PERANCANGAN MULTI KOMUNIKASI SERVER SECARA OTOMATIS UNTUK PERHITUNGAN AKHIR BRIDGE SECARA WIRELESS

Transkripsi

1 PERANCANGAN MULTI KOMUNIKASI SERVER SECARA OTOMATIS UNTUK PERHITUNGAN AKHIR BRIDGE SECARA WIRELESS Septhia Krisnawan 1, Reesa Akbar, Firman Arifin, Ardik Wijayanto 1 Penulis, Mahasiswa Jurusan Teknik Elektronika PENS - ITS Dosen Pembimbing, Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektronika PENS - ITS Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Electronics Engineering Polytechnic Institute of Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, INDONESIA Tel: +6 (31) ; Fax: +6 (31) krizna@student.eepis-its.edu reesa@eepis-its.edu firman@eepis-its.edu ardik@eepis-its.edu Abstrak Olahraga bridge adalah suatu olahraga yang menggunakan kartu remi sebagai media permainannya. Dalam olahraga ini dibutuhkan kemampuan otak yang pa seperti dalam olahraga catur, karena olahraga ini bukan olahraga fisik. Namun demikian, olahraga bridge kurang begitu digemari oleh banyak orang. Hal tersebut dikarenakan tingkat kerumitannya yang sangat tinggi baik dalam segi teknik permainan maupun dalam segi scoring (penilaian). Untuk itu diperlukan suatu alat bantu scoring dalam olahraga bridge sehingga para pemain bridge bisa lebih fokus dalam bermain tanpa harus terpecah konsentrasinya untuk mengisi score sheet. Alat bantu scoring tersebut berbasis mikrokontroller dengan LCD dan keypad sebagai bagian input dan output data serta komunikasi secara wireless untuk menghubungkan alat tersebut ke komputer server (pengawas pertandingan). Cara kerja dari alat ini adalah ketika pemain bridge telah selesai memainkan satu board kartu, maka dia harus memasukkan score melalui keypad. Kemudian score akan ditampilkan ke LCD agar lawannya bisa melihat apakah terjadi kecurangan atau tidak. Bila score yang dimasukkan sudah benar dan disetujui pihak lawan, maka score tersebut bisa dikikan ke computer server melalui komunikasi secara wireless untuk diproses. Alat bantu scoring ini diharapkan mampu mempercepat suatu turnamen bridge dan mempermudah kerja dari pemain serta offisial dalam turnamen tersebut karena menggunakan wireless sebagai media komunikasi sehingga alat ini dapat dengan mudah di bawa kemanapun. Kata kunci : bridge, scoring, mikrokontroller, keypad, LCD, wireless, server Padahal dalam pertandingan bridge tidak ada yang dilakukan dalam sehari saja, minimal dua hari. Hal tersebut tentu saja menghabiskan stamina dan tenaga yang sangat banyak dan tentu saja sangat berbeda dengan olahraga otak yang lainnya seperti catur dimana pertandingannya hanya berjalan sekitar 3-4 jam. Namun demikian, olahraga yang menggunakan kartu remi sebagai media permainannya ini kurang begitu diminati oleh banyak orang. Mungkin ini dikarenakan aturan permainannya yang sangat rumit dan membingungkan. Belum lagi aturan scoringnya yang membutuhkan ingatan yang bagus dan ketelitian tinggi karena scoring ini sangat berhubungan erat dengan hasil pertandingan. Padahal aturan scoring ini tidak seharusnya dihafalkan oleh para pemain karena dapat memecah konsentrasi dalam bermain. Dan apabila para pemain terpecah konsentrasinya, hal ini akan menyebabkan pemain tersebut kurang bisa berprestasi secara meksimal dalam suatu pertandingan. II. DASAR TEORI Sistem pencontrengan elektronik ini terdiri dari beberapa elemen yaitu:.1 Mikrokontroler ATMega16 Kontrol utama dari keseluruhan sistem pada proyek akhir ini ditangani oleh mikrokontroler ATMega3. Konfigurasi pin dan fungsinya adalah sebagai berikut: I. PENDAHULUAN Bridge adalah satu-satunya olahraga yang membutuhkan stamina dan kemampuan otak yang pa. Hal ini dikarenakan dalam suatu pertandingan bridge, seorang pemain harus bermain minimal delapan jam non stop sehari dengan jam istirahat yang kurang dari menit untuk sholat dan makan. Gambar 1. Konfigurasi dari ATMega3 1

2 . XBee-pro XBee PRO merupakan modul radio Frekuensi yang beroperasi pada frekuensi.4 GHz. Sesuai datasheet, Modul ini dapat melakukan zxbee PRO memerlukan tegangan suplay.8 V sampai dengan 3.3 V. Saat mengi data, modul ini akan membebani dengan arus 70 ma, untuk peneaan data, modul ini akan membebani dengan arus 55mA. Pada XBee PRO ada pin, namun yang sementara ini digunakan adalah 6 pin, yaitu VCC dan GND untuk tegangan suplay, DOUT merupakan pin Transmit (TX), DIN merupakan pin Receive (RX), RESET merupakan pin reset XBee PRO dan yang terakhir adalah PWMO/RSSI merupakan indicator bahwa ada peneaan data yang biasanya dihubungkan ke led yang di drive oleh transistor. Pada gambar 3 ditunjukkan bentuk fisik dari XBee PRO. dasarnya,adalah sebuah persetujuan semua pihak yang berkomunikasi tentang bagaimana komunikasi tersebut harus dilakukan..3 Keypad Matrix 4x4 Keypad termasuk peralatan input, tetapi dibedakan dengan peralatan-peralatan input yang lain karena fungsinya yang spesifik. Jika ditinjau dari segi fungsi, adanya peralatan keypad pada suatu sistem mikrokontroler menunjukkan bahwa program kemudi sistem tersebut menghendaki suatu masukan data yang bersifat temporer dapat dilakukan upload pada saat program kemudi dalam keadaan running. Gambar 4. Profil keypad 4x4 Gambar. Pin Konfigurasi XBee PRO Ada beberapa Para XBee PRO yang perlu diatu agar modul ini dapat berkomunikasi dengan modul yang lain. Sebenarnya ada 4 at command yang bisa digunakan, namun yang paling sering di gunakan hanyalah 5 buah. Protokol Manusia dalam berkomunikasi antar sesamanya, sering terjadi kedua pihak baik pengi maupun penea berita tidak mengerti informasi yang disampaikan. Salah satu alasan utamanya adalah ketidakksamaan bahasa yang digunakan diantara mereka. Agar keduanya dapat memahami informasi yang disampaikan, maka diperlukan bahasa yang dapat dipahami oleh kedua belah pihak, atau dengan kata lain harus ada aturan yang jelas dan disepakati untuk dapat berkomunikasi. Komunikasi antar mesin/komputer pun demikian pula, apabila komputer/mesin tersebut merupakan produk dari berbagai pabrik,oleh karena itu diperlukan suatu aturan agar pengi dan penea mengerti informasi yang diki, Protokol Komunikasi (Communication Protocol) adalah satu set aturan yang dibuat untuk mengontrol pertukaran data antar node (misalkan komputer) termasuk proses inisialisasi, verifikasi, cara berkomunikasi, dan cara memutuskan komunikasi. jadi dalam komunikasi data juga memerlukan sebuah peraturan atau prosedur yang saling menterjemahkan bahasa yang dipakai pengi dan penea. Aturan itu adalah protokol, yaitu suatu kumpulan dari aturan - aturan yang berhubungan dengan komunikasi data agar komunikasi data dapat dilakukan dengan benar. Protokol pada.4 Serial (Serial Peripheral Interface Bus) Serial Peripheral Interface Bus yaitu suatu terminal yang menghubungkan antara terminal komunikasi data dari suatu peralatan ke termina komunikasi data peralatan lain. Fungsi dari Serial Peripheral Interface Bus adalah untuk menjalankan pertukaran data biner secara serial. Ada macam mode SPI yaitu: 1. Satu master, satu slave. Satu master, beberapa slave Gambar 5 adalah hubungan serial peripheral interface bus antara satu master dan satu slave. Sedangkan gambar 6 adalah hubungan serial peripheral interface bus antara satu master dan beberapa slave..5 Perhitungan Skor Bridge Perhitungan skor akhir pada permainan bridge adalah dengan membandingkan skor antara pasangan Utara Selatan (US) meja satu dengan pasangan US meja lainnya, begitu juga dengan pasangan Timur Barat (TB) juga akan dibandingkan dengan pasangan TB pada meja yang lain. Dari perbandingan tersebut maka akan diperoleh skor sementara pada setiap sesi pertandingan. Untuk mendapatkan skor total pertandingan maka skor pertandingan pada setiap sesi pada masing masing pasangan akan di jumlahkan. Gambar 5. Tabel konversi skor

3 .6 LCD 4 x Karakter Sebagai bahasan berikut adalah modul LCD 4x karakter yang akan digunakan dalam proyek akhir ini. Salah satu alasan mengapa modul LCD dipakai dalam proyek akhir ini adalah kenyataan bahwa modul LCD relatif jauh lebih sedikit memerlukan daya ketimbang modul-modul display berbasis LED. Selain itu desain LCD lebih kompak dan dimensinya juga lebih kecil. Dengan mikrokontroler kita dapat mengendalikan suatu peralatan agar dapat bekerja secara otomatis. Untuk mengakses LCD 4x harus melakukan konfigurasi pin dari LCD dengan pin I/O mikrokontroler tersebut. Gambar 6. LCD 4x III. PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK Perangkat lunak yang dirancang dan dibuat tersebut adalah algoritma komunikasi dimana server dapat me-request data dari masing-masing client. Selanjutnya, data-data tersebut akan dikikan ke komputer pengawas pertandingan untuk diproses lebih lanjut. Mekanisme kerja dari sistem ini adalah terlebih dahulu pemain harus mendaftar ke panitia pertandingan untuk mendapatkan username. Setelah itu, pengawas pertandingan akan melakukan pengacakan posisi pemain. Setelah diacak, maka pengawas memerintahkan server untuk mengi data tersebut beserta setting waktu dan timer kepada masingmasing client. Selanjutnya pemain akan mencari posisi meja sesuai dengan yang telah diacak/ditentukan oleh pengawas pertandingan. Pemain selanjutnya memasukkan username ke dalam node client. Apabila benar, maka pemain dapat langsung memainkan kartu yang sudah disediakan dan selanjutnya memasukkan beberapa data diantaranya berupa nomor meja, nomor board (kartu), kontrak dan hasil, maka skor otomatis akan keluar. Apabila salah, maka pemain harus mencari meja lainnya. Perancangan Perangkat Keras Perancangan dan pembuatan perangkat keras dan lunak yaitu dengan membuat diagram blok, algoritma dan diagram alir dari metode yang dipakai. Pada tahap pembuatan perangkat keras ini terdiri dari satu buah PC sebagai pengolah data (skor), 1 buah node sebagai server penampung skor sementara dan 4 buah node sebagai client. Peletakan node-node tersebut dilakukan secara tersebar menjauhi server. Gambar 9. Perancangan system secara keseluruhan IV. PENGUJIAN SISTEM Gambar 7. Blok Diagram Sistem Berikut ini adalah gambar diagram proses system Pada bab ini menjelaskan tentang bagaimana melakukan pengujian terhadap beberapa bagian dari sistem, baik dari segi perangkat lunak (software) maupun komunikasi. Bentuk pengujian tersebut antara lain : a. Pengujian Delay Komunikasi b. Pengujian Jarak Modul Wireless (Xbee Pro) c. Pengujian Pengian Secara Bersamaan d. Pengujian Daya Tahan Baterai e. Pengujian Hambatan (Obstacle) f. Pengujian Baudrate Komunikasi g. Pengujian Perhitungan skor 4.1 Pengujian Delay Komunikasi Gambar 8. Diagram proses sistem Tujuan a. Mengetahui kehandalan modul wireless dalam menea data/karakter. b. Mengetahui berapa banyak data/karakter yang hilang dengan komunikasi yang menggunakan baudrate sebesar 9600 bps Hasil Pengujian 3

4 No Delay Karakter yang diki Karakter yang ditea Error (%) 1 1 us ,5 10 us , us ,4 4 1 ms , ms , ms ms Tabel 1 Hasil pengujian pengian 1000 karakter dengan berbagai macam delay Analisa dan Kesimpulan Dari tabel hasil pengujian di atas, dapat diketahui bahwa semakin besar delay yang digunakan, maka error yang terjadi akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya, ketika delay yang digunakan semakin kecil, maka error yang terjadi akan semakin besar. Munculnya error pada pengujian di atas terjadi karena banyaknya karakter yang dikikan melebihi nilai baudrate yang digunakan. Dengan baudrate sebesar 9600 bps, maka sistem hanya dapat menea data/karakter sebanyak 9600/8 = 10 karakter per detik atau sekitar 1 karakter per milidetik. Jadi delay minimal yang diperbolehkan untuk mengi satu buah karakter dengan baudrate sebesar 9600 adalah 1 ms. atas adalah : 1. Semakin besar delay yang digunakan, maka semakin kecil error yang didapat.. Delay terkecil yang diperbolehkan untuk mengi satu buah karakter dengan baudrate sebesar 9600 bps adalah sebesar 1 ms. 4. Pengujian Jarak Modul Wireless (Xbee Pro) 4..1 Tujuan a. Mengetahui jarak maksimal antara transmitter dan receiver modul wireless. b. Mengetahui berbagai jenis penghalang yang dapat mengganggu proses transmisi data. 4.. Hasil Pengujian BAAK D3 6 BAAK D3 7 Kajur Telkom dan IT 8 Kajur Telkom dan IT 9 Embedde d D3 lantai HH- 5 HH- 1 Dalam Elka Terapa n D3 lantai Kajur Telkom dan IT BAAK D4 B5 B305 Kelas B Tidak Tidak Tabel Hasil pengujian jarak komunikasi modul wireless N o Lokasi Transmit ter 1 Lokasi Receiv er Dalam Jarak 4 Hasil Perco baan Panja ng 4..3 Analisa dan Kesimpulan Dari tabel hasil pengujian di atas, dapat dianalisa bahwa apabila modul transmitter dan modul receiver terhalang oleh benda yang sangat tebal seperti tembok atau gedung, maka data dari modul transmitter tidak dapat ditea 4

5 oleh modul receiver. Hal ini terjadi karena radio frekuensi yang dipancarkan oleh modul transmitter terhalang oleh tembok atau gedung. Tetapi apabila penghalangnya berupa papan kayu, pintu ataupun kaca, maka data masih dapat ditea oleh modul receiver. Apabila modul transmitter dan receiver terletak pada ketinggian yang berbeda tanpa ada penghalang, maka data masih dapat ditea dengan baik. Jarak maksimum komunikasi antara modul transmitter dan receiver adalah sejauh 70. Sedangkan yang tertera pada datasheet adalah 100. Perbedaan ini terjadi karena tekstur lokasi pengujian yang berbeda dan kemungkinan juga terjadi interferensi dengan radio frekuensi yang dipancarkan oleh alat lain yang berada di sekitar kampus Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. atas adalah : a. Jarak maksimum komunikasi antara modul transmitter dan receiver adalah sejauh 70 dengan kondisi tanpa terhalang benda tebal (tembok/gedung). b. Beberapa faktor yang mempengaruhi jarak maksimum komunikasi diantaranya adalah tebalnya penghalang serta interferensi dengan radio frekuensi lainnya yang berada di sekitar. 4.3 Pengujian Pengian Secara Bersamaan Tujuan Untuk mengetahui kemampuan server dalam menea data secara bersamaan Hasil Pengujian No Jumlah Client Jarak Pengian Panjang m 100 m m m m Keterangan Tabel 3 Hasil pengujian pengian data secara bersamaan Analisa dan Kesimpulan Dari hasil table pengujian pengian data di atas dapat kita ketahuai bahwa xbee-pro mempunyai kemampuan pengian data dan peneaan data yang sangat baik. Hal ini dapat di lihat dari table percobaan di atas, dimana server masih bias menea data secara bersamaan dari 5 client secara bersamaan tanpa harus terjadi penumpukan data ataupun data hilang. Kesimpulan yang dapat di ambil dalam percobaan di atas adalah : Dengan menggunakan 5 client yang digunakan untuk mengi data secara bersamaan data masih biasa di tea server secara lengkap sehingga kita tidak perlu terlalu kuatir akan terjadi data lost. 4.4 Pengujian Daya Tahan Baterai Tujuan a. Untuk mengetahui berapa lama baterai dapat bekerja secara optimal. b. Untuk mengetahui daya tahan beberapa jenis baterai pada alat Hasil Pengujian No Kondisi Baterai Baterai Baterai recharge merk merk merk Panasonic GP Alkaline 1 Alat dioperasikan terus-menerus Alat dalam kondisi sleep 30 menit jam 30 menit 1 jam 4 jam 1 jam Tabel 4 Hasil pengujian daya tahan beberapa jenis baterai Analisa dan Kesimpulan Dari tabel hasil pengujian di atas, dapat diketahui bahwa daya tahan baterai merk GP dan baterai recharge merk Panasonic adalah sama baik ketika alat dioperasikan terusmenerus maupun ketika kondisi sleep yaitu selama 30 menit dan 1 jam. Sedangkan baterai merk Alkaline dapat bekerja selama jam saat alat dioperasikan terus-menerus dan selama 4 jam ketika alat dalam kondisi sleep. Adanya perbedaan daya tahan dikarenakan perbedaan arus antara ketiga baterai tersebut, dimana baterai merk GP dan baterai recharge merk Panasonic memiliki arus sebesar 180 ma, sedangkan baterai merk Alkaline memiliki arus sebesar 10 ma. Selain itu, dari pengujian di atas diketahui bahwa baterai merk GP dan baterai recharge merk Panasonic akan turun tegangannya secara drastis setelah pemakaian selama 15 menit. Akan tetapi setelah alat dimatikan selama 10 menit, maka tegangan kedua baterai tersebut akan kembali normal. Jadi, kedua baterai tersebut harus diistirahatkan setelah pemakaian selama 15 menit. Kesimpulan yang dapat diambil dari tabel hasil pengujian di atas adalah : 5

6 1. Dengan adanya sleep mode pada alat, maka daya tahan baterai akan semakin meningkat.. Baterai merk Alkaline memiliki daya tahan yang lebih lama daripada kedua baterai lainnya. 4.5 Pengujian Hambatan (Obstacle) Tujuan Untuk mengetahui kemampuan signal wireless pengian data terhadap berbagai bahan hambatan (obstacle) Hasil Pengujian No Bahan Tebal Jarak antar Xbee terki 1 Kayu 5cm 100m Ya akrilik 5mm 100m Ya 3 kaca 5mm 100m Ya 4 beton 50cm 100m Tidak 5 besi 1mm 100m Ya Tabel 6 Hasil pengujian baudrate komunikasi Analisa dan Kesimpulan Pada tabel diatas dapat diketahui bahwa data yang dikikan dengan berbagai macam baudrate didapat bahwa data terki semua. Hal ini di karenakan data yang diki panjang datanya terlalu pendek sehingga dengan baudrate kecilpun dapat terki. atas adalah Penggunaan baudrate dipilih berdasarkan panjang data yang diki. Agar data tidak rusak dan terki sempurna. 4.7 Pengujian Perhitungan Skor Tujuan Untuk mengetahui apakah terdapat perbedaan antara nilai hasil perhitungan manual dengan nilai yang di hasilkan dari server Hasil Pengujian Tabel 5 Hasil pengujian jenis hambatan Analisa dan Kesimpulan Dengan berbagai pengujian berbagai bahan yang di gunakan. Didapat data dimana data yang terki pada komunikasi tersebut hamper semua berhasil kecuali pada bahan beton. Dari data yang di peroleh tebal masing-masing dari bahan berbeda-beda. atas adalah Semakin tebal bahan hambatan yang digunakan maka komunikasi antar wireless sulit dilakukan. 4.6 Pengujian Baudrate Komunikasi Tabel 7 Tabel perhitungan manual pada sesi 1 antara meja 1 dan Tujuan Untuk mengetahui kemampuan komunikasi terhadap pengian data. range baud rate 4.6. Hasil Pengujian No Baudrate 1 10 Ya 400 Ya Ya Ya Ya Ya Ya Ya Tidak Gambar 10 Hasil perhitungan nilai IMP Pada gambar di atas merupakan hasil perhitungan nilai IMP secara elektronik menggunakan mikrokontroller. 6

7 Gambar 11 Hasil perhitungan VP per sesi Gambar di atas adalah perhitungan VP (Victory Point) dengan mikrokontroller. 1. Dengan baudrate sebesar 9600 bps yang digunakan dalam komunikasi wireless pada sistem, maka banyaknya karakter yang dapat diki adalah sebanyak 10 karakter per detik.. Jarak optimal modul Xbee Pro pada kondisi tanpa halangan adalah sekitar Proses parsing data dapat diterapkan dengan menggunakan aturan protokol yang ada. 4. Adanya sleep mode pada alat akan membuat baterai memiliki daya tahan yang lebih lama. 5. SARAN 1. Perlu adanya komunikasi multihop sehingga dapat lebih menghemat daya baterai dan dapat mengantisipasi node yang terhalang atau rusak.. Dibutuhkan mikrokontroller yang lebih besar lagi memorynya untuk dapat memproses skor lebih banyak karena dengan ATmega18 masih kurang. DAFTAR PUSTAKA Gambar 1 Hasil perhitungan total VP Gambar di atas adalah perhitungan total VP ( Victory Point) dengan mikrokontroller. Gambar 13 Hasil ranking berdasarkan total VP Pada gambar di atas merupakan hasil ranking nilai peserta berdasarkan pada nilai total VP ( Victory Point) dengan menggunakan mikrokontroller Analisa dan Kesimpulan Dari hasil percobaan yang telah di lakukan maka dapat kita simpulkan bahwa nilai antara hasil perhitungan secara manual hasilnya sama dengan hasil dari perhitungan server dengan menggunakan mikrokontroller. Tetapi pada percobaan ini hanya dapat menampung skor sampai 1 board saja karena keterbatasan hardware. V. PENUTUP 5.1 KESIMPULAN Setelah melakukan tahap perencanaan dan pengujian sistem, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : [1] Afrilianto Irmawan. Rancang Bangun Pengembangan KWH Ukur Listrik 1 Phasa Beban Rumah Tangga ( Pengian dan Pengolahan data ). Proyek : T. Elektro Industri Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember ; 09 [] Gilang Kharisma. Perancangan dan Pembuatan Perangkat Keras untuk Pemantau Kondisi Hutan dengan Sistem Komunikasi (ZIGBEE). Proyek : T. Telekomunikasi Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember ; 09 [3] Moch. Harun Arrosyid. Implementasi Wireless Sensor Network Untuk Monitoring Para Energi Listrik Sebagai Peningkatan Layanan Bagi Penyedia Energi Listrik. Proyek : T. Elektro Industri Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember ; 09 [4] Manning, J.R. Mathematics of Duplicate Bridge Tournaments. Bulletin of Institute of Mathematics and its Applications;1979 [5] e_(card_game)/ [6] dikunjungi tanggal 7 Juli 10. [7] dikunjungi tanggal 7 Juli 10 [8] di akses tanggal 5 Januari 11 [9] biguation) [10] and Ethics Publications/Bridge Movements the Maths.pdf 7