Post on 07-Feb-2021
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