PENGONTROL LAYAR PROYEKSI DENGAN MENGGUNAKAN PC DAN BLUETOOTH

SKRIPSI

Oleh : STEVANUS MANIK 5103005006

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2009

PENGONTROL LAYAR PROYEKSI DENGAN MENGGUNAKAN PC DAN BLUETOOTH SKRIPSIDiajukan kepada Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro

Oleh : STEVANUS MANIK 5103005006

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK WIDYA MANDALA SURABAYA 2009

i

LEMBAR PENGESAHANSkripsi dengan judul PENGONTROL LAYAR PROYEKSI DENGAN MENGGUNAKAN PC DAN BLUETOOTH yang disusun oleh mahasiswa: Nama : Stevanus Manik Nomor Pokok : 5103005006 Tanggal ujian : 14 Januari 2009 Dinyatakan telah memenuhi sebagian persyaratan kurikulum Jurusan Teknik Elektro guna memperoleh gelar Sarjana Teknik bidang Teknik Elektro. Surabaya, 14 Januari 2008 Pembimbing I, Pembimbing II,

Hartono Pranjoto, Ph.D NIK. 511.94.0218 Dewan Penguji, Ketua,

Antonius wibowo, ST, MT NIK. 511.02.0546

Sekretaris,

Andrew Joewono, ST.,MT. NIK. 511.97.0291 Anggota,

Hartono Pranjoto, Ph.D NIK. 511.94.0218 Anggota,

Drs. Peter R.Angka, M.Kom NIK. 511.88.0136

Ferry A. V. Toar, ST, MT NIK. 511.97.0272

Mengetahui / menyetujui, Dekan Fakultas Teknik, Ketua Jurusan Teknik Elektro,

Ir. Yohanes Sudaryanto, MT. NIK. 521.89.0151

Ferry A. V. Toar, ST, MT NIK. 511.97.0272

ii

KATA PENGANTARPuji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala berkat dan anugrahNya sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk memeproleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Teknik Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya. Atas segala bantuan, bimbingan, saran, dan dukungan yang telah diberikan dalam penyusunan skripsi ini. Maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Bapak Hartono Pranjoto selaku dosen pembimbing I dalam skripsi ini yang memberikan ide awal kepada penulis serta pula banyak memberikan masukan dan saran. 2. Bapak Antonius Wibowo selaku dosen pembimbing II dalam skripsi ini yang telah banyak meluangkan waktu serta memberikan masukan dan saran yang membangun untuk menghadapi setiap permasalahan penulis. 3. Ibu Lanny Agustin, selaku kepala Laboratorium Mikroprosesor Jurusan Teknik Elektro Universitas Katolik Widya Mandala, tempat penulis mengerjakan alat dan memberikan dorongan semangat. 4. Bapak Andrew, selaku Sekertaris Jurusan yang juga memberi saran dalam pembuatan skripsi ini. 5. Keluarga saya, yang telah banyak memberikan dukungan baik materi,moral maupun doa sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Seluruh teman-teman seperjuangan di Jurusan Teknik Elektro, Yohanes Chandra Waju, serta Golongan X4, Ko Hendrik yang terus memberikan dorongan dan bantuan untuk penyelesaian skripsi ini. Mengingat ada pepatah tak ada gading yang tak retak, maka penulis memohon maaf sebesar-besarnya apabila terjadi kesalahan dalam penulisan buku skripsi ini. Surabaya, 2 Desember 2008

Penulis

iii

ABSTRAKDalam skripsi ini akan dibuat suatu alat yang berjudul PENGONTROL LAYAR PROYEKSI DENGAN MENGGUNAKAN PC DAN BLUETOOTH. Alat ini akan digunakan sebagai bagian dari kit presentasi untuk menaikan dan menurunkan layar proyeksi secara otomatis. Pengontrolan akan dilakukan dengan menggunakan piranti bluetooth yang terpasang pada PC (baik dengan dongle ataupun built-in) dan pada perangkat layar proyeksi. Sistem ini memiliki keunggulan karena dapat dikontrol secara manual dengan menggunakan tombol NAIK dan TURUN seandainya sistem yang menggunakan bluetooth tidak berfungsi.. Teknologi bluetooth dipergunakan untuk kebutuhan ini karena sistem komunikasi data ini sudah menjadi standar dan banyak dipergunakan pada sistem komputer untuk komunikasi nirkabel, mempunyai jangkauan area komunikasi yang lebih luas jika dibandingkan dengan pendahulunya misalnya infrared, serta memungkinkan untuk melakukan komunikasi tanpa harus face to face seperti halnya pada infrared. Sistem bluetooth ini sudah menjadi komponen standar pada komputer jinjing (notebook) karena merupakan sistem komunikasi wireless sehingga praktis sekali dan memfasilitasi mobilitas presenter dengan notebooknya dan dapat diperoleh dengan mudah dan ekonomis pada komputer desktop. Alasan lain dipergunakannya Bluetooth ini adalah komunikasi data dengan menggunakan Bluetooth ini bersifat personal, maksudnya komunikasi yang telah terjalin antara 2 peralatan Bluetooth tidak dapat dipengaruhi / diganggu oleh peralatan Bluetooth yang lainnya. Pengontrolan layar dilakukan dengan menggunakan sistem mikroprosesor yang telah dilengkapi dengan piranti bluetooth lewat komunikasi serial RS-232. Pada sistem mikroprosesor juga dilengkapi dengan piranti pendeteksi arus untuk memastikan bahwa motor penggerak layar berfungsi dengan baik atau tidak dan dapat mengirimkan kondisi tersebut kepada komputer pengontrol lewat komunikasi bluetooth yang sama. Sistem ini juga dilengkapi dengan sensor untuk mendeteksi bahwa layar proyeksi telah turun dengan penuh dan juga telah naik dengan penuh. Sensor ini digunakan sehingga pengguna layar tidak perlu memeriksa apakah layar proyeksi dapat dipergunakan dengan baik. Komunikasi bluetooth selain dipergunakan untuk memberikan perintah dari komputer ke mikroprosesor, juga difungsikan untuk komunikasi status sistem layar (mikroprosesor, layar, dan motor penggerak) dengan PC pengontrol sehingga pemakai dapat mengetahui status perangkat tersebut secara detail. Sistem menggunakan PC dengan sistem operasi Windows XP sebagai perangkat yang akan digunakan pengguna sebagai pengontrol. Sementara pada panel kontrol terdiri dari AVR Microcontroller dari keluarga AT90S2313 sebagai pengolah data yang diterima dari PC. Perangkat bluetooth yang dipergunakan pada sisi mikrokontroler adalah EmbeddedBlue Transceiver AppMod EB 500. Kata kunci: Motor, PC, AVR Microcontroller, Bluetooth, EmbeddedBlue Transceiver.

iv

ABSTRACTIn this tesis will be made an appliance titled "CONTROLLED SLIDE PROJECTOR WITH PC AND BLUETOOTH". This Appliance will be used as the part of presentation kit for turn up and turn down slide projector automatically. Control will be conducted by using bluetooth attached by PC (with dongle and or built-in) and slide projection. The excellence of this system is it can be controlled manually by using knob GO UP and GO DOWN if bluetooth system do not function properly.. Bluetooth technology utilized for this requirement because this data communications system have become standard and utilized by many computer system for wireless communications, having broader communications area reach in comparison with its ancestor for example infrared, and also enable to conduct communications without having face to face as does at infrared communication. This Bluetooth system have become standard component at notebook because representing practical wireless communications system so that more practice and facility mobile presenter and can be obtained easily and economic at desktop one. Other reason utilizing of this Bluetooth is data communications by using this Bluetooth have the character of personal, its intention communications which have intertwined between 2 Bluetooth equipments cannot influence / to be bothered by other Bluetooth equipments. Control of slide is conducted by using microprocessor system which have been provided with bluetooth apparatus pass RS-232 serial communications. At microprocessor system is also provided with current detection apparatus to ensure that the system is working properly and can communicate system status (microprocessor, slide and motor). This system is also provided with censor to detect that slide have gone down fully or gone up fully. This censor can be used, so that presenter dont need to check if the slide projector used properly or not. Bluetooth communication unless used for sending command from computer to microprocessor, also used for communicate status system with PC so that user can know the status of the system detailed. This System used PC with Windows XP operating system, for application that can be used by user for controller. By the side, the control panel is composed of AVR Microcontroller from AT90S2313 family for processing data receive by the PC. Bluetooth application that used in side with the microcontroller is EmbeddedBlue Transceiver AppMod EB 500.Keywords : Motor, PC, AVR Microcontroller, Bluetooth, EmbeddedBlue Transceiver.

v

DAFTAR ISIHalaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................... KATA PENGANTAR .................................................................................. ABSTRAK ................................................................................................... ABSTRACT ................................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................... DAFTAR GAMBAR ................................................................................... DAFTAR TABEL ........................................................................................ BAB I PENDAHULUAN ...................................................................... i ii iii iv v vi viii xi 1 1 1 3 3 4 4 6 6 9 10 13 14 15 17 19 19 20 21 25 26

1.1. Latar Belakang ........................................................................... 1.2. Perumusan Masalah .................................................................... 1.3. Tujuan ........................................................................................ 1.4. Relevansi .................................................................................... 1.5. Metodologi Perancangan ............................................................ 1.6. Sistematika Penulisan ................................................................ BAB II TEORI PENUNJANG ..............................................................

2.1. Mikrokontroler ATTINY2313 ................................................... 2.2. Optoisolator ............................................................................... 2.3. Transistor ................................................................................... 2.4. Relay ......................................................................................... 2.5. Sensor Photoreflektor ................................................................ 2.6. Motor DC .................................................................................. 2.7. Komunikasi Data Serial ............................................................. 2.8. Komunikasi Data Bluetooth ........................................................ 2.8.1. Sejarah Bluetooth .............................................................. 2.8.2. Network Topology ............................................................ 2.8.3. Bluetooth Protocol Architecture ........................................ 2.8.4. Wireless Technology Advantage and Disanvantage ........ 2.9. Pemrograman Komputer .............................................................

vi

2.10. EMBEDDED BLUE 500 ............................................................ BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ..............................

27 29 29 31 31 35 53 53 60 72 73 74 76 77 77 79 80 81 84 84 85

3.1. Pengantar Perancangan dan Implementasi Alat .......................... 3.2. Perancangan Perangkat Keras ..................................................... 3.2.1. Perancangan Mekanik ...................................................... 3.2.2. Perancangan Elektronik .................................................... 3.3. Perancangan Perangkat Lunak (software).................................... 3.3.1. Perancangan Software pada ATTiny2313 .......................... 3.3.2. Perancangan Software pada PC ......................................... BAB IV PENGUKURAN, PENGUJIAN DAN ANALISIS .....................

4.1. Pengukuran dan Pengujian Rangkaian Sensor Optoreflektor ....... 4.2. Pengukuran Bagian Pengkondisi Sinyal Rangkaian Driver I/O Umum 4.3. Pengukuran Bagian Optoisolator Rangkaian Driver I/O Umum... 4.4. Pengukuran Bagian Pendeteksi Arus Rangkaian Driver I/O Umum .... 4.5. Pengukuran dan Pengujian Rangkaian Driver Motor................... 4.6. Pengukuran dan Pengujian Rangkaian Switch manual................. 4.7. Pengukuran Modul Bluetooth EB500.......................................... 4.8. Pengujian Alat Keseluruhan ........................................................ BAB V 5.1 PENUTUP .................................................................................. Kesimpulan ................................................................................

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. LAMPIRAN I LAMPIRAN II : Rangkaian Elektronik Lengkap : Listing Program Mikrokontroler

LAMPIRAN III : Listing Software PC LAMPIRAN IV : Pengukuran Rangkaian Elektronik Lengkap LAMPIRAN V BIODATA : Listing Program Pengukuran Modul Bluetooth EB500

vii

DAFTAR GAMBARHalaman Gambar 1.1 Gambar 1.2 Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Koneksi antara PC dengan Sistem .................................................... 1 Perancangan Alat ............................................................................. 4 Konfigurasi Pin ATTiny2313 ........................................................... 7 Simbol Optoisolator dan Daftar Pin .................................................. 10 Simbol dan Diagram Transistor PNP ................................................ 11 Simbol dan Diagram Transistor NPN ............................................... 11 Penggunaan Transistor NPN Sebagai switch .................................... 12 Penampang Relay pada Kondisi Mati ............................................... 13 Penampang Relay pada Kondisi Aktif .............................................. 13 Simbol Sensor Photoreflektor dan daftar pin .................................... 15 BagianBagian Dasar Motor DC....................................................... 16

Gambar 2.10 Konstruksi Dasar Motor DC ............................................................. 16 Gambar 2.11 Komunikasi simplex ......................................................................... 18 Gambar 2.12 Komunikasi half duplex ................................................................... 19 Gambar 2.13 Komunikasi full duplex .................................................................... 19 Gambar 2.14 Logo Bluetooth ................................................................................ 20 Gambar 2.15 Ilustrasi terjadinya sebuah Piconet ................................................... 21 Gambar 2.16 Arsitektur Protokol Bluetooth............................................................ 22 Gambar 2.17 Bagan Host Controller Interface ....................................................... 24 Gambar 2.18 Embedded Blue 500 .......................................................................... 27 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Diagram Blok Alat ........................................................................... 29 Mekanik bagian kiri layar tampak samping ...................................... 32 Mekanik bagian kiri layar tampak depan .......................................... 32 Mekanik bagian kanan layar tampak samping .................................. 33 Mekanik bagian kanan layar tampak samping .................................. 33 Mekanik secara keseluruhan ............................................................. 34 Rangkaian Power Supply .................................................................. 36 Schematic Rangkaian Power Supply.................................................. 36 Rangkaian Sensor Optoreflektor ....................................................... 37

viii

Gambar 3.10 Schematic Rangkaian Sensor Optoreflektor ...................................... 38 Gambar 3.11 Schematic Bagian Pengkondisi Sinyal .............................................. 40 Gambar 3.12 Schematic Bagian Indikator Proses.................................................... 41 Gambar 3.13 Schematic Bagian Optoisolator ......................................................... 42 Gambar 3.14 Schematic Bagian Pendeteksi arus .................................................... 44 Gambar 3.15 Schematic Bagian Konektor EB500 .................................................. 44 Gambar 3.16 Rangkaian Driver I/O umum ............................................................ 45 Gambar 3.17 Schematic Rangkaian Driver I/O umum ............................................ 45 Gambar 3.18 Rangkaian Driver Motor .................................................................. 47 Gambar 3.19 Schematic Rangkaian Driver Motor .................................................. 48 Gambar 3.20 Tata Letak Jumper dan Konfigurasi Jumper ..................................... 49 Gambar 3.21 Minimum System Atiny2313 ............................................................. 50 Gambar 3.22 Pemasangan Modul EB500 .............................................................. 51 Gambar 3.23 Rangkaian Switch Manual ................................................................ 52 Gambar 3.24 Rangkaian Schematic Switch Manual ................................................ 53 Gambar 3.25 Flowchart Utama............................................................................... 54 Gambar 3.26 Flowchart Subrutin Receive Password............................................... 55 Gambar 3.27 Flowchart Subrutin Change Password ............................................... 56 Gambar 3.28 Flowchart Subrutin Naik ................................................................... 57 Gambar 3.29 Flowchart Subrutin Turun ................................................................. 58 Gambar 3.30 Flowchart Subrutin Unconnected ...................................................... 59 Gambar 3.31 Tampilan Software pada PC.............................................................. 60 Gambar 3.32 Kotak Dialog atur comport................................................................ 61 Gambar 3.33 Flowchart Tombol atur comport ........................................................ 61 Gambar 3.34 Flowchart Tombol aktif comport....................................................... 62 Gambar 3.35 Flowchart Tombol krm pswd ............................................................ 63 Gambar 3.36 Flowchart Tombol ubh pswd............................................................. 64 Gambar 3.37 Flowchart Tombol layar naik ............................................................ 64 Gambar 3.38 Flowchart Tombol layar turun ........................................................... 65 Gambar 3.39 Flowchart Feedback yang diterima PC.............................................. 66 Gambar 3.40 Tampilan Awal Software pada PC ................................................... 67 Gambar 3.41 Tampilan Kotak Dialog Pengaturan Comport .................................... 67

ix

Gambar 3.42 Tampilan Setelah Port Komunikasi Terhubung ................................. 68 Gambar 3.43 Tampilan Apabila Password Yang Dimasukkan Benar ...................... 68 Gambar 3.44 Tampilan Apabila Password Yang Dimasukkan Salah....................... 69 Gambar 3.45 Tampilan Password Berhasil Diganti................................................. 69 Gambar 3.46 Tampilan Password Gagal Diganti .................................................... 70 Gambar 3.47 Tampilan Setelah Perintah Naik/Turun Berhasil................................ 70 Gambar 3.48 Tampilan Jika Driver Motor Bermasalah........................................... 71 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Bentuk Alat Keseluruhan ................................................................. 73 Pengukuran Rangkaian Sensor Optoreflektor ................................... 74 Pengukuran Bagian Pengkondisi Sinyal ........................................... 75 Pengukuran Bagian Optoisolator ...................................................... 76 Pengukuran Bagian Pendeteksi Arus ................................................ 77 Pengukuran Rangkaian Driver Motor................................................ 78 Pengukuran Rangkaian Switch manual .............................................. 79 Pengukuran EB500 ........................................................................... 80 Hasil Pengukuran Modul Bluetooth EB500 ....................................... 81

x

DAFTAR TABELHalaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 2.6 Tabel 2.7 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Fungsi Khusus masing masing kaki Port A .................................... 8 Fungsi Khusus masing masing kaki Port B .................................... 8 Fungsi Khusus masing masing kaki Port D .................................... 9 Kelas Bluetooth Radio....................................................................... 22 Keutungan Dan Kerugian Teknologi Wireless................................... 26 Spesifikasi Embedded Blue 500......................................................... 28 Konfigurasi pin out EB500................................................................ 28 Perintah mikrokontroler ke bagian optoisolator ................................ 42 Konfigurasi Hubungan Antara Mikrokontroler Dengan EB500 ........ 51 Hasil Pengukuran Rangkaian Sensor Optoisolator ............................ 74 Hasil Pengukuran Bagian Pengkondisi Sinyal .................................. 75 Hasil Pengukuran Bagian Optoisolator.............................................. 76 Hasil Pengukuran Bagian Pendeteksi Arus ....................................... 77 Hasil Pengukuran Rangkaian Driver Motor....................................... 78 Hasil Pengukuran Rangkaian Switch manual ..................................... 79 Hasil Pengujian Alat Keseluruhan dengan Bluetooth......................... 82 Hasil Pengujian Alat Keseluruhan dengan Switch Manual ................. 82

xi

BAB I PENDAHULUANDalam bab ini akan dijelaskan tentang latar belakang, perumusan masalah, dan tujuan tentang pembuatan skripsi ini. Selain itu juga akan dibahas mengenai metodologi perancangan alat dan sistematika penulisan dalam pembuatan buku ini.

1.1

Latar Belakang Kemudahan dan fungsionalitas adalah salah satu tujuan yang ingin dicapai dari

penciptaan sebuah perangkat baru yang akan digunakan untuk menggantikan fungsi dari sebuah perangkat yang telah ada. Kemudahan berkaitan erat dengan penggunaan dari sebuah perangkat yang akan menuju pada kenyamanan dari pengguna dalam menggunakan perangkat tersebut. Sementara fungsionalitas berkaitan erat dengan fungsi dari dari perangkat tersebut, apakah perangkat tersebut dapat bekerja sesuai dengan maksud dan tujuan dari pengguna. Saat ini masih ditemui banyak orang yang merasa repot jika meggunakan alat alat presentasi sebab mereka menggunakan peralatan yang seadanya dan belum terintegrasi. Untuk menjawab permasalahan tersebut maka dibuatlah sebuah perangkat pengontrol layar proyeksi yang memungkinkan pengguna untuk mengontrol layar proyeksi melalui PC secara wireless dengan bluetooth. Untuk menaikkan atau menurunkan layar proyeksi maka pengguna cukup menekan tombol Up dan Down pada layar PC dengan menggunakan software yang telah dibuat. 1.2 Perumusan Masalah

Gambar 1.1 Koneksi antara PC dengan Sistem Gambar 1.1 tersebut menunjukkan koneksi antara PC dengan sistem pengontrol layar yang akan dibuat, PC digunakan sebagai sarana bagi user untuk mengirimkan

1

2

perintah yang dikehendaki ke sistem pengontrol layar secara wireless dengan bluetooth, bentuk perintah yang dikirimkan dapat berupa perintah untuk menaikkan/menurunkan layar proyeksi, mengganti password,dsb. Setelah perintah tersebut dikirimkan maka sistem pengontrol layar akan menganalisa perintah yang diterima, jika perintah tersebut dapat dijalankan maka sistem pengontrol layar akan menjalankan perintah tersebut, sebaliknya jika perintah yang diberikan tersebut oleh karena suatu hal, tidak memungkinkan untuk dijalankan maka sistem akan memberikan feedback kepada user secara wireless dengan memanfaatkan komunikasi bluetooth pula. Contoh sederhana dari hal ini misalnya jika user mengirimkan perintah menaikkan/menurunkan layar proyeksi, maka setelah sistem menerima perintah tersebut, sistem akan terlebih dahulu mengecek kondisi driver motor, jika kondisi driver motor bermasalah/rusak maka sistem akan mengirmkan kembali feedback kepada user yang menyatakan bahwa drver motor bermasalah, namun apabila driver motor dalam keadaan baik, maka sistem akan menjalankan perintah yang dikirimkan oleh user tersebut. Dalam membuat alat tersebut dijumpai permasalahan permasalahan, beberapa permasalahan yang ingin dipecahkan pada pengerjaan alat ini adalah : 1. Merancang sebuah rangkaian yang akan digunakan untuk menggantikan fungsi saklar secara manual dan dapat dikontrol dari jarak jauh. Rangkaian ini selanjutnya akan disebut dengan rangkaian switch otomatis untuk mengendalikan motor dalam menaikkan / menurunkan layar. 2. Merancang sebuah rangkaian yang akan digunakan untuk memberitahukan kondisi status dari alat yang digunakan untuk memudahkan troubleshooting. 3. Merancang software yang akan digunakan pada PC agar pengguna dapat mengirimkan data ke pengontrol layar dengan menggunakan bluetooth yang ada pada PC. 4. Merancang software yang akan digunakan pada microcontroller akan dapat memahami intruksi yang diberikan oleh pengguna dan dapat digunakan untuk mengatur kerja dari rangkaian switch otomatis.

3

5.

Merancang sebuah sistem komunikasi bluetooth sehingga pengiriman data antara pengguna dengan pengontrol layar proyeksi dapat terjadi.

6.

Merancang agar layar proyeksi tetap dapat dikendalikan dengan manual dengan switch jika pengendalian lewat PC tidak berfungsi/rusak

1.3

Tujuan Tujuan umum dari pembuatan pengontrol layar proyeksi ini adalah untuk membuat

peralatan presentasi yang lebih terintegrasi serta memberikan bantuan kemudahan bagi mereka yang melakukan presentasi dalam mengontrol layar proyeksi. Dalam mencapai tujuan tersebut ada beberapa syarat yang harus dapat dipenuhi terlebih dahulu, antara lain : 1. Perancangan software pada PC maupun pada microcontroller yang digunakan agar dapat saling bertukar data. 2. 3. Perancangan tampilan software pada PC yang mudah dipahami oleh pengguna. Perancangan rangkaian switch otomatis yang digunakan pada rangkaian motor untuk menaikkan/ menurunkan layar. 4. Perancangan rangkaian pendeteksi arus untuk dapat mengetahui bagian dari perangkat yang mengalami masalah pada sisi mikrokontroler dan

memberitahukannya kepada pemakai. 5. Layar Proyeksi tetap dapat dinaikkan/diturunkan secara manual seandainya sistem bluetooth ini tidak berfungsi dengan menggunakan rangkaian switch manual. 1.4 Relevansi Skripsi ini diharapkan mampu membantu para presenter (orang yang akan presentasi) agar dapat lebih mudah dan praktis dalam kaitannya dengan mengontrol layar proyeksi sehingga membuat presentasi menjadi lebih nyaman dan tidak ribet.

4

1.5

Metodologi Perancangan Alat

Gambar 1.2 Perancangan Alat Gambar 1.2 memperlihatkan langkah langkah perancangan alat yang akan dibuat, adapun langkah-langkah dalam metodologi perancangan alat tersebut adalah: 1. Studi Literatur Mengumpulkan bahanbahan literatur sebagai penunjang untuk pembuatan sistem ini, seperti mengenai Bluetooth module dan dongle bluetooth, rangkaian pendeteksi arus, magnetic stripe reader, sensor infra red, dsb. 2. Perancangan Alat Meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak berdasarkan blok diagram secara keseluruhan alat yang nantinya untuk mendukung pengoperasian sistem alat berdasarkan studi literature yang didapat. 3. Pengukuran Melakukan serangkaian percobaan guna mengetahui kehandalan sistem. 4. Pembuatan Buku Pembuatan buku yang berisi tentang Sistem Pengontrol Layar Proyeksi dengan menggunakan PC dan Bluetooth.

1.6

Sistematika Penulisan Sistematika dari penulisan skripsi ini terdiri dari lima bab, yaitu: Bab I Pendahuluan: Membahas Latar Belakang, Perumusan Masalah, Tujuan, Relevansi, Metodologi Perancangan Alat, dan Sistematika Penulisan.

1.

5

2.

Bab II Teori Penunjang dan Tinjauan Pustaka: Membahas mengenai dasar teori penunjang dan cara kerja dari berbagai komponen yang dipakai dalam rangkaian yang digunakan dalam perencanaan dan pembuatan alat ini.

3.

Bab III

Metode Perancangan Alat: Membahas tentang perencanaan alat

kemudian dilanjutkan dengan pembuatan alat. Meliputi pembuatan rangkaian mekanik, elektronika dan software yang akan digunakan.. 4. Bab IV Pengukuran dan Pengujian Alat: Pengukuran dan pengujian alat

diperlukan untuk mengetahui fungsi kerja alat apakah sesuai dengan perancangan awal. 5. Bab V Kesimpulan: merupakan Kesimpulan dari kinerja alat setelah melalui

beragam proses pengukuran dan pengujian. 5. Daftar Pustaka dan Lampiran: Berisi referensi referensi yang digunakan dalam pembuatan alat dan penyusunan buku beserta skema lengkap rangkaian, program listing, dan datasheet, serta biodata penulis.

BAB II TEORI PENUNJANGBab ini akan membahas dasar teori penunjang yang digunakan dalam pembuatan alat meliputi dari komponen yang akan digunakan dalam perancangan rangkaian elektronika sampai dengan pembuatan program. Teori penunjang yang membantu penulis untuk memahami prinsip kerja dari komponen elektronika yang digunakan tersebut meliputi teori tentang Mikrokontroler ATTiny2313, Optoisolator, Transistor, Relay, Sensor photoreflektor, Motor DC, Komunikasi data serial, komunikasi data bluetooth, Pemrograman komputer, Embedded Blue 500. Beberapa teori penunjang tersebut akan dijelaskan lebih detail berikut ini. 2.1 MIKROKONTROLER ATTINY23131 Mikrokontroler adalah sebuah mikroprosesor yang dilengkapi dengan fasilitas I/O dan memori (secara umum dapat berupa RAM maupun ROM) serta dikemas dalam suatu chip tunggal. Mikrokontroler ATTiny2313 merupakan bagian dari keluarga meikrokontroler Atmel, yaitu termasuk keluarga AVR. Keluarga ini diawali oleh Intel yang mengenalkan mikrokontroler pada tahun 1980-an. Pada pembuatan sistem ini mikrokontroler yang digunakan adalah mikrokontroler ATTiny2313, sebab

Mikrokontroler tersebut mempunyai fasilitas In-System Programming (ISP), sehingga dapat diprogram melalui port paralel yang terdapat pada PC. Mikrokontroler ATTiny2313 ini merupakan bagian terpenting dari perancangan sistem ini. Beberapa fitur penting dari ATTiny2313 yang menjadikan mikrokontroler tersebut dipergunakan untuk perangkat ini adalah : 2 Kbytes In-System Programming (ISP) Flash memory yang dapat dihapus dan ditulis sampai 10000 kali. Full Duplex USART Konfigurasi pin ATTiny2313 dapat dilihat pada gambar 2.1. Seperti terlihat pada gambar tersebut maka mikrokontroler ini cukup kecil sehingga dapat diimplementasikan dengan mudah dan tidak membutuhkan tempat yang besar pada perangkat layar.1

http://www.atmel/attiny2313.htm (Diakses pada tanggal 17 November 2008)

6

7

Mempunyai 15 pin I/O (Port B dan Port D) yang akan digunakan untuk keperluan sistem yang dibuat oleh penulis, hal ini disebabkan alat yang dibuat tidak membutuhkan pin I/O yang banyak

Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATTiny2313 Gambar 2.1 memperlihatkan konfigurasi pin pin ATTiny2313 yang mana akan digunakan dalam perancangan alat ini, Beberapa hal umum tentang ATTiny2313 : VCC : tegangan supply 5 V DC GND : ground 0 V DC Port A : 3 bit bidirectional I/O dengan internal pull up resistor, mempunyai beberapa fungsi khusus yang akan dijelaskan selanjutnya. Port B : 8 bit bidirectional I/O dengan internal pull up resistor, mempunyai beberapa fungsi khusus yang akan dijelaskan selanjutnya. Port D : 7 bit bidirectional I/O dengan internal pull up resistor, mempunyai beberapa fungsi khusus yang akan dijelaskan selanjutnya.

Tabel 2.1 Fungsi Khusus masing masing kaki Port A

8

Berdasarkan pada tabel 2.1, Port A0 dan Port A1 berfungsi sebagai input kristal osilator untuk menghasilkan pulsa clock pada mikrokontroler agar dapat bekerja dengan baik, sedangkan Port A2 berfungsi sebagai input reset bagi mikrokontroler. Jika Port A2 diberikan tegangan LOW maka mikrokontroler tersebut akan mengalami reset. Sistem ini tidak digunakan Port A sebagai I/O sebaliknya menggunakan fungsi khusus dari Port A.

Tabel 2.2 Fungsi Khusus masing masing kaki Port B

Berdasarkan tabel 2.2, Port B ini mempunyai beberapa fungsi khusus yang penting, yaitu Port B0 dan Port B1 masing masing berfungsi sebagai input positif dan input negatif dari internal analog comparator, Port B2 sampai dengan Port B7 dapat digunakan sebagai input untuk trigger interrupt mikrokontroler, Port B2 sampai dengan Port B4 juga merupakan output dari timer/counter mikrokontroler, selain itu Port B5, B6, dan B7 masing masing diguankan sebagai jalur DI (MOSI), DO(MISO), USCK dalam ISP. Jika Port B digunakan sebagai I/O maka buffer output Port B dapat mengalirkan arus 20 mA sehingga mampu untuk mengendalikan display LED, jika Port B ingin digunakan sebagai input maka internal pull up resistor harus diaktifkan terlebih dahulu.

9

Tabel 2.3 Fungsi Khusus masing masing kaki Port D

Berdasarkan tabel 2.3, Port D mempunyai beberapa fungsi khusus yang penting yaitu Port D0 dan D1 berfungsi sebagai pin TX dan RX yang dipergunakan dalam transmisi data secara serial antara mikrokontroler dengan device yang lain, Port D2 dan Port D3 digunakan sebagai input bagi interupt mikrokontroler, Port D4 dan Port D5 digunakan sebagai input eksternal clock untuk fungsi counter ke mikrokontroler. Jika Port D digunakan sebagai I/O maka buffer output Port D dapat mengalirkan arus 20 mA sehingga mampu untuk mengendalikan display LED, jika Port D ingin digunakan sebagai input maka internal pull up resistor harus diaktifkan terlebih dahulu. 2.2 OPTOISOLATOR2 Optoisolator merupakan komponen elektronika yang terdiri dari sedikitnya satu emitter (pemancar cahaya) yang mengkopel secara optik terhadap satu fotodetektor melalui semacam media terisolasi. Emitter pemancar cahaya dapat berupa sebuah lampu pijar, lampu neon, atau LED (Light Emitting Dioda). Medium isolasi dapat berupa udara, gelas, plastik maupun fiber optik. Detektor dapat berupa photoconductor, photodiode, phototransistor, photo-FET, photodiac, photo-SCR atau rangkaian photodioda amplifier. Pengaturan emiter dan detektor melalui medium terisolasi seperti yang telah diuraikan di atas menunjukkan perpindahan informasi dari satu rangkaian yang mengandung emitter ke rangkaian lain yang mengandung detektor. Pada perancangan alat ini, optoisolator yang digunakan adalah optoisolator yang menggunakan emitter LED infrared dan detektor phototransistor. Optoisolator tersebut2

http://en.wikipedia.org/wiki/Optoisolator (Diakses pada tanggal 20 November 2008)

10

akan digunakan dalam Rangkaian Driver I./O Umum yang bertujuan untuk mengisolasi rangkaian mikrokontroler dengan rangkaian driver motor, hal ini akan dibahas lebih lanjut di Bab III. Cara kerja dari optoisolator ini adalah bila diberi tegangan antara kaki 1 dan 2 secara forward bias, maka emitter akan menyala dan phototransistor akan menerima cahaya infra merah dari LED. Pada saat phototransistor menerima cahaya infra merah maka phototransistor akan berfungsi sebagai saklar penghubung. Optoisolator yang digunakan dalam tugas akhir ini berbentuk Intergrated Circuit (IC) dengan tipe 4N26. IC ini digunakan pada rangkaian pendeteksi untuk memberikan umpan balik pada sistem mengenai kondisi dari beban apakah menyala atau tidak. Simbol dari optoisolator dapat dilihat pada gambar 2.2. Pin 1. LED anode 2. LED cahtode 3. N.C. 4. Emitter 5. Collector 6. Base

Gambar 2.2 Simbol Optoisolator dan Daftar Pin Pada gambar 2.2 terlihat bahwa pada kaki 1 dan 2 adalah kaki kaki dari LED yang akan mengkopel fototransistor yang mana terhubung pada kaki kaki 6,5 dan 4. 2.3. TRANSISTOR3 Transistor adalah serpihan kristal yang terdiri dari kombinasi semi konduktor yang berbeda jenis, berdasarkan jenis yang menyusunnya maka transistor dibedakan menjadi dua macam yaitu tipe PNP dan NPN. Transistor ini akan digunakan dalam rangkaian driver motor yang akan dijelaskan pada Bab III sebagai kunci utama dalam pengendalian gerakan motor penggulung layar Simbol dan diagram dari kedua jenis transistor tersebut dapat dilihat pada gambar 2.3 dan gambar 2.4..3

Malvino, Albert Paul, Ph.D. E.E., Prinsip Prinsip Elektronika, Buku Satu, Salemba Teknika, 2003 (Diakses pada tanggal 22 November 2008)

11

Gambar 2.3 Simbol dan Diagram Transistor PNP

Gambar 2.4 Simbol dan Diagram Transistor NPN Terdapat tiga daerah operasi dari transistor yaitu daerah cut-off, aktif, dan saturasi. Di wilayah cut-off, transistor mati atau arus tidak mencukupi untuk menyalakan dan kedua sambungan memiliki bias mundur (reverse biased). Dalam wilayah aktif arus bekerja stabil meskipun tegangan berubah dan keadaan saturasi merupakan keadaan dimana elektron elektron mengalir (emitor dengan kolektor terhubung). Penggunaan transistor yang paling sering ditemui adalah sebagai sebuah switch. Jika sebuah transistor berada dalam keadaan saturasi, transistor tersebut seperti sebuah switch yang tertutup dari kolektor ke emitor. Jika transistor tersumbat (cut-off), transistor seperti sebuah switch yang terbuka. Tiga daerah yang terdapat dalam transistor adalah : emitor, basis dan kolektor yang dapat dikombinasikan menjadi material tipe NPN atau tipe PNP yang digabung sebagai peralatan tiga terminal. Penggunaan transistor sebagai swtich dapat dilihat pada gambar 2.5 yang memperlihatkan penggunaan dari sebuah transistor NPN sebagai sebuah switch dalam rangkaian elektronika.

12

Gambar 2.5 Penggunaan Transistor NPN Sebagai switch (A). Transistor kondisi on (B). Transistor kondisi off Dalam rangkaian elektronika sinyal input (1 atau 0) biasanya diberikan ke basis transistor, yang menyebabkan sambungan kolektor-emitor menjadi short atau open. Kaidah switching adalah sebagai berikut: Pada transistor NPN, dengan memberikan tegangan positif dari basis ke emitor akan menyebabkan sambungan kolektor-emitor menjadi short (dinamakan turning on). Dengan memberi tegangan negatif atau 0V dari basis ke emitor akan menyebabkan sambungan kolektor-emitor open (dinamakan turning off). Sementara pada transistor PNP, dengan memberikan tegangan negatif dari basis ke emitor, transistor akan ON. Dengan memberikan tegangan positif atau 0V dari basis ke emitor, transistor akan OFF. Resistor RB dan RC digunakan untuk membatasi arus basis dan arus kolektor. Transistor akan ON pada saat tegangan basis lebih positif dibandingkan emitor. Ini menyebabkan sambungan kolektor-emitor menjadi short. Dalam gambar 2.5B sinyal input diubah, menyebabkan sambungan basis-emitor menjadi 0V, dan transistor OFF, sehingga tidak ada arus yang melewati RC, dengan demikian Vout = 5 V (0 A x RC) = 5 V, untuk mendapat harga resistor pada basis digunakan rumus sebagai berikut : Ib =Vbb-0.7/Rb

13

2.4. RELAY4 Relay akan digunakan dalam rangkaian driver motor yang akan dijelaskan pada Bab III, adapun kegunaan relay ini adalah sebagai komponen switching untuk mengendalikan gerakan motor. Relay merupakan komponen elektromagnetik yang dapat mengubah posisi lengan kontak input yang terhubung lengan output_1 pindah ke lengan kontak output_2 dengan memberikan medan elektromagnetik yang dibentuk dari kumparan kawat teraliri tegangan dan arus. Komponen relay terdiri dari : kumparan kawat, inti besi lunak, lengan kontak, penekan, engsel, dan armatur.

Gambar 2.6 Penampang Relay pada Kondisi Mati

Gambar 2.7 Penampang Relay pada Kondisi Aktif

Struktur relay dalam kondisi tidak teraliri arus listrik dapat dilihat pada gambar 2.6. Struktur relay dalam kondisi teraliri arus listrik dapat dilihat pada gambar 2.7. Cara kerja relay berupa kawat kumparan teraliri arus4

http://electronics.howstuffworks.com/relay.htm (Diakses pada tanggal 21 November 2008)

14

listrik akan menimbulkan medan elektromagnetik dan membuat inti besi lunak termagnetisasi akibatnya armatur akan tertarik oleh inti besi (kutub magnet yang sama), armatur akan menggerakkan penekan (penekan memiliki engsel untuk memudahkan pergerakan) untuk mendorong lengan kontak input yang tersambung dengan lengan kontak output_1 ke lengan kontak output_2.Relay mekanik pada umumnya digunakan sebagai interface antara kontrol digital, yang mempunyai level tegangan rendah DC (Direct Current) 5 volt, dengan aplikasi yang dikontrol menggunakan tegangan AC( Alternate Current) 220 volt. 2.5. SENSOR PHOTOREFLEKTOR5 Sensor photoreflektor adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi ada tidaknya halangan, sensor photoreflektor ini pada dasarnya merupakan gabungan antara LED infrared dan phototransistor. LED infrared berfungsi sebagai pemancar cahaya infrared, jika cahaya tersebut memantul pada permukaan benda (ada halangan), maka phototransistor yang berfungsi sebagai penerima cahaya infrared tersebut akan meneruskan aliran arus listrik yang melaluinya (phototransistor saturasi), namun sebaliknya jika cahaya tersebut tidak memantul pada permukaan benda (tidak ada halangan), maka phototransistor tersebut tidak akan meneruskan aliran arus listrik tersebut (phototransistor cut off). Sensor photoreflektor ini akan digunakan pada rangkaian sensor yang mana berfungsi untuk mendeteksi batas atas maupun batas bawah dari layar proyeksi. Penjelasan lebih rinci dari sensor ini akan dibahas pada Bab III. Gambar 2.8 menunjukkan sensor photoreflektor beserta bagian bagiannya

www.innovativeelectronics.com/innovative_electronics/download_files/artikel/AN71.pdf (Diakses pada tanggal 25 november 2008)

5

15

Pin 1. 2. 3. 4. Anode Cathode Collector Emitor

Gambar 2.8 Simbol Sensor Photoreflektor dan daftar pin 2.6. MOTOR DC6 Motor adalah suatu perangkat elektronik yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dalam bentuk gerakan mekanik memutar. Motor arus searah atau Direct Current Motor memerlukan arus listrik searah guna menghasilkan gerakan mekanik berputar. Dalam skripsi ini digunakan motor DC power window dengan tegangan kerja yang diperlukan antara 7V sampai dengan 9V, sedangkan arus kerja yang diperlukan antara 1,5 A sampai dengan 3,8 A. Motor DC memiliki bagian mendasar seperti pada Gambar 2.9, yaitu : 1. Sebuah stator, merupakan kerangka dari motor tersebut. 2. Sebuah rotor, merupakan batang yang berputar beserta komponen yang terhubung dengannya. 3. Komutator, merupakan bagian motor DC yang berfungsi sebagai konektor untuk memasukkan tegangan DC ke motor .

6

http://lancet.mit.edu/motors/motors3.html (Diakses pada tanggal 12 November 2008)

16

Gambar 2.9 BagianBagian Dasar Motor DC Pada skripsi ini digunakan motor DC power window untuk menggerakkan layar proyeksi. Konstruksi sederhana dari motor DC dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10 Konstruksi Dasar Motor DC7 Cara kerja motor DC dimulai ketika catu daya dihubungkan dengan motor, arus dari catu daya akan mengalir menuju armatur melalui komutator (commutator) yang7

http://www.coilwinder.com/motor%20Theory.htm (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

17

terhubung dengan brush (sikat) dan arus akan mengalir kembali ke catu daya. Commutator akan berfungsi menjadi semacam saklar yang mengubah-ubah arah arus yang mengalir dalam commutator. Pada saat kumparan dialiri arus dan diletakkan di antara sepasang magnet permanen maka akan menghasilkan medan magnet yang menyebabkan bagian rotor menjadi berputar, karena adanya gaya tolak-menolak antar kutub sejenis dan gaya tarik-menarik antar kutub tidak sejenis. Selama catu daya masih terhubung dengan motor DC, proses perputaran rotor akan berlangsung secara terus menerus. Pada perancangan alat ini, motor DC akan berfungsi sebagai penggerak layar proyeksi dalam hubungannya dengan menaikkan/menurunkan layar proyeksi. KOMUNIKASI DATA SERIAL8 Komunikasi Data Serial penting untuk dibahas sebab jenis sistem komunikasi ini akan digunakan oleh mikrokontroler dan PC untuk dapat saling berinteraksi dan mengirimkan perintah melalui jalur komunikasi Bluetooth. Sistem komunikasi data serial merupakan sistem komunikasi yang biasa digunakan pada transmisi data jarak jauh. Port serial mengirim dan menerima data per 1 bit, melalui 1 kabel. Sehingga bila dibandingkan dengan port paralel yang mengirim data 8 bit dengan menggunakan 8 kabel bersamaan maka port serial akan membutuhkan waktu 8 kali lebih lama dalam mengirim data 8 bit, tetapi membutuhkan jumlah kabel yang lebih sedikit yaitu minimal 3 kabel ( kabel pengirim, kabel penerima, kabel ground). Kecepatan pengiriman data ditentukan oleh baudrate yaitu jumlah bit yang dikirim tiap detik. Nilai dari baudrate ditentukan dari UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) dan USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter). Terdapat perbedaan dalam mengatur nilai baudrate berdasarkan UART dan USART karena tergantung dari jenis pengiriman datanya. Berdasarkan jenisnya maka dapat dibedakan menjadi dua yaitu : A. Komunikasi serial asynchronous Pada sistem asynchronous, data akan dikirim per karakter, dimana pada setiap karakter akan diawali dengan start bit dan diakhiri dengan stop bit. Dengan metode seperti ini maka penerima (receiver) mengetahui kapan sebuah karakter8

2.7

http://en.wikipedia.org/wiki/serial data (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

18

masuk berdasarkan start bit-nya dan kapan berakhirnya berdasarkan stop bitnya. B. Komunikasi serial synchronous Pada sistem synchronous, data tidak dikirim per karakter melainkan per frame, dimana satu frame terdiri dari beberapa karakter sekaligus. Pada setiap pengiriman frame terdapat karakter karakter khusus yang akan digunakan sebagai penanda batas awal dan batas akhir dari sebuah frame. Komunikasi serial yang dipakai pada sistem bluetooth untuk perancangan alat yang dibuat adalah komunikasi serial asynchronous sebab protokol untuk pengiriman maupun penerimaan datanya sama dengan.protokol komunikasi serial asynchronous yang mana data dikirim setiap 8 bit (per karakter), serta diawali start bit dan diakhiri stop bit. Sementara berdasarkan dari arah komunikasi data, maka komunikasi data serial dibedakan menjadi dua yaitu : A. Sistem simplex Dalam sistem simplex, komunikasi data dilakukan dalam satu arah saja, yaitu dari transmitter ke receiver, oleh karena itu maka hanya dibutuhkan satu jalur transmisi saja. Sistem komunikasi simplex dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Komunikasi simplex B. Sistem duplex Dalam sistem duplex, komunikasi data dilakukan dalam dua arah secara timbal balik. Pada sistem ini maka sebuah perangkat yang ada dapat berfungsi baik sebagai transmitter maupun receiver. Sistem duplex sendir terdiri daru dua macam, yaitu half duplex dan full duplex : 3. Sistem Half Duplex Dalam sistem half duplex, jalur transmisi yang digunakan hanya satu. Karena hanya ada satu jalur transmisi maka pengiriman data harus dilakukan secara bergantian, satu sebagai transmitter dan lainnya sebagai receiver. Adakalanya

19

pada waktu bersamaan kedua perangkat berfungsi sebagai transmitter, bila hal ini terjadi maka akan menimbulkan data collision. Sistem komunikasi half duplex dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 Komunikasi half duplex 4. Sistem Full Duplex Dalam sistem full duplex, jalur transmisi yang digunakan ada dua. Satu digunakan oleh transmitter dan satunya oleh receiver. Sistem komunikasi full duplex dapat dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.13 Komunikasi full duplex Sistem komunikasi Bluetooth yang digunakan pada perancangan alat menggunakan sistem half duplex sebab pengiriman data bluetooth yang berasal dari mikrokontroler menuju ke PC maupun sebaliknya harus dilakukan bergantian serta tidak dapat dilakukan bersamaan dalam waktu yang sama. KOMUNIKASI DATA BLUETOOTH9

2.8

2.8.1 Sejarah Bluetooth Pada tahun 1994, Ericsson Mobile Communications memutuskan untuk mencari kemungkinan menghubungkan komputer dengan telepon genggam. Solusi yang diinginkan adalah sebuah perangkat yang membutuhkan daya kecil, biaya yang murah dan cukup kecil untuk dapat diimplementasikan ke dalam telepon genggam dan aksesoris pendukungnya. Selanjutnya peneliti menemukan kemungkinan bahwa bluetooth dapat digunakan tidak hanya menghubungkan antara komputer dengan telepon genggam tetapi sebagai juga digunakan sebagai standar universal wireless antar perangkat.9

http://electronics.howstuffworks.com/bletooth.htm (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

20

Pada tahun 1998 terbentuklah The Bluetooth Special Interest Group (SIG) yang diprakasai oleh Ericsson bersama dengan IBM, Intel, Nokia dan Toshiba. Saat ini jumlah perusahaan yang menjadi anggota semakin bertambah termasuk di dalamnya Agere, Microsoft dan perusahaan lainnya. Tujuan dari kelompok ini adalah untuk menemukan konsep standar dari teknologi yang digunakan dan agar teknologi ini tidak hanya menjadi hak dari sebuah perusahaan. Pada Juli 1999, hasil pertama yang diterbitkan yaitu first Bluetooth specification (1.0) yang mengandung informasi yang dibutuhkan untuk memastikan agar perangkat bluetooth yang diproduksi oleh perusahaan yang berbeda tetap dapat terhubung. Dan pada saat ini versi bluetooth yang terakhir adalah versi 2.00. Nama bluetooth sendiri berasal dari seorang raja Denmark dan Norwegia yang bernama Harald Bltand ( dimana Bltand berarti Bluetooth dalam bahasa inggris) yang berkuasa pada abad ke-10. Harald Bltand dikenal atas jasanya dalam mempersatukan berbagai macam suku yang ada pada Denmark (termasuk di dalamnya adalah Swedish Scania atau sekarang dikenal sebagai Swedia dimana teknologi Bluetooh diciptakan) dan Norwegia. Logo Bluetooth sendiri berasal dari singkatan nama Harald Bltand yang ditulis dalam bahasa scandivania kuno. Logo dari bluetooth dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14 Logo Bluetooth10 2.8.2 Network Topology Pada saat sebuah perangkat bluetooh berada pada daerah jangkauan dari perangkat bluetooth lainnya maka mereka dapat membentuk sebuah koneksi ad hoc point-point seperti terlihat pada gambar 2.16A atau koneksi point-to-multipoint. Dua atau lebih perangkat yang terhubung dalam sebuah daerah disebut dengan piconet. Beberapa piconet dapat terhubung bersama dalam ad hoc scatternets.

http://allaboutwebinnovations.com/wp-content/uploads/2008/05/bluetooth.jpg (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

10

21

Untuk itulah pada teknologi bluetooth dikenal sebuah istilah Master and Slaves dimana untuk mengontrol lalu lintas komunikasi data pada sebuah piconet. Salah satu perangkat dari perangkat bluetooth yang terhubung menjadi master dan sisanya menjadi slave seperi terlihat pada gambar 2.15B . Pada Bluetooth specification 1.1 dapat terjadi komunikasi secara aktif antara sebuah master sampai dengan tujuh buah slave. Scatternets terbentuk bila master dari sebuah piconet menjadi slave pada piconet lainnya atau dapat pula terjadi bila sebuah slave memiliki dua master seperti pada gambar 2.15C. Dalam sebuah scatternet dapat terdiri sampai dengan 10 buah piconet. Pada gambar 2.15 akan diberikan ilustrasi mengenai hubungan yang terjadi antar perangkat bluetooth.

Gambar 2.15 Ilustrasi terjadinya sebuah Piconet11

2.8.3. Bluetooth Protocol Architecture Bluetooth didefinisikan sebagai sebuah arsitektur protokol berlayer yang mengandung protokol inti, pengganti kabel dan protokol telepon serta protokol adaptasi. Pada gambar 2.16 dapat dilihat arsitektur protokol dari bluetooth.

http://allaboutwebinnovations.com/wp-content/uploads/2008/05/piconet.jpg (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

11

22

Gambar 2.16 Arsitektur Protokol Bluetooth12

Pada bagian selanjutnya akan dibahas lebih lanjut mengenai masing masing blok dari arsitektur protokol yang terlihat pada gambar 2.16.B. Radio Layer paling dasar dari arsitektur bluetooh adalah Bluetooth Radio. Bluetooth beroperasi pada Industrial Scientific and Medical (ISM) band antara 2,40 sampai dengan 2,48 GHz. Terdapat tiga kelas dari transmitter yang dibedakan dari output power dan jangkauan transmisi yang dimiliki. Kelas yang ada dapat dilihat pada tabel 2.4. Tabel 2.4 Kelas Bluetooth Radio Power Class 1 2 3 Max Output Power 100 mW (+20 dBm) 2.5 mW (+4dBm) 1 mW (0 dBm) Min Output Power 1 mW (0 dBm) 0.25 mW (-6 dBm) N/A Range ~ 100 m ~ 10 m ~1m

http://allaboutwebinnovations.com/wp-content/uploads/2008/05/protocol.jpg (Diakses pada tanggal 29 November 2008)

12

23

Bluetooth radio menggunakan modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) dalam melakukan transmisinya. C. Baseband Layer Baseband layer adalah lapisan fisik dan berada di atas Bluetooth radio. Baseband layer menangani masalah channel. Untuk menghindari terjadinya interferensi dari sinyal lain yang berada pada band 2.4 GHz seperti WLAN, Bluetooth menggunakan prinsip frekuensi hopping. Setiap perangkat bluetooth mempunyai alamat hardware yang khusus dan sebuah bluetooth clock. Sebuah algoritma tertentu digunakan untuk menghitung frekuensi hopping yang digunakan berdasarkan pada hardware address dari perangkat yang menjadi master dan clock. Untuk komunikasi duplex, skema Time Division Duplex (TDD) digunakan sebagai sarana pengiriman dan penerimaan data. Di mana pada skema ini perangkat master melakukan transmisi pada slot waktu genap dan perangkat slave melakukan transmisi pada slot waktu ganjil. D. Link Manager Protocol Link Manager berfungsi untuk menjalankan link setup, authentication, link configuration dan aspek lainnya dari hubungan radio antara master dan slave. Selain itu juga berfungsi untuk menemukan link manager lainnya dan melakukan komunikasi dengan menggunakan link manager protocol. E. Host Controller Interface Untuk memastikan hardware yang berbeda dapat saling mendukung maka perangkat bluetooth menggunakan Host Controller Interface (HCI) sebagai tatap muka antara host bluetooth (contohnya komputer) dan Baseband dan Link Manager. HCI dipecah menjadi tiga bagian, dimana setiap bagian memiliki peranan yang berbeda, bagian bagian dari HCI yang dibelah menjadi tiga bagian tersebut adalah HCI firmware, HCI driver dan channel yang berada diantara keduanya. Susunan bagian bagian dari HCI tersebut dapat dilihat pada gambar 2.17.

24

Gambar 2.17 Bagan Host Controller Interface13 Penjelasan untuk masing masing bagian adalah sebagai berikut : A. HCI Firmware HCI Firmware merupakan bagian dari Host Controller 1, memungkinkan HCI command untuk digunakan oleh hardware dengan cara mengakses baseband commands, link manager commands, hardware status registers, control registers dan event registers. B. HCI Driver HCI driver berada pada host. Host menerima pemberitahuan mengenai kejadian HCI pada saat terjadi sesuatu yang kemudian menganalisa kejadian yang terjadi untuk menentukan apa yang terjadi. C. Host Controller Transport Layer Interaksi antara HCI driver dan firmware terjadi melalui host controller transport yang merupakan definisi dari beberapa layer yang ada di antara HCI driver dan firmware.

F. L2CAP The Logical Link Control and Adaption Protocol (L2CAP) adalah lapisan yang berada di atas baseband protocol dan melayani protokol yang di atasnya dengan kemampuan protocol multiplexing dan packet segmentation serta reassembly (SAR). Fungsi SAR diperlukan untuk mendukung protokol yanghttp://allaboutwebinnovations.com/wp-content/uploads/2008/05/interface.jpg (Diakses pada tanggal 29 November 2008)13

25

menggunakan paket data yang lebih besar dari yang dapat didukung oleh baseband. Paket L2CAP yang besar dibagi kedalam beberapa paket baseband yang lebih kecil sebelum dipancarkan dan paket paket tersebut akan disusun kembali setelah diterima menjadi paket L2CAP. G. Sevice Discovery Protocol Sevice Discovery Protocol pada dasarnya berfungsi untuk menyediakan perangkat (tools) yang dibutuhkan oleh sebuah aplikasi untuk memperoleh informasi dari sebuah perangkat bluetooth, layanan bluetooth apa saja yang tersedia dan untuk menentukan karakteristik dari layanan yang tersedia. H. RFCOMM Port serial adalah salah satu dari layanan komunikasi yang sering digunakan. RFCOMM adalah pengganti protokol kabel yang termasuk di dalam spesifikasi bluetooth. RFCOMM melakukan emulasi port serial RS-232 ke dalam protokol L2CAP dan menggantikan fungsi kabel serial. RFCOMM dapat menyediakan sampai dengan 60 port diantara dua perangkat bluetooth. I. Bluetooth Profile Bluetooth profile digunakan untuk memberikan gambaran bagaimana implementasi dari sebuah fungsi dapat dilakukan. Bluetooth profile ditujukan untuk mengurangi masalah yang mungkin timbul dari perbedaan produk yang diproduksi oleh perusahaan yang berbeda. Profile yang dimiliki bluetooth sampai saat ini antara lain, basic imaging, basic printing, cordless telephony, dial-up networking, file transfer, handsfree, headset, serial port, scynchronization.

2.8.4. Wireless technologies Advantage and Disadvantages Bluetooth sebagai salah satu teknologi wireless mempunyai pesaing lainnya yaitu, WLAN (Wireless LAN) atau banyak dikenal sebagai Wi-Fi (Wireless Fidelity) dan infrared yang pada saat ini sering ditemui. Masing masing teknologi memiliki kelebihan dan kekurangan masing masing. Tabel 2.5 berikut membandingkan ketiganya.

26

Tabel 2.5 Keutungan Dan Kerugian Teknologi Wireless Typical Range Line-of-sight Bandwith Interfere Security Wireless LAN Long (