Sebagai contoh apabila ingin mengecek angka 1, maka terlebih

dahulu baris B1 diberi logika ‘0’, lalu dilakukan pengecekan tiap kolom. Apabila

baris K1 = ‘0’ artinya tombol 1 sedang ditekan. Pengecekan ini juga berlaku untuk

tombol yang lainnya dengan pengecekan baris dan kolom secara bergantian.

2.7. TRANSISTOR SEBAGAI SAKLAR

Transistor dalam aplikasi elektronika dapat digunakan sebagai saklar.

Transistor mempunyai 3 daerah kerja yang berbeda, yaitu daerah aktif, daerah cut-off

30

dan daerah saturasi.

VB

12

Q1

3

2

1

VCC

RC

RB

Gambar 2.15. Konfigurasi Common Emitter Transistor

Pada daerah aktif, besar arus basis menentukan besar arus kolektor. Besar

arus kolektor sebanding dengan besar arus basis dikali dengan besar β atau dapat

dikatakan harga β adalah perbandingan antara arus kolektor dan arus basis. Pada

daerah ini, kolektor diberi prasikap balik (reverse bias) dan emitor diberi prasikap

maju (forward bias). Nilai β dapat diperoleh dari persamaan (2.5) dibawah ini :

B

C

II

=β ................................................................................ (2.5)

BC II ×= β ………………………………………….....……... (2.6)

Pada umumnya saklar transistor menggunakan konfigurasi common emitter

seperti ditunjukkan pada gambar 2.15. Saat transistor berada pada kondisi jenuh

(saturasi), tegangan kolektor-emitor (VCE) mendekati nol dan menyebabkan arus

kolektor mengalir dari kolektor ke emitor, kondisi ini dianalogikan seperti saklar

dalam keadaan tertutup atau on. Pada kondisi menyumbat (cut-off) VCE mendekati

tegangan suplai (VCC), sehingga IC tidak dapat mengalir dari kolektor ke emitor,

kondisi ini dianalogikan seperti saklar yang terbuka atau off[9].

31

0. =−− BBBEB RIVV

Nilai resistor basis (RB) dan resistor kolektor (RC) dapat dapat dihitung

dengan menggunakan hukum kirchoff tegangan sebagai berikut :

B

BEBB I

VVR −= …………………………………………….....………….. (2.7)

0. =−− CECCCC VRIV

C

CECCC I

VVR

−= ……………………………………………….....……… (2.8)

BAB III

PERANCANGAN

Komunikasi data menjadi suatu kebutuhan yang mendasar. Pada masa ini di

seluruh bidang kehidupan sangat memerlukan pertukaran data yang cepat dan akurat.

Salah satu contohnya adalah pengiriman data menggunakan walkie talkie berupa data

voice. Untuk menambahkan nilai guna walkie talkie, maka pada Tugas Akhir ini

akan ditambahkan suatu sistem pengiriman data melalui walkie talkie yang berupa

pesan singkat (SMS).

Adapun diagram blok sistem yang direalisasikan adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem

Berdasarkan diagram blok sistem diatas, terdapat 2 buah perangkat walkie

talkie yang telah diberikan suatu kode/identitas yang terprogram pada mikrokontroler

AT89S52. Dimana walkie talkie yang satu diberikan identitas sebagai walkie talkie A

dan yang lainnya diberikan identitas sebagai walkie talkie B. Selain itu,

mikrokontroler AT89S52 akan mengatur kerja dari PTT-circuit, keypad dan LCD.

Prinsip kerjanya adalah ketika walkie talkie A akan mengirimkan pesan kepada

walkie talkie B, maka sebelumnya pada walkie talkie A sistem akan bekerja. Pertama

Keypad

Modulator FSK AT89S52

LCD

Demodulator FSK

Demodulator FSK

Modulator FSK

AT89S52

LCD

Keypad

A B PTT-circuit PTT-circuit

32

33

akan dituliskan pesan yang ingin dikirimkan melalui keypad dan ditampilkan pada

LCD. Data-data yang berasal dari mikrokontroler ini berupa bit-bit digital (data

biner). Setelah pesan ditulis maka akan dikirimkan juga kode tujuan walkie talkie

yang ingin dituju (identitas walkie talkie B). Sehingga pada pengiriman data-data ini,

pada bagian awalnya akan didahului oleh data kode pengirim dan data kode tujuan

yang dituju, dan diakhiri dengan end data. Adapun format datanya adalah sebagai

berikut :

Gambar 3.2. Format Data Sistem Pengiriman dan Penerimaan Pesan

Data-data yang berupa bit-bit digital ini kemudian akan diubah menjadi frekuensi-

frekuensi dengan nilai tertentu oleh modulator agar bisa ditransmisikan oleh walkie

talkie. Proses perubahan bit-bit digital ini menjadi frekuensi-frekuensi dengan nilai

tertentu disebut proses modulasi.

Pada bagian receiver (walkie talkie B), frekuensi-frekuensi tersebut akan

diubah kembali menjadi bit-bit digital oleh demodulator yang disebut proses

demodulasi. Kemudian bit-bit digital ini akan diolah oleh mikrokontroler. Pertama

mikrokontroler akan mencocokkan data awal (yang berperan sebagai kode tujuan)

apakah sesuai dengan identitas walkie talkie B, jika tidak sesuai maka mikrokontroler

tidak akan mengolah data-data tersebut sehingga data yang dikirimkan tidak akan

terbaca. Jika sesuai maka mikrokontroler akan memproses data-data tersebut untuk

ditampilkan pada LCD agar dapat dibaca.

34

3.1. PERANCANGAN PERANGKAT KERAS (HARDWARE)

Perangkat keras terdiri dari walkie talkie, modem, mikrokontroler, LCD dan

matriks keypad 4x3. Baik pengirim maupun penerima memiliki semua perangkat

keras ini. Untuk lebih jelasnya pada bagian ini akan dijelaskan mengenai

perancangan-perancangan tersebut.

3.1.1 WALKIE TALKIE

Pada perancangan, walkie talkie digunakan sebagai media pentransmisi. Ada

empat bagian dari walkie talkie yang diperlukan untuk dihubungkan pada rangkaian

modem dan mikrokontroler AT89S52 antara lain :

1. Speaker (bagian +) berfungsi sebagai saluran penerimaan data.

2. Microphone (bagian +) berfungsi sebagai saluran pengiriman data.

3. PTT berfungsi sebagai akses untuk mengirim data.

4. GND walkie talkie dengan GND supply pada rangkaian modem dan

mikrokontroler harus dihubungkan.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat jalur koneksi walkie talkie dengan modem dan

mikrokontroler pada gambar 3.3.

1

2

3

4

WT

Gambar 3.3. Jalur Koneksi Walkie Talkie

Speaker

PTT Walkie

Microphone

GND Walkie Talkie

35

3.1.2 MODEM

Seperti yang telah diuraikan, bahwa modulator dan demodulator (modem)

FSK merupakan salah satu faktor utama yang menentukan keberhasilan pada saat

mengirim atau menerima pesan. Karena disinilah data-data yang berupa bit-bit digital

diubah menjadi frekuensi-frekuensi tertentu agar bisa ditransmisikan oleh walkie

talkie. Pada perancangan ini dipakai IC TCM3105NL. TCM3105NL sangat

mendukung komunikasi tersebut karena :

1. Terdiri dari modulator dan demodulator. Jadi menggunakan satu IC modem saja

cukup membantu dan mudah dalam merangkainya.

2. Pada IC ini pentransmisian dilakukan secara half-duplex, yang memiliki

kecepatan yang sama pada pemancar maupun penerima (1200 baud).

3 Untuk mengatur kecepatan data yang akan digunakan cukup hanya mengatur

mode saja yakni pada pin TRS, TXR1, dan TXR2 dimana tergantung jenis

spesifikasi standar yang digunakan, dalam hal ini standar BELL202 dan CCITT

V23 (tabel 2.2).

3.1.2.1 MODULATOR

Karena sistem ini mengirim data serial secara asinkron, maka terlebih dahulu

menentukan kecepatan datanya. Kecepatan data pada pengirim dan penerima harus

sama. Maka diambil kecepatan data sebesar 1200baud dengan pertimbangan sebagai

berikut :

Berdasarkan persamaan 2.2 bahwa baud T1

= sehingga msT 833.01200

1==

Dengan kecepatan 1200baud maka waktu untuk memodulasi 1 bit sebesar 0.833ms.

36

Kemudian diatur mode pada IC TCM3105NL. Standar komunikasi yang

dipakai adalah CCITT V23 dengan kecepatan 1200baud. Pada tabel 2.2 pin TRS,

TXR1 dan TXR2 harus dihubungkan ke ground (low level). Berdasarkan

datasheet[3] juga dibutuhkan komponen-komponen pendukung antara lain :

• XTAL sebesar 4.4336MHz.

• Kapasitor C1, C2 sebesar 30pF dan C3 sebesar 100nF.

• Potensiometer 100kΩ sebagai pembagi tegangan masukan pada pin CDL.

Sehingga perancangan rangkaian modulator dapat dilihat pada gambar 3.4.

Output (Analog)

C3

100nF

C230pF

C130pF

R2100k

13

2

VCC

Input (Digital)

X14.43M

TCM310512345678

161514131211109

VCCCLKCDTRXATRSRXTRXBRXD

OSC2OSC1

TXDTXR1TXR2

TXACDLGND

VCC1

R1

100k

2

3

Gambar 3.4. Perancangan Rangkaian Modulator IC TCM3105NL

Pada datasheet frekuensi clock ( ) yang dipakai adalah harus 16 kali dari

baudrate-nya. Sehingga

clockf

ms8331xfclock .0

16=

Hz68.19207=

Dengan menggunakan crystal external 4.4336MHz akan menghasilkan sebesar

19.11KHz dan mendekati 16 kali dari baudrate-nya. Crystal external ini

clockf

37

dihubungkan ke pin OSC1 dan OSC2. Kapasitor yang diparalelkan berfungsi untuk

menstabilkan -nya. clockf

Seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.3 bahwa pada pin TXA dipasang

potensiometer sebesar 100kΩ sebagai pembagi tegangan yang berasal dari keluaran

pada pin TXA yang kemudian dihubungkan dengan microphone walkie talkie. Pada

datasheet[3] pin CDL memiliki nilai tegangan berkisar 2.8V - 3.9V. Sinyal digital

(pin 14) berupa data masukan sinyal biner (berasal dari mikrokontroler AT89S52).

Sinyal analog (pin 11) merupakan sinyal keluaran yang berasal dari IC

TCM3105NL. Jika masukan dikenai bit “1” maka keluaran berupa sinyal analog

dengan frekuensi 1300Hz, sebaliknya jika masukan dikenai bit “0” maka keluaran

berupa sinyal analog dengan frekuensi 2100Hz. Sehingga sinyal analog tersebut akan

diteruskan ke walkie talkie untuk ditransmisikan.

3.1.2.2 DEMODULATOR

Fungsi demodulator ini adalah untuk memodulasikan kembali data asli yang

telah dimodulasikan pada modulator di pemancar. Maksudnya bahwa pada penerima

harus menanggalkan proses modulasi tersebut guna memperoleh kembali data

digitalnya (data asli). Input merupakan sinyal yang berasal dari walkie talkie

(speaker). Berdasarkan datasheet[3] perancangan pada sistem demodulator sama

dengan modulator. Akan tetapi pada sistem demodulator diperlukan pengaturan bias

distorsi pada pin RXB berkisar 2.3V - 3.1V dengan Vcc = 5V. Perancangan

rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 3.5.

38

C230pF

VCC

Input (Analog)

VCC

R3100k

13

2 R2100k

13

2

TCM310512345678

161514131211109

VCCCLKCDTRXATRSRXTRXBRXD

OSC2OSC1

TXDTXR1TXR2

TXACDLGND

VCC

Output (Digital)

X14.43M

C130pF

Gambar 3.5. Perancangan Rangkaian Demodulator IC TCM3105NL

Pada demodulator ini masih tetap menggunakan standar CCITT V23 dengan

kecepatan 1200baud seperti pada modulator. Berdasarkan persamaan 2.2 diharapkan

dengan kecepatan 1200baud maka rentang waktu yang dibutuhkan setiap bit yang

mewakili suatu data adalah :

Berdasarkan persamaan 2.2 bahwa baud T1

= sehingga msT 833.01200

1==

3.1.3. RANGKAIAN KEYPAD

Keypad yang dipergunakan pada sistem ini hanyalah rangkaian-rangkaian

dari switch-switch yang fungsinya sama seperti saklar biasa. Ada dua blok keypad

yang digunakan pada perancangan ini, yang pertama adalah keypad yang berfungsi

sebagai masukan karakter pesan/teks dan nomor tujuan. Sedangkan rangkaian keypad

yang kedua berfungsi sebagai masukan untuk clear dan enter.

Pada blok keypad pertama ini digunakan matriks keypad 4 x 3 yang artinya

tersusun atas 4 baris dan 3 kolom. Keypad ini dihubungkan dengan port 0 pada

39

mikrokontroler AT89S52, untuk barisnya terhubung dengan jalur P0.0 sampai P0.3.

Sedangkan kolomnya terhubung dengan jalur P0.4 sampai P0.6. Konfigurasi

rangkaian matriks keypad 4 x 3 dapat dilihat pada gambar 3.6.

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTOP3.3/INT1

P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

P0.0/AD0P0.1/AD1 VC

CG

ND

3

9WXYZ

JKL

2

*

4

1

TUV

MNO

0

GHI 5

ABC

7

#

DEF

6

PQRS 8

Gambar 3.6. Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Matriks 4x3

Baris 1 sampai dengan baris 4 (P0.0 s /d P0.3) berfungsi sebagai keluaran

mikrokontroler, sedangkan kolom 1 sampai dengan kolom 3 (P0.4 s /d P0.6) berfungsi

sebagai masukan pada mikrokontroler. Matriks keypad ini bekerja dengan sistem

scanning tombol satu per satu. Mikrokontroler akan memberikan kondisi “0” kepada

setiap port keluaran (yang terhubung dengan baris pada matriks keypad) secara

bergantian, sehingga apabila ada tombol yang ditekan maka kolom pada tombol

tersebut akan memiliki kondisi “0” pula dan memberikan masukan pada

mikrokontroler.

Adapun kombinasi baris dan kolom matriks keypad yang digunakan dalam

menghasilkan karakter-karakter dapat dilihat pada tabel 3.1.

40

Tabel 3.1. Kombinasi baris dan kolom matriks keypad

KARAKTER P0.0

Baris1

P0.1

Baris 2

P0.2

Baris 3

P0.3

Baris 4

P0.4

Kolom 1

P0.5

Kolom 2

P0.6

Kolom 3

‘.,?”1’ 0 1 1 1 0 1 1

‘abc2ABC’ 0 1 1 1 1 0 1

‘def3DEF’ 0 1 1 1 1 1 0

‘ghi4GHI’ 1 0 1 1 0 1 1

‘jkl5JKL’ 1 0 1 1 1 0 1

‘mno6MNO’ 1 0 1 1 1 1 0

‘pqrs7PQRS’ 1 1 0 1 0 1 1

‘tuv8TUV’ 1 1 0 1 1 0 1

‘wxyz9WXYZ’ 1 1 0 1 1 1 0

‘*+’ 1 1 1 0 0 1 1

‘ 0’ 1 1 1 0 1 0 1

‘#’ 1 1 1 0 1 1 0

Pada blok keypad kedua digunakan sebagai keypad tambahan untuk mengatur

kerja sistem saat melakukan penulisan dan penghapusan karakter yang terhubung

dengan mikrokontroler pada P2.2 dan P2.3. Skema dan pengaturan port dapat dilihat

pada gambar 3.7.

E1 2

C1 2

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTOP3.3/INT1

P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

P0.0/AD0P0.1/AD1 VC

CG

ND

Gambar 3.7. Perancangan Pengaturan Port untuk Keypad Tambahan

Keterangan : C = clear

E = enter

41

3.1.4. RANGKAIAN LCD

LCD yang digunakan harus dihubungkan dengan mikrokontroler, karena

pemberian instruksi LCD dilakukan oleh mikrokontroler. Penulisan data ke register

perintah menggunakan mode 8-bit interface pada AT89S52.

VCC

D5

M1632

RS

VEE D6

VCC

R/W D7

ENB D0

D2D1 K

MODULE LCD

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3736353433

3938

40

32

20

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)

P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTO

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14

P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6

P0.0/AD0P0.1/AD1 VC

C

P3.3/INT1P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.7/AD7

GN

D

D4

VCC

GND D3 A

10k

13

2

VCC

Gambar 3.8. Perancangan Pengaturan Port untuk LCD pada AT89S52

Selain mengatur pin-pin LCD pada AT89S52, LCD tidak akan dapat bekerja

tanpa memberikan catu (tegangan). Untuk itu pin Vcc dan pin Anoda pada LCD

diberikan catu sebesar 5V, sedangkan pin GND dan pin Katoda akan terhubung

dengan ground. Untuk mengatur kontras pada LCD maka pada pin Vee diberi

masukan tegangan yang nilainya dapat diatur dengan memasang potensiometer

sebesar 10kΩ. Karena pada perancangan ini, LCD digunakan sebagai penampil

karakter yang datanya berasal dari mikrokontroler maka pin read/write dapat

langsung dihubungkan dengan ground.

3.1.5. PTT-CIRCUIT

PTT-circuit merupakan rangkaian switch untuk meng-on-off-kan PTT pada

walkie talkie yang pengontrolannya diatur oleh mikrokontroler. Pada perancangan

42

rangkaian switch ini digunakan transistor 2n3904, dan berdasarkan datasheet

diperoleh nilai VCE = 1V, IC = 1mA dan β = 80. Selain itu VB merupakan tegangan

yang berasal dari keluaran mikrokontroler AT89S52 yang terhubung pada jalur P2.7,

dimana pada saat P2.7 berlogika 1 maka besar VB = 5V sehingga dapat dihitung

besar hambatan RC dan RB yang dibutuhkan sebagai berikut :

1. Berdasarkan persamaan 2.5.

AAI

I CB μβ5,12105,12

80101 63 =⋅=⋅== −

−

2. Berdasarkan persamaan 2.7.

Ω=Ω⋅=⋅−

=−

=−

kI

VVR

B

BEBB 34410344105,12

7,05 36

3. Berdasarkan persamaan 2.8.

Karena VCC pada PTT-circuit berasal dari PTT pada walkie talkie maka diketahui

besar tegangan VCC sebesar 3V.

Ω=Ω⋅=⋅−

=−

=−

kI

VVR

C

CECCC 2102101

13 33

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat perancangan rangkaian PTT-circuit yang

terhubung pada mikrokontroler pada gambar 3.9.

U1

AT89S52

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

373635343332

3938

4020

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5 (MOSI)P1.6 (MISO)P1.7 (SCK)

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTOP3.3/INT1

P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

P0.0/AD0P0.1/AD1 V

CC

GN

D

PTT-Walkie Talkie

RB

344k

RC2k

Q12N3904

3

2

1

Gambar 3.9. Perancangan Pengaturan Port untuk PTT-circuit

43

3.1.6. MIKROKONTROLER AT89S52

Mikrokontroler dibutuhkan untuk mengolah data masukan yang berasal dari

keypad, menampilkan karakter di LCD, dan mengirim atau menerima data melalui

komunikasi serial yang keseluruhan proses kerjanya dijalankan dengan

menggunakan perangkat lunak yang akan dibahas pada bagian perancangan

perangkat lunak.

Selain Perancangan koneksi-koneksi mikrokontroler dengan perangkat yang

lain (modem, keypad, LCD, PTT-circuit dan walkie talkie), juga dijelaskan

perancangan mikrokontroler. Mikrokontroler membutuhkan adanya osilator untuk

menghasilkan sinyal detak.

Rangkaian Osilator

Rangkaian osilator menggunakan on-chip oscillator yang membutuhkan

sebuah kristal pembangkit frekuensi dan 2 buah kapasitor eksternal yang ditunjukkan

pada gambar 3.10. Pada perancangan ini digunakan (X1) 11.0592 MHz dengan

alasan mudah didapat dan menghasilkan error minimal untuk komunikasi dengan

baudrate 1200bps. Kapasitor yang digunakan (C1 dan C2) berkapasitansi 30 pF.

30pF

XTAL 2

30pF

XTAL 1

X111.0592MHz

Gambar 3.10. Perancangan Rangkaian Osilator

44

3.2. PERANCANGAN PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE)

Mikrokontroler dapat bekerja bila dimasukkan instruksi-instruksi yang

diprogramkan. Program dalam perancangan ini terdiri dari bagian program utama

dan program sub-rutin. Program utama adalah program rutin yang mencakup seluruh

kerja dari program. Pada gambar 3.11 dapat dilihat flowchart program utama dari

sistem pengiriman maupun penerimaan SMS menggunakan walkie talkie.

Gambar 3.11. Flowchart Program Secara Umum

Pada gambar 3.11 ditunjukkan bahwa pada awal pemograman terlebih dahulu

akan dilakukan penginisialisasian. Inisialisasi ini dilakukan dengan tujuan untuk

45

mengaktifkan interupsi-interupsi antara lain :

1. Timer

Timer digunakan untuk mengatur waktu jeda antar tombol dan baudrate pada

sistem pengiriman dan penerimaan data. Pada perancangan diinginkan baudrate

sebesar 1200bps dengan menggunakan timer 1, sehingga dengan menggunakan

rumus perhitungan baudrate pada tabel 2.5 diperoleh :

×=3221200

0

laju limpahan timer 1

Laju limpahan timer 1 400.38120032 =×= kali/detik

Dengan menggunakan kristal 11.0592MHz maka timer 1 didetak dengan laju

921,6kHz. Karena timer harus melimpah dengan laju 38.400 kali perdetik, maka

limpahan akan terjadi tiap 244,386,921= detak. Karena merupakan pencacah naik

dan limpahan terjadi pada saat transisi FFH ke 00H maka nilai awalnya adalah 24

kurang dari nol (-24 atau E8H) yang merupakan nilai isi ulang pada TH1[5].

2. Port Serial

Sistem komunikasi yang digunakan pada perancangan adalah menggunakan

komunikasi serial. Untuk itu dalam pemrograman akan dilakukan pengaktifan

interupsi serial. Adapun perancangan flowchart pada interupsi serial dapat dilihat

pada gambar 3.12. Pada perancangan flowchart tersebut, interupsi serial akan

selalu mengecek apakah ada data yang masuk (RI = 1) ataupun apakah ada data

yang dikirimkan (TI = 1). Jika ada data yang masuk maka akan dijalankan

perintah terima data. Namun jika tidak ada pada interupsi serial dapat dijalankan

perintah kirim data dengan mengisikan TI = 1 pada sub-rutin tulis pesan sebagai

46

tanda akan melakukan pengiriman pesan. Pada proses terima data RI = 1 sebagai

tanda adanya data yang diterima pada SBUF. Kemudian RI akan dinolkan

kembali agar dapat menerima data berikutnya. Dilakukan juga pengecekan

apakah sebelumnya ada pesan yang diterima (flag = 1) yang belum diproses pada

pesan masuk jika ada maka pesan baru yang masuk akan ditolak. Namun jika

tidak ada maka akan dilanjutkan proses terima data dengan memindahkan data di

SBUF ke Accumulator, selanjutnya data di Accumulator akan disimpan di RAM.

Dilakukan pengecekan pada Accumulator apakah nilai Acc = 0, jika belum

Accumulator akan menerima data selanjutnya di SBUF dan menyimpannya di

RAM sampai Acc = 0 yang menandakan bahwa data yang diterima telah habis.

Selanjutnya, apabila interupsi serial digunakan pada pengiriman data, maka

pada proses pengiriman pesan TI akan diset 1 sebagai tanda adanya pengiriman

data kemudian pada interupsi serial TI akan dinolkan kembali dengan tujuan siap

melakukan pengiriman data berikutnya. Selanjutnya data di Accumulator

dipindahkan ke SBUF, ketika data pada Accumulator telah dipindahkan pada

SBUF maka TI akan bernilai 1 dengan sendirinya dan kemudian TI akan

dinolkan kembali agar bisa melakukan pengiriman lagi. Pada proses pengiriman

akan selalu diakhiri dengan pengiriman satu byte end data yang berfungsi untuk

menunjukkan akhir dari paket data/pesan.

47

Gambar 3.12. Perancangan Flowchart Interupsi Serial

3. Inisialisasi LCD

Inisialisasi diperlukan agar LCD dapat bekerja sesuai dengan yang telah

diprogramkan untuk dapat menampilkan karakter/pesan yang dibuat. Proses

inisialisasi terdiri dari empat instruksi yaitu function set, display on/off control,

entry mode set, dan display clear.

Awal proses inisialisasi adalah dengan memberikan logika rendah pada port RS

(Register Select) dan R/W (Read/Write) kemudian memberikan instruksi tentang

panjang data yang digunakan. Instruksi ini disebut function set yang bertujuan

agar LCD mengetahui batas instruksi yang dikirimkan berikutnya. Pada

perancangan ini digunakan panjang data sebesar 8-bit dengan cara memberikan

data 3FH pada LCD. Kemudian LCD diberikan instruksi display on/off control

yang berfungsi mengaktifkan display dan cursor dengan memberikan data 0EH

pada LCD. Selanjutnya LCD diberikan instruksi entry mode set yang berfungsi

48

untuk pergerakan cursor, data 04H untuk geser kiri dan 06H untuk geser kanan.

Instruksi berikutnya adalah display clear yang berfungsi untuk menghapus

display dan mengembalikan cursor ke posisi awal dengan memberikan data 01H

pada LCD. Setelah inisialisasi dilakukan berikutnya adalah menampilkan

karakter ke LCD. Untuk menampilkan karakter terlebih dahulu RS diberi logika

tinggi (RS = “1”) dan R/W diberi logika rendah (R/W = “0”). Pengiriman

instruksi yang terakhir adalah nilai data karakter yang akan ditampilkan.

Perancangan flowchart tampilan LCD dapat dilihat pada gambar 3.13.

Gambar 3.13. Perancangan Flowchart Tampilan LCD

Setelah penginisialisasian dilakukan maka pada alamat kunci (key address) diisikan

nilai tertentu yang digunakan sebagai kode walkie talkie. Karena sistem akan selalu

berada pada kondisi menerima pesan maka PTT akan di-off-kan sebelum terjadi

proses pengiriman. Flag = 0 sebagai tanda tidak adanya paket data. Pada layar LCD

akan ditampilkan tulisan, lalu akan diadakan pengecekan apakah ada paket data yang

datang, jika ada maka akan menjalankan subrutin pesan masuk. Namun jika tidak ada

49