BAB II WIRELESS AIR MOUSE -...

20
5 BAB II WIRELESS AIR MOUSE Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan pada Bab I, tujuan skripsi ini adalah merancang dan merealisasikan wireless air mouse sebagai alat bantu presentasi. Wireless air mouse yang dirancang dapat dioperasikan pada permukaan alas maupun tanpa alas. Untuk memenuhi tujuan tersebut maka perlu dimengerti terlebih dahulu dasar-dasar teori yang berkaitan dengan sistem yang akan dirancang. Pada skripsi ini dirancang mouse komputer menggunakan bluetooth sebagai media penghubung antara PC dan mouse, sehingga tidak lagi membutuhkan media kabel. Untuk mendeteksi percepatan pergerakan yang dialami oleh mouse ketika digerakkan pada permukaan alas, dan mendeteksi kecepatan sudut putar yang dialami oleh mouse ketika berada di udara digunakan sensor inersia. Pada bab ini akan dijelaskan konsep-konsep dan teori mengenai sensor inersia, komunikasi bluetooth, dan beberapa teori lain yang berkaitan dengan perancangan pada skripsi ini. 2.1. Gerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse pada bidang datar akan diterjemahkan ke dalam perubahan koordinat kursor pada PC. Besarnya perubahan koordinat kursor proporsional terhadap perpindahan posisi yang dialami oleh mouse. seperti yang terlihat pada Gambar 2.5. Gambar 2.1 Perubahan posisi mouse dan koordinat kursor pointer mouse

Transcript of BAB II WIRELESS AIR MOUSE -...

Page 1: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

5

BAB II

WIRELESS AIR MOUSE

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan pada Bab I, tujuan

skripsi ini adalah merancang dan merealisasikan wireless air mouse sebagai alat bantu

presentasi. Wireless air mouse yang dirancang dapat dioperasikan pada permukaan alas

maupun tanpa alas. Untuk memenuhi tujuan tersebut maka perlu dimengerti terlebih

dahulu dasar-dasar teori yang berkaitan dengan sistem yang akan dirancang.

Pada skripsi ini dirancang mouse komputer menggunakan bluetooth sebagai

media penghubung antara PC dan mouse, sehingga tidak lagi membutuhkan media

kabel. Untuk mendeteksi percepatan pergerakan yang dialami oleh mouse ketika

digerakkan pada permukaan alas, dan mendeteksi kecepatan sudut putar yang dialami

oleh mouse ketika berada di udara digunakan sensor inersia. Pada bab ini akan

dijelaskan konsep-konsep dan teori mengenai sensor inersia, komunikasi bluetooth, dan

beberapa teori lain yang berkaitan dengan perancangan pada skripsi ini.

2.1. Gerak translasi dan rotasi pada mouse

Setiap gerak translasi mouse pada bidang datar akan diterjemahkan ke dalam

perubahan koordinat kursor pada PC. Besarnya perubahan koordinat kursor

proporsional terhadap perpindahan posisi yang dialami oleh mouse. seperti yang terlihat

pada Gambar 2.5.

Gambar 2.1 Perubahan posisi mouse dan koordinat kursor pointer mouse

Page 2: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

6

Besarnya perubahan koordinat kursor yang diakibatkan oleh perpindahan posisi

mouse dapat dirumuskan ke dalam Persamaan 2.1.

xx SKx

(2.1)

yy SKy

(2.2)

Dengan,

x

= Koordinat kursor pointer arah x

y

= Koordinat kursor pointer arah y

xS

= Perpindahan posisi mouse pada sumbu x

yS

= Perpindahan posisi mouse pada sumbu y

xK dan yK adalah konstanta pengali perubahan posisi mouse sehingga dapat

diterjemahkan menjadi perubahan koordinat kursor pointer mouse. Pada kenyataannya

besarnya nilai xK dan yK dapat bervariasi tergantung dari kebiasaan dan kenyamanan

pengguna dalam menggunakan mouse.

Ketika mouse berada di udara maka setiap perubahan sudut yang terjadi akan

diterjemahkan ke dalam perubahan koordinat pointer mouse.

Gambar 2.2 Perubahan sudut ketika menggerakkan mouse di udara

Page 3: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

7

Persamaan 2.3 dan 2.4 menunjukkan bahwa perubahan sudut pada poros pitch,

akan diterjemahkan sebagai translasi kursor ke arah vertikal, dan perubahan sudut pada

poros yaw akan diterjemahkan sebagai translasi ke arah horisontal, dengan:

xKx

(2.3)

yKy

(2.4)

Dengan,

x

= Perubahan translasi pada sumbu koordinat X

= Perubahan sudut putar pada poros yaw

xK = Sensitivitas kursor mouse pada sumbu koordinat X

y

= Perubahan translasi pada sumbu koordinat Y

= Perubahan sudut putar pada poros pitch

yK = Sensitivitas kursor mouse pada sumbu koordinat X

2.2. Sensor Inersia

Perkembangan teknologi MEMS (Micro Electro Mechanical System) telah

melahirkan sebuah sensor inersia yang mampu mendeteksi dan mengukur percepatan,

kemiringan sudut, goncangan, getaran serta putaran pada beberapa derajat kebebasan

[2]. Pada skripsi ini digunakan dua jenis sensor inersia yaitu sensor akselerometer

sebagai pengukur percepatan serta giroskop sebagai pengukur kecepatan sudut putaran.

Pada sub bab selanjutnya akan dijelaskan mengenai sensor akselerometer dan giroskop

serta beberapa teori lain yang berkaitan.

2.2.1. Akselerometer

Akselerometer merupakan sebuah sensor inersia yang mampu mengukur besar

dan arah dari percepatan sebuah benda yang melekat padanya. Percepatan yang terukur

berupa percepatan statis akibat gaya gravitasi bumi dan percepatan dinamis akibat

pergerakan maupun getaran yang dialami akselerometer [3].

Pada skripsi ini hanya akan dibatasi pada pembahasan gerak translasi dimensi

dua, permodelan akselerometer serta pembahasan tentang sensor akselerometer yang

digunakan dalam perancangan.

Page 4: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

8

2.2.1.1 Permodelan sensor akselerometer

Sensor akselerometer pada dasarnya menggunakan prinsip kerja sistem massa

pegas. Sesuai dengan hukum Hooke yang mengatakan bahwa gaya yang bekerja pada

sebuah pegas sebanding dengan konstanta pegas dan perubahan jarak pegas dari posisi

normalnya [4]. Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah pegas hingga pegas meregang,

maka pegas akan memberikan gaya reaksi sebesar:

xkF (2.5)

Dengan F adalah gaya pegas, k adalah konstanta regangan pegas dan x

perubahan panjang pegas akibat regangan. Berdasarkan hukum Newton ke dua yang

mengatakan bahwa percepatan yang timbul oleh gaya yang bekerja pada suatu benda

besarnya berbanding lurus dengan gaya tersebut dan berbanding terbalik dengan massa

benda[4]. Dalam persamaan matematis dapat ditulis sebagai:

amF (2.6)

Dengan F adalah gaya yang bekerja pada benda, m adalah massa benda dan a

adalah percepatan yang dialami benda tersebut. Gambar 2.1 menunjukkan sebuah massa

yang dihubungkan dengan sebuah pegas yang dipasang pada sebuah sistem yang dapat

bergerak. Jika sistem diberi gaya sebesar F sehingga mengalami percepatan ke arah a ,

gaya tesebut akan menyebabkan pegas meregang atau merapat, sehingga berlaku

persamaan:

xkmaF (2.7)

Gambar 2.3 Sistem massa pegas untuk mengukur percepatan

Page 5: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

9

Dari Persamaan 2.3 diketahui bahwa percepatan a akan menyebabkan benda

bermassa m akan mengalami perpindahan posisi sebesar k

max . Jika perpindahan

posisi benda tersebut diketahui, maka dapat diketahui bahwa percepatan yang dialami

oleh benda sebesar:

m

xka

(2.8)

2.2.1.2 Pengaruh gravitasi terhadap sensor akselerometer

Ketika akselerometer dalam kondisi diam (statis), maka sensor akan mendeteksi

adanya percepatan gravitasi yang bekerja padanya. Hal ini disebabkan setiap benda

yang memiliki massa berada pada jangkauan gravitasi (dalam hal ini adalah bumi) akan

terpengaruh oleh gaya gravitasi bumi yang besarnya dapat dituliskan dalam Persamaan

2.9[5]:

Fg = m g (2.9)

Dengan,

Fg = Gaya berat benda (N)

m = Massa benda (kg)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2)

Gambar 2.4 Sistem massa pegas pada bidang datar

.

Dari Gambar 2.4 dapat dilihat suatu massa pegas dalam keadaan diam pada

bidang datar yang sejajar dengan permukaan bumi. Besarnya gaya gravitasi tidak

menyebabkan perubahan posisi massa pada arah sumbu ukur. Jika massa pegas

diletakkan pada bidang miring yang membentuk sudut sebesar terhadap arah gravitasi

Page 6: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

10

bumi (Gambar 2.5) maka gaya gravitasi akan menyebabkan pegas mengalami perapatan

atau peregangan sesuai besar percepatan yang dialami oleh massa pegas sebesar gcos .

Gambar 2.5 Sistem massa pegas diposisikan pada keadaan miring

Ketika terjadi pergerakan translasi, maka percepatan yang terukur oleh sensor

akselerometer merupakan hasil penjumlahan antara percepatan ketika akselerometer

bergerak translasi dan percepatan statis akibat gravitasi bumi, sesuai dengan Persamaan

2.10.

)cos(gaa translasiterukur (2.10)

Dengan,

terukura = Percepatan total (m/s2)

translasia = Percepatan akibat gerak translasi (m/s2)

g = Percepatan gravitasi bumi (m/s2)

2.2.1.3 Sensor akselerometer LIS3LV02DL

Sensor akselerometer yang digunakan tipe LIS3LV02DL keluaran ST

Microelectronics yang mampu mengukur percepatan linier dalam tiga sumbu (x,y dan

z). Jangkauan pengukuran dapat dipilih antara +/- 2g atau +/- 6g pada skala maksimal,

di mana 1g merupakan 1 satuan percepatan rata-rata gravitasi bumi sebesar 9,8 m/s2

(id.wikipedia.org). Gambar 2.6 adalah blok diagram dari akselerometer LIS3LV02DL

yang digunakan.

Page 7: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

11

Gambar 2.6 Blok diagram akselerometr LIS3LV02DL[6].

Antarmuka keluaran LIS3LV02DL yang disediakan dapat dipilih menggunakan

komunikasi I2C atau SPI. Konsumsi arus yang digunakan sangat rendah, berkisar antara

0,6 mA hingga 0,8 mA. Selain itu pengguna juga dapat memilih keluaran data dengan

ketelitian 12 bit atau 16 bit [6]. Konfigurasi pin dari sensor akselerometer dapat dilihat

pada Gambar 2.4. Penjelasan dari masing-masing fungsi pin yang terdapat pada sensor

dapat dilihat pada Table 2.1 [6].

Gambar 2.7. Konfigurasi pin accelerometer

Page 8: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

12

Tabel 2.1 Deskripsi pin LIS3LV02DL

Pin Nama Pin Fungsi

1 RDY/INT Data ready/inertial wake-up interrupt

2 SDO SPI Serial Data Output

3 SDA/

SDI/

SDO

I2C Serial Data (SDA)

SPI Serial Data Input (SDI)

3-wire Interface Serial Data Output (SDO)

4 Vdd_IO Power supply for I/O pads

5 SCL/SPC I2C Serial Clock (SCL)

SPI Serial Port Clock (SPC)

6 CS SPI enable

I2C/SPI mode selection (1: I

2C mode; 0: SPI enabled)

7 NC Tidak terkoneksi

8 CK Eksternal clock, atau dihubungkan ke GND

9 GND 0V supply

10 Reserved Tidak terkoneksi atau dihubungkan menuju Vdd_IO

11 Vdd Power supply

12 Reserved Dihubungkan menuju Vdd

13 Vdd Power supply

14 GND 0V supply

15 Reserved Tidak terkoneksi atau dihubungkan ke GND

16 GND 0V supply

Karakteristik dari sensor akselerometer LIS3LV02DL dapat dilihat pada Tabel

2.2 [6]. Karakteristik tersebut diperoleh melalui pengukuran yang dilakukan pada

tegangan VDD 3.3V dan suhu 25oC. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa sensor

akselerometer tipe ini mampu mengukur percepatan gravitasi dengan jangkauan

pengukuran yang dapat dipilih antara 2g atau 6g. Sensor akselerometer ini memiliki

resolusi pengukuran sebesar 1 mg (miligravitasi) pada lebar pita 40Hz.

Page 9: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

13

Tabel 2.2 Karakteristik akselerometer LIS3LV02DL

Parameter Kondisi pengujian Min. Type Max. Satuan

Jangkauan

pengukuran

Full Scale = 2g 1.7 2 g

Full Scale = 6g 5.3 6 g

Resolusi alat Full scale = 2g

Bandwidth=40Hz 1.0 Mg

Sensitivitas

Full scale = 2g

Representasi 12

bit

920 1024 1126 LSB/g

Full scale = 6g

Representasi 12

bit

306 340 374 LSB/g

Perubahan

sensitivitas

terhadap suhu

0.025 %/oC

Lebar pita sistem ODRx/4 Hz

Jangkauan suhu

pengoperasian -40 +85

oC

Sensitivitas dari akselerometer sebesar 1024 LSB/g, dapat diartikan percepatan

1 gravitasi sebanding dengan keluaran data sebesar 1024. Sedangkan jika

dikonfigurasikan pada skala penuh 6g, sensitivitasnya berkurang menjadi 340 LSB/g.

Sensor akselerometer terpengaruh pada perubahan suhu lingkungan. Dalam datasheet

disebutkan bahwa sensor ini akan berubah sebesar 0,025% tiap 1 oC.

Sebagai antarmuka komunikasi data, sensor akselerometer LIS3LV02DL dapat

diakses melalui protokol I2C maupun menggunakan protokol SPI (Serial Parallel

Interface). Untuk memilih jenis komunikasi mana yang digunakan untuk melakukan

akses sensor digunakan pin CS. Jika pin CS bernilai 1, maka protokol pengaksesan data

menggunakan komunikasi I2C. Jika pin CS bernilai 0, protokol yang digunakan adalah

SPI. Tabel 2.3 merupakan tabel pin yang digunakan untuk melakukan akses menuju

sensor beserta fungsinya.

Page 10: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

14

Tabel 2.3 Deskripsi pin antarmuka serial LIS3LV02DL

2.2.2. Sensor Giroskop

Giroskop merupakan sebuah sensor yang digunakan dalam sistem navigasi untuk

menentukan orientasi gerak rotasi suatu objek. Sensor giroskop memiliki keluaran yang

sensitif terhadap gerakan benda berputar yang sebanding dengan kecepatan sudut putar

benda tersebut. Pada skripsi ini akan dijelaskan mengenai prinsip kerja giroskop serta

pembahasan mengenai sensor yang digunakan.

2.2.2.1 Permodelan sensor giroskop

Di dalam ilmu fisika, jika sebuah benda bergerak lurus dalam kerangka yang

berputar akan terlihat berbelok oleh pengamat yang diam pada kerangka tersebut.

Fenomena tersebut dikenal dengan istilah efek coriolis [7]. Efek coriolis dapat

dijelaskan melalui Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Efek coriolis benda yang bergerak lurus pada cakram berputar

Page 11: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

15

Jika memperhatikan Gambar 2.8 dapat dilihat bahwa ketika sebuah partikel

bergerak lurus dengan kecepatan v

pada cakram yang diputar searah jarum jam, maka

lintasan partikel akan mengalami pembelokan. Hal ini disebabkan karena adanya

pengaruh rotasi piring terhadap gerak dari peluru. Semakin cepat cakram berputar,

semakin besar pula pembelokan partikel yang terjadi.

Gambar 2.9 Percepatan coriolis[7]

Efek coriolis ini akan menghasilkan gaya rotasi yang arahnya tegak lurus dengan

kecepatan v

(Gambar 2.8) yang besarnya sesuai dengan persamaan:

vmamF cc

2 (2.11)

Dengan,

cF

= Gaya coriolis (N)

m = Massa (kg)

ca

= Percepatan coriolis (m/s2)

= Kecepatan sudut (rad/s)

Dari Persamaan 2.11 didapat bahwa besarnya pecepatan coriolis ca

berbanding

lurus secara proporsional dengan nilai

. Selanjutnya percepatan coriolis

dikonversikan ke dalam besaran elektrik sehingga kecepatan putar dapat dengan mudah

diukur dan diolah.

Page 12: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

16

2.2.2.2 Sensor Giroskop ITG3205

Sensor giroskop ITG3205 merupakan sensor pengukur kecepatan sudut yang

mampu mengukur pada tiga sumbu pengukuran. Sensor ini merupakan produk keluaran

dari IvenSense yang telah menggunakan teknologi MEMS dalam proses produksinya.

Ada beberapa parameter yang menentukan karakteristik dari sensor ini dari sensor

ITG3205 antara lain [8]:

1. Sensitivitas

Sensitivitas dari giroskop merupakan kecepatan putar minimum yang dapat

dideteksi oleh sensor. Pada giroskop dengan keluaran data digital, sensitivitas

dinyatakan dalam satuan bit terkecil per kecepatan putar atau LSB/(°/s). Giroskop

dengan resolusi tinggi dapat mendeteksi perubahan orientasi yang kecil. Pada

sensor ITG3205 memiliki resolusi sebesar 14,375 LSB/(°/s). Dengan kata lain, tiap

1 bit perubahan pada LSB berbanding lurus dengan kecepatan sudut sebesar

1/14,375 /(°/s).

2. Full-scale Range

Full-scale Range merupakan jangkauan maksimum besarnya kecepatan

putar yang dapat dideteksi oleh sensor. Sebagai contoh, sensor giroskop

ITG3205[9] memiliki full-scale range sebesar ±2.000°/s. Artinya, sensor ini dapat

mendeteksi kecepatan putar maksimum 2.000° dalam satu detik atau 34,8894 rad/s.

3. ZRO (Zero Rate Output)

Zero Rate Output pada sensor giroskop merupakan besarnya keluaran

sensor saat diam (tidak berotasi). Dalam implementasinya untuk mengukur arah

hadap, yaitu dengan mengintegralkan kecepatan sudut (keluaran giroskop),

keluaran giroskop harus di-offset dengan ZRO-nya terlebih dahulu agar nilai ZRO

ini tidak ikut diintegralkan dari waktu ke waktu.

4. Short- or Long-term Drift

Pada saat diam, meskipun sudah di-offset dengan ZRO, data keluaran sensor

giroskop tidak akan tetap 0°/s, tapi berubah-ubah. Perubahan ini kecil dan dengan

Page 13: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

17

frekuensi yang lambat, akan tetapi sangat terasa nantinya jika diintegralkan dalam

jangka waktu yang lama. Short or Long-term Drift merupakan nilai peak-to-peak

dari keluaran giroskop saat tidak ada rotasi.

5. Jumlah sumbu pengukuran

Ada banyak giroskop yang diproduksi yang memiliki lebih dari satu sumbu

pengukuran. ITG3205 produksi Invensense memiliki 3 sumbu pengukuran [8].

Gambar 2.10 Sumbu pengukuran giroskop ITG3205

Jumlah sumbu pengukuran menentukan kapabilitas dari giroskop dalam

mendeteksi rotasi. Misalnya, giroskop dengan hanya dua sumbu pengukuran tidak

cukup untuk menentukan arah hadap dalam ruang. Untuk mengukur rotasi atau arah

hadap dalam ruang dibutuhkan 3 sumbu pengukuran.

2.3. Metode integral numerik aturan trapezoidal

Pada dasarnya perhitungan integral adalah suatu cara untuk menghitung luasan

daerah di bawah suatu fungsi pada selang pengukuran tertentu. Di dalam analisis

numerik, integral numerik merupakan suatu cara untuk melakukan pendekatan

perhitungan integral tertentu (lihat Persamaan 2.18) dari sejumlah data numerik [9].

b

a

dxxf )( (2.12)

Aturan trapezoidal merupakan perhitungan integral numerik dengan melakukan

pendekatan luasan di bawah grafik f(x) sebagai luasan trapesium (Gambar 2.10).

Page 14: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

18

Gambar 2.11 Fungsi f(x) (hitam) didekati dengan fungsi linier (merah)

Sesuai dengan Gambar 2.11 di atas, maka untuk melakukan pendekatan dalam

perhitungan integral numerik digunakan persamaan:

…………………(2.13)

2.4. Bluetooth

Bluetooth adalah sebuah teknologi komunikasi wireless (tanpa kabel) yang

beroperasi pada pita frekuensi 2,4 GHz. Bluetooth menggunakan teknik pengiriman

dengan pola lompatan frekuensi (frequency hopping transceiver) yang mampu

menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real-time (waktu nyata) antar

perangkat bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas (sekitar 10 meter).

Pada dasarnya bluetooth diciptakan bukan hanya untuk menggantikan atau

menghilangkan penggunaan kabel di dalam melakukan pertukaran informasi, tetapi juga

mampu menawarkan fitur yang baik untuk teknologi mobile wireless dengan biaya yang

relatif rendah, konsumsi daya yang rendah, mudah dalam pengoperasian dan mampu

menyediakan bermacam-macam layanan.

2.4.1. Aplikasi Dan Fitur

Produk bluetooth dapat berupa PC card atau USB adapter yang dimasukkan ke

dalam perangkat. Perangkat-perangkat yang dapat diintegerasikan dengan teknologi

bluetooth antara lain : mobile PC, mobile phone, PDA (Personal Digital Assistant),

headset, kamera, printer, router dan sebagainya. Aplikasi-aplikasi yang dapat disediakan

oleh layanan bluetooth ini antara lain : PC to PC file transfer, PC to PC file synch (

notebook to desktop), PC to mobile phone, PC to PDA, wireless headset, LAN

Page 15: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

19

connection via ethernet access point dan sebagainya. Gambar 2.12 adalah contoh modul

dan beberapa aplikasi bluetooth.

Gambar 2.12 Beberapa contoh modul aplikasi Bluetooth

2.4.2. Topologi Jaringan Bluetooth

Teknologi bluetooth memiliki dua macam koneksi, yaitu koneksi point to point

yang hanya terdiri dari dua unit bluetooth dan koneksi point to multipoint di mana kanal

komunikasi digunakan oleh beberapa unit bluetooth bersama-sama. Dua atau lebih unit

bluetooth yang menggunakan kanal bersama-sama membentuk piconet (dapat

dianalogikan dengan sel pada teknologi telepon seluler dan Wireless LAN). Salah satu

unit bluetooth yang memulai koneksi berlaku sebagai master dari piconet dan unit

lainnya sebagai slave, hingga tujuh unit slave dapat aktif bersamaan dalam sebuah

piconet.

Beberapa piconet dapat saling berhubungan dengan jaringan piconet lain dan

hubungan antar jaringan piconet ini disebut dengan scatternet. Meskipun setiap piconet

hanya boleh memiliki sebuah master, namun slave dapat terdaftar dan aktif pada

beberapa piconet. Sebuah master pada sebuah piconet dapat menjadi slave pada piconet

yang lainnya seperti tampak pada Gambar 2.13. Masing-masing piconet yang berada

dalam jaringan scatternet tidak boleh tersinkronisasi frekuensinya, jadi setiap piconet

harus memiliki pola loncatan frekuensi (FHSS-nya) sendiri-sendiri.

Page 16: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

20

Gambar 2.13 Topologi jaringan Bluetooth [10]

2.4.3. Protokol Bluetooth

Protokol diperlukan untuk komunikasi antara peralatan yang berbeda tipe. Setiap

peralatan biasanya mengunakan beragam protokol. Demikian juga dengan peralatan

bluetooth, untuk dapat saling berinteraksi diperlukan berbagai macam protokol di

dalamnya. Susunan protokol yang terdapat pada bluetooth dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.

Gambar 2.14 Layer-layer di dalam stack protokol Bluetooth [10]

Page 17: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

21

Protokol-protokol tersebut dibagi menjadi 4 lapisan yaitu :

1. Bluetooth Core Protocol

Protokol inti dari bluetooth terdiri dari:

a. Baseband dan Link Control bersama-sama mengatur radio frekuensi

(RF link) untuk menghubungkan bluetooth membentuk suatu koneksi.

Lapisan ini bertanggung jawab untuk menyamakan frekuensi transmisi

dengan peralatan bluetooth lainnya.

b. Audio berhubungan langsung dengan baseband. Dua buah peralatan

bluetooth yang mendukung audio dapat saling mengirim dan menerima

data suara, hanya dengan mengaktifkan link audio.

c. Link Manager Protocol (LMP) bertanggung jawab untuk membangun

hubungan (autentifikasi dan enkripsi, kontrol dan negosiasi untuk paket-

paket yang berasal dari baseband) antara peralatan bluetooth.

d. Logical Link Control and Adaptation Protocol (L2CAP) berfungsi

untuk mendukung multiplexing protokol pada level yang lebih tinggi dan

menyampaikan informasi.

e. Service Discovery Protocol (SDP) berfungsi untuk meminta informasi

alat, service, dan karakteristik dari peralatan lain. Alat-alat tersebut harus

mendukung service yang sama agar dapat menetapkan koneksi satu sama

lain.

2. Cable Replacement Protocol

a. Radio Frequency Communications (RFCOMM) adalah protokol yang

dibuat untuk mengantikan kabel serial (contohnya untuk koneksi laptop

dan ponsel). Protokol inilah yang dipakai penulis pada pembuatan

program aplikasi pada handphone untuk komunikasi serial dengan

modul bluetooth.

3. Telephony Protocol

Pada lapisan ini terdapat dua protokol yaitu:

a. Telephony Control Protocol – Binary (TCS-BIN) berfungsi untuk

mentransfer data dari hp melalui core bluetooth.

b. AT-Command berfungsi sebagai pengontrol telepon dan modem.

Page 18: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

22

4. Adopted Protocol

Pada lapisan paling atas ini terdapat banyak protokol yang dapat diterapkan,

yaitu:

a. OBEX (Object Exchange) diadopsi dari IrDa (Infrared Data

Association), merupakan protokol yang menyediakan layanan transfer

data secara simple. Aplikasi yang menggunakan protokol ini dapat

berupa sinkronisasi, transfer file, dan push object.

b. TCP/UDP/IP juga diterapkan di dalam bluetooth agar dapat berkoneksi

dengan unit lain yang dihubungkan seperti internet.

c. PPP pada bluetooth didisain untuk berjalan di bawah RFCOMM untuk

melakukan koneksi point to point.

d. Wireless Aplication Protocol (WAP) berada pada lapisan paling atas

dari RFCOMM/L2CAP. WAP adalah protokol untuk berkomunikasi

melalui internet antara web server dan sebuah telepon seluler. Tujuannya

adalah untuk membawa isi internet ke dalam telepon seluler digital dan

terminal nirkabel lainnya.

2.4.4. Keamanan bluetooth

Bluetooth dirancang dengan berbagai fitur keamanan sehingga aman untuk

digunakan. Fitur – fitur keamanan yang disediakan oleh bluetooth yaitu: [10]

1. Autentifikasi yang akan memastikan identitas peralatan bluetooth lain yang

hendak dihubungkan. Autentifikasi dapat dilakukan dengan pairing

(memasukan kata kunci).

2. Pairing adalah suatu prosedur autentifikasi yang membuktikan keaslian dua

alat berdasarkan sebuah kata kunci, dengan demikian akan menciptakan

hubungan yang dapat dipercaya antara alat tersebut. Kata kunci yang sama

harus dimasukkan pada kedua alat tersebut. Pairing hanya dilakukan satu

kali pada saat pertama kali kedua alat terhubung.

3. Otorisasi adalah suatu proses untuk menentukan apakah alat diizinkan untuk

menggunakan suatu layanan dari alat lain. Interaksi pemakai mungkin

diperlukan kecuali jika alat yang terkoneksi tersebut telah diatur untuk selalu

dipercaya. Biasanya pemakai dapat mengatur otorisasi diaktifkan atau

Page 19: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

23

dimatikan untuk setiap alat lainya. Otorisasi selalu membutuhkan

autentifikasi.

4. Enkripsi untuk melindungi komunikasi dari penyadapan. Sebagai contoh,

untuk memastikan bahwa tidak ada orang lain yang dapat mengetahui data

apa yang di kirimkan dari laptop ke ponsel. Panjang kunci enkripsi antara 8

– 128 bit.

2.4.5. FHSS

Dalam frequency hopping systems, carrier atau pembawa mengubah-ubah

frekuensi, atau melompat, menurut urutan yang bersifat pseudorandom [11]. Urutan

pseudorandom merupakan suatu daftar beberapa frekuensi ke arah mana pembawa akan

melompat pada suatu interval waktu yang ditetapkan sebelum terjadi pengulangan pola

tersebut. Pemancar menggunakan urutan lompatan ini untuk memilih frekuensi

pancarnya. Pembawa masih akan berada pada suatu frekuensi tertentu selama jangka

waktu yang ditetapkan (yang dikenal dengan dwell time), dan kemudian menggunakan

sedikit waktu untuk melompat ke frekuensi berikutnya (hop time). Bilamana daftar

frekuensi tersebut telah terpakai semua, maka pemancar akan mengulangi urutan

tersebut.

Gambar 2.15 Single frequency hopping system

Page 20: BAB II WIRELESS AIR MOUSE - repository.uksw.edurepository.uksw.edu/bitstream/123456789/2757/3/T1_612005001_Bab II.pdfGerak translasi dan rotasi pada mouse Setiap gerak translasi mouse

24

Gambar 2.15 memperlihatkan suatu frequency hopping system yang

menggunakan urutan lompatan (hop sequence) 5 frekuensi pada suatu band yang

berukuran 5 MHz. Dalam contoh ini, urutannya adalah sebagai berikut :

1. 2,449 GHz

2. 2,452 GHz

3. 2,448 GHz

4. 2,450 Ghz

5. 2,451 Ghz

Setelah radio memancarkan informasi pada pembawa 2,451 GHz, radio tersebut

akan mengulang hop sequence (urutan lompatan), kemudian dimulai lagi dari frekuensi

2,449 GHz. Proses pengulangan urutan lompatan akan terus berlanjut hingga informasi

diterima secara lengkap. Radio Penerima disinkronisasi terhadap hop sequence radio

pemancar agar dapat menerima frekuensi yang sesuai pada waktu yang tepat.