Praktikum Jaringan Sensor

Praktikum 1Pengenalan Modul XBee

A. TUJUANSetelah dilaksanakan praktikum digharapkan:

1. Mahasiswa mengenal modul wireless RF XBee sebagai salah satu contoh perangkat komunikasi pada jaringan sensor nirkabel.

2. Mahasiswa dapat mengetahui parameter komunikasi modul XBee dan melakukan konfigurasi modul Xbee sesuai kebutuhan aplikasi.

B. DASAR TEORIPada saat ini aplikasi berbasis jaringan sensor cukup banyak dialikasikan dalam

berbagai bidang untuk keperluan pemantauan parameter-parameter tertentu secara jarak jauh (telemetri) maupun dikembangkan lebih lanjut untuk pengendalian jarak jauh (telecommand). Cukup banyak contoh aplikasi jaringan sensor misalnya pada bidang bisnis untuk pemantauan kondisi fisik peti kemas, bidang pertanian untuk pemantauan suhu dan kelembaban lingkungan pertanian, dan pengendalian polusi. Jaringan sensor merupakan sekelompok sistem otonom yang kecil (yang disebut sebagai node sensor) yang berkerja sama membentuk suatu jaringan untuk menyelesaikan suatu permasalahan. Suatu node pada jaringan sensor merupakan suatu unit yang terdiri dari sensor, prosesor, dan perangkat komunikasi (radio/cahaya/suara). Pada umumnya suatu node didesain memiliki ukuran yang realtif kecil, self powered, berdaya rendah, ad-hoc, autonomous, dan self organized. Suatu node jaringan sensor dapat mengumpulkan dan mengolah data hingga siap diakses sewaktu-waktu.

Gambar 1. Diagram blok node jaringan sensor

Halaman 1

Praktikum Jaringan Sensor

Salah satu bagian dari node jaringan sensor adalah bagian komunikasi yang berfungsi untuk menangani proses transmisi data dalam jaringan. Pada praktikum ini akan dikenalkan modul XBee, salah satu contoh modul komunikasi wireless menggunakan media RF (radio Frequency) dari Digi.

XBeeXBee merupakan salah satu contoh modul wireless RF yang bekerja pada frekuensi 2.4GHz dengan standar 802.15.4. IEEE 802.15.4 merupakan standar yang menentukan lapisan fisik media akses kontrol untuk Personal Area Netwok (PAN) berkecepatan rendah. Konsentrasi utama pada standar 802.15.4 adalah transfer data kecepatan rendah namun memiliki konsumsi daya yang rendah untuk model jaringan yang sederhana. Standar 802.15.4 menggunakan tipe modulasi DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) untuk menanggulangi adanya pengaruh noise saat transmisi data.

1. Jenis modul XBeeDigi menyediakan berbagai tipe modul XBee yang dapat dipilih sesuai dengan jenis aplikasi yang akan dikembangkan misalnya:

XBee S1 (Series 1), menggunakan standar 802.15.4 dengan topologi star. XBee S2 (Series 2)/ S2B, menggunakan standar 802.15.4 yang dilengkapi

dengan ZigBee stack untuk mengakomodasi topologi mesh. Xbeee S6 (Series 6) , menggunakan standar 802.11 (WiFi).

Berdasarkan kemampuan daya output yang dihasilkan, modul XBee dapat dibedakan menjadi 2 jenis sebagai berikut:

XBee biasa (Non PRO series), memiliki daya output yang rendah sekitar 1mW (S1) sehingga jangkauan komunikasinya relatif lebih dekat.

XBee PRO series, memiliki daya output yang lebih tinggi sekitar 63mW (s1) sehingga jangkauan komunikasinya relatif lebih jauh.

Secara fisik, kedua jenis tipe ini (Non PRO dan PRO series) memiliki perbedaan pada dimensi fisiknya. XBee PRO series memiliki ukuran fisik yang lebih besar daripada Non-PRO series.

Modul XBee menyedikan beberapa tipe antena yang dapat dipilih seperti berikut ini:

RPSMA antena Wire antena Chip antena UFL antena

Halaman 2

Praktikum Jaringan Sensor

2. Spesifikasi modul XBeeBerikut ini beberapa spesifikasi dasar dari modul XBee. Informasi detil dari modul XBee yang digunakan terdapat pada datasheet masing-masing produk.

Frekuensi kerja 2.4GHzModulasi DSSSJenis antena RPSMA, UFL, Chip, WireAntarmuka Serial UARTCatu daya 2.8-3.4VDCLevel antramuka UART TTL 3V3Kecepatan transmisi serial

1200-115200 bps

Topologi Point to point, point to multipoint, Peer to PeerMesh

Jumlah PAN ID 65535Jumlah kanal 16Opsi pengalamatan

PAN ID, kanal, Addressing

3. Parameter jaringan Parameter jaringan yang dapat digunakan untuk membentuk suatu jaringan menggunakan modul XBee sebagai berikut:

PAN ID (kode: ID) PAN ID merupakan kode identifikasi untuk suatu jaringan personal. Semua perangkat komunikasi dalam 1 jaringan memiliki PAN ID yang sama. Range PAN ID adalah 0-FFFFH (terdapat 65536 pilihan PAN ID).

Kanal komunikasi (kode: CH) Kanal komunikasi menentukan pilihan kanal yang digunakan pada operasional modul XBee. Pada modul XBee S1 terdapat 16 pilihan kanal yang bisa digunakan. Range kanal komunikasi adalah 0x0B-0x1A. Pada modul XBee S1, semua perangkat komunikasi dalam 1 jaringan beroperasi pada kanal yang sama.

Nomor serial (kode: SH dan SL) Setiap modul XBee memiliki nomor serial yang berbeda-beda (bersifat unik). Nomor serial berupa 64-bit kode yang terbagi menjadi nomor serial atas (SH: Serial High) dan nomor serial bawah (SL: Serial Low).

Alamat asal/diri (kode: MY)

Halaman 3

Praktikum Jaringan Sensor

Alatmat asal/diri merupakan alamat 16 bit yang dapat diatur sendiri oleh user. Alamat ini harus bersifat unik dalam sebuah jaringan.

Alamat tujuan (kode: DH dan DL) Alamat tujuan merupakan 64 bit alamat tujuan pengiriman data suatu modul XBee. Alamat tujuan ini dibagi menajdi 2 yaitu alamat tujuan atas (DH: Destination High) dan alamat tujuan bawah (DL: Destination Low).

Node discovery (kode: ND) Node discovery merupakan salah satu fitur yang disedikan oleh modul XBee untuk mendeteksi perangkat komunikasi sejenis yang aktif dalam satu jaringan.

4. Pengaturan konfigurasi modul XBeeSebelum dapat digunakan, modul XBee harus dikonfigurasi terlebih dahulu sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Proses pengaturan konfigurasi modul XBee dapat dilakukan melalui 2 cara yaitu:

Melalui tool terminal serial seperti: Hyperterminal, HTerm, Terminal, TeratermProses pengaturan konfigurasi melalui tool terminal serial dilakukan menggunakan perintah AT –Command sesuai dengan informasi pada datasheet.

Melalui fasilitas Modem Configuration pada software X-CTUX-CTU merupakan salah satu tool yang disedikan oleh Digi untuk mengakomodasi proses diagnosa modul XBee, update firmware, pembacaan konfigurasi, pengaturan konfigurasi, maupun pengujian modul XBee. Langkah paling sederhana untuk pengaturan konfigurasi modul adalah menggunakan fasilitas Modem Configuration pada software X-CTU.

Halaman 4

Praktikum Jaringan Sensor

Gambar 2. Fasilitas Modem Configuration pada software X-CTU

5. Mode pengalamatanModul XBee S1 mendukung beberapa mode pengalamatn yang dapat dibagi menjadi bebberapa jenis sebagai berikut:

Mode UnicastMode unicast digunakan untuk pengiriman data ke modul XBee tertentu. Pada mode ini, komunikasi dilakukan secara point to point. Mode unicast ini dapat dilakukan melalui 2 cara:

a) Menggunakan parameter MY dan DH/DLParameter Modul A Modul B

PAN ID ID IDCH CH CHMY MY A MY BDL MY B MY A

b) Menggunakan parameter SH/SL dan DH/DLParameter Modul A Modul B

PAN ID ID IDCH CH CHSH SH A/SL A SH B/SL BDH SH B SH A

Halaman 5

Praktikum Jaringan Sensor

DL SL B SL A

Mode BroadcastMode broadcast digunakan untuk pengiriman data ke seluruh modul XBee yang aktif dalam jaringan. Pada mode ini, komunikasi dilakukan secara point to multipoint. Mode broadcast dilakukan dengan mengatur register DL ke nilai 0xFFFF dan DH=0x0000H. Seluruh modul XBee yang aktif dalam jaringan akan menerima data yang dikirimkan oleh suatu modul XBee yang melakukan broadcast.

Parameter Modul A Modul BPAN ID ID IDCH CH CHDH 0 0DL 0xFFFF 0xFFFF

C. KEBUTUHAN ALAT & BAHANAlat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah:

Komputer yang dilengkapi dengan port USB dan telah terinstalasi software X-CTU 2 buah.

XBee S1 (Series 1) 2 buah. UARTBee, modul konverter USB ke UART TTL 3V3 2 buah. Kabel USB (tipe A ke micro USB) 2 buah

D. SETTING PERCOBAAN Modul XBee terhubung ke modul konverter UARTBee

Gambar 3. Koneksi modul XBee dengan UARTBee

Halaman 6

Praktikum Jaringan Sensor

Gambar 4. Koneksi modul XBee dengan kabel USB

Modul XBee terhubung dengan komputer

Komputer A XBee A XBee B Komputer BGambar 5. Koneksi modul XBee dengan komputer via UARTBee

E. KESELAMATAN KERJA Hati-hati saat melepas dan memasang modul XBee ke modul UARTBee. Perhatikan posisi (orientasi) XBee saat terpasang ke modul UARTBee, pastikan

tidak terbalik Saat mencoba, pastikan modul berada pada kondisi yang aman. Gunakan perlatan praktikum sesuai dengan fungsinya.

F. PROSEDUR PRAKTIKUMSebelum dilaksanakan praktikum, siapkan perlatan dan bahan yang akan digunakan untuk praktikum. Mohon bantuan ke PLP Laboratorium untuk membantu menyiapakan peralatan dan bahan yang akan digunakan. Praktikum akan dibagi menjadi 5 buah sub praktikum sebagai berikut:1. Identifikasi fisik modul XBee.2. Pembacaan dan pengaturan parameter modul XBee.3. Pengujian komunikasi data menggunakan Unicast Addressing.4. Pengujian komunikasi data menggunakan Broadcast Addressing.5. Pengujian Node Discovery

G. DATA HASIL PRAKTIKUM1. Identifikasi fisik modul XBee yang digunakan

Parameter XBee A XBee BJenis XBee PRO

Halaman 7

Praktikum Jaringan Sensor

(PRO/Non PRO)Nomor SH 13A200Nomor SL 40BAEBD3Jenis antenaMarking Number 13A20040BAEBD3

2. Pembacaan dan pengaturan parameter modul XBeea) Menggunakan AT Command via Terminal X-CTU

Sertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaan dan pengaturan parameter modul XBee.

b) Menggunakan Modem Configuration X-CTUSertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaan dan pengaturan parameter modul XBee.

3. Pengujian komunikasi data menggunakan Unicast Addressinga) Menggunakan parameter MY dan DH/DL

Sertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaann, pengaturan parameter, dan uji pengiriman data modul XBee.

b) Menggunakan parameter SH/SL dan DH/DLSertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaan, pengaturan parameter, dan uji pengiriman data modul XBee.

4. Pengujian komunikasi data menggunakan Broadcast AddressingSertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaan, pengaturan parameter, dan uji pengiriman data modul XBee.

5. Pengujian Node DiscoverySertakan screen-shoot tampilan saat proses pembacaan, pengaturan parameter, dan uji pengiriman perintah Node Discovery (ND) ke modul XBee. Kemudian isilah tabel pengujian berikut ini:

H. ANALISA DATALakukan analisa data dari data-dat yang telah diperoleh sebelumnya meliputi observasi secara fisik, akses modul XBee, maupun pembacaan/pengaturan modul XBee yang dilakukan.

I. TUGAS Carilah informasi keunggulan penggunaan standar 802.15.4 pada aplikasi

berbasis jaringan sensor. Carialh contoh aplikasi yang menggunakan modul XBee sebagai media

komunikasi pada aplikasi berbasis jaringan sensor. Jelaskan secara singkat.

Halaman 8

Praktikum Jaringan Sensor

J. KESIMPULANBuatlah kesimpulan dari praktikum yang telah dilakukan berdasarkan data-data yang telah dianalisa.

K. LAMPIRANSertakan lampiran jika ada

Halaman 9