BAB II DASAR TEORI Gambar 2.1. Hardware Mikrokontroler

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI Pada bab ini dibahas tentang landasan teori tentang hardware yang digunakan (Mikrokontroler ATMega8536, USR-WIFI232-G, IC MAX 232, Display LCD), Wireless LAN (Topologi Ad Hoc dan Topologi Infrastruktur), dan penjelasan tentang AT+ Instruction Hardware Hardware yang digunakan tersusun atas banyak komponen, antara lain Mikrokontroler ATMega8536, USR-WIFI232-G, IC MAX 232, Display LCD seperti yang ditunjukkan oleh Gambar 2.1. Gambar 2.1. Hardware Mikrokontroler Mikrokontroler adalah suatu piranti dengan berbagai macam peripheral terintegrasi di dalamnya. Mikrokontroler memiliki satu mikroprosesor sebagai unit pengolah utama yang akan bertanggung jawab untuk memecahkan persoalan-persoalan aritmatika, dan mengendalikan proses Input/Output (I/O). Jika dalam suatu chip telah terintegrasi antara Random Access memory (RAM), Read Only Memory (ROM), I/O, clock serta ditunjukkan untuk sistem kendali maka sistem ini dapat disebut menjadi mikrokontroler. Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan Personal Computer (PC) tetapi 6

2 7 dengan spesifikasi jauh lebih rendah jika dilihat dari segi kecepatan, kapasitas memori maupun fitur-fitur yang dimiliki Mikrokontroler lebih ditujukan untuk aplikasi yang tidak memerlukan beban komputasi yang tinggi[2, h.14]. Terdapat berbagai jenis mikrokontroler dan pada umumnya dikelompokkan menjadi dalam keluarga mikrokontroler. Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler ditentukan oleh perusahaan sesuai spesifikasi yang dimilikinya yang membedakan dengan keluarga lain. Berikut contoh beberapa keluarga mikrokontroler : 1. Keluarga MCS Keluarga AT89 3. Keluarga MC68HC05 4. Keluarga PIC 8 5. Keluarga Z Keluarga AVR Dalam skripsi ini menggunakan mikrokontroler dari keluarga AVR. Mikrokontroler yang dapat dikelompokkan dalam 4 kelas, yaitu keluarga ATTinv, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masingmasing kelas adalah memori, periperal dan fungsinya. Dalam skripsi ini menggunakan mikrokontroler ATMega8535 untuk transfer data dari Wi-Fi dan dapat ditampilkan ke penampil LCD[9, h.2]. Chip yang digunakan menggunakan kemasan PDIP yang tidak jauh berbeda dengan kemasan yang lain TQPF dan QFN/MLF yang tidak jauh berbeda dan pada Gambar 2.2 menunjukkan konfigurasi pin ATMega8535[7, h.39]. Gambar 2.2. Konfigurasi Pin ATMega8535[7, h.42]

3 USR-WIFI232-G Pengertian USR-WIFI232-G adalah Wi-Fi dengan spesifikasi WiFi b/g/n, mempunyai dukungan AP + jaringan nirkabel STA dan mendukung Wi-Fi Direct, dan Wi- Fi ini juga menyediakan upgrade firmware wireless dan remote yang memenuhi semua jenis kebutuhan aplikasi. Gambar 2.3 di bawah menunjukkan USR-WIFI232-G Demo[5, h.7]. Gambar 2.3. USR-WIFI232-G Demo Fitur Perangkat Lebih Lengkapnya[2, h.7] Single stream Wi-Fi@2.4 GHz dengan dukungan untuk mode keamanan WEP dan WPA/WPA2 Lengkap fungsi serial-to-wireless Operasi ultra-low-power dengan semua jenis power-save-mode Mencakup semua fungsi protokol dan konfigurasi untuk konektivitas Wi-Fi Dukungan STA/AP/AP + STA Mode Dukungan Smart Link Function Dukungan Wireless dan Remote Firmware Upgrade Function Dukungan User-Defined Web Page Upload Chip terpadu antena, pilihan konektor antena. Permukaan padat pada pemasangan modul 23,1 x 32.8 mm x 2.7 mm. Lengkap IPv4 dan IPv6 stack. Daya rendah RTOS dan driver. Bersertifikat FCC. RoHS dan kompatibel CE kompatibel. Operasi single supply -3.3V.

4 Definisi Pin Pada Gambar 2.4 menunjukkan USR-WIFI232-G dengan map pin dan Tabel 2.1 menjelaskan tentang definisi dari pin USR-WIFI232-G. Gambar 2.4. USR-WIFI232-G Map Pin[5, h.9] Tabel 2.1. USR-WIFI232-G Definisi Pin[5, h.9-11] Pin Deskripsi Net Name Tipe Sinyal Komentar 1,17,32,48 Ground GND Daya 2 JTAG Function JTAG_TCK I, PU 3 JTAG Function JTAG_TDO O 4 JTAG Function JTAG_TDI I, PU 5 JTAG Function JTAG_TMS I, PU JTAG/Debug fungsional pin, tidak terhubung jika 6 N.C Tidak terhubung 7 RTC Input 1 ALARM1 I, PU GPIO7, Sleep_RQ Pin (disarankan 100K ohm) 8 RTC Output 1 RTC_OUT1 O GPIO8, Sleep_ON Pin 9 Daya +3.3V DVDD Daya 10 N.C Tidak terhubung 11 A/D Input 1 ADC1 I/O, PD GPIO11, tidak terhubung 12 A/D Input 2 ADC2 I/O, PD GPIO12, tidak terhubung 13 RTC Input 2 ALARM2 I, PD GPIO13, tidak terhubung 14 N.C Tidak terhubung 15 N.C Tidak ada link, harus tidak terhubung (bersambung)

5 10 Tabel 2.1. USR-WIFI232-G Definisi Pin(lanjutan) 16 PWM 1 Output USB_PIO I/O GPIO16, tidak terhubung 18 N.C Tidak terhubung 19 N.C Tidak terhubung 20 PWM 2 Output GPIO20 I/O GPIO20, tidak terhubung 21 USB Interface USB- I/O 90 ohm Diff. Line 22 USB Interface USB+ I/O 90 ohm Diff. Line 23 GPIO 1 Output PWMHO O GPIO23, tidak terhubung 24 PWM Output0- low PWML0 O GPIO24, tidak terhubung 25 N.C Tidak terhubung 26 GPIO 0 Output GPIO26 I/O GPIO26, tidak terhubung 27 SPI Interface SPI_MOSI I/O, PU Tidak terhubung jika 28 SPI Interface SPI_CLK I/O, PU Tidak terhubung jika 29 SPI Interface SPI_CS I/O, PU Tidak terhubung jika 30 SPI Interface SPI_MOSI I/O, PD Tidak terhubung jika 31 Daya +3.3V DVDD Daya 33 N.C Tidak terhubung 34 Daya +3.3V DVDD Daya 35 GPIO GPIO35 I/O, PD GPIO35, WPS pin fungsional 36 N.C Tidak terhubung 37 N.C Tidak terhubung 38 N.C Tidak terhubung 39 UART0 UART0_TX I,PU Pin komunikasi UART 40 UART0 UART0_RTS 0 Pin komunikasi UART 41 UART0 UART0_RX - Pin komunikasi UART 42 UART0 UART0_CTS I,PU Pin UART (atau RS485) 43 Wi-Fi Status nlink O,PU 0 Boot-up OK; 1 Boot-up No OK; Tidak terhubung jika 44 Module Boot Up Indicator nready O,PU 0 Boot-up OK; 1 Boot-up No OK; Tidak terhubung jika (bersambung)

6 11 45 Mengembalikan Konfigurasi Tabel 2.1. USR-WIFI232-G Definisi Pin(lanjutan) nreload I,PU Modul akan mengembalikan default factory setelah set pin 0 lebih dari 1, kemudian set 1 (saran 50k, neskipun fungsi ini tidak digunakan) 46 GPIO 2 Output PWMFI0 I/O GPIO46, tidak terhubung 47 Reset Modul EXT_RESETn I,PU Low efektif reset input IC MAX232[4, h.82] MAX232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antarmuka dual RS-232 transmitter/receiver yang memenuhi spesifikasi standar. IC MAX232 hanya membutuhkan power supply 5V (single power supply) sebagai catu. IC MAX232 berfungsi merubah tegangan pada COM1 menjadi level tegangan TTL/CMOS. IC MAX232 terdiri atas tiga bagian, yaitu dual charge-pump voltage converter, driver RS232 dan receiver RS232 (Gambar 2.5). Gambar 2.5. Konfigurasi Pin IC MAX Penampil LCD 16x2[2, h.18] LCD modul terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk karakter dua baris, masing-masing bisa menampung 16 karakter. Bagian kedua merupakan sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang terintegrasi dibalik panel LCD, berfungsi mengatur informasi serta berfungsi mengatur komunikasi modul dengan mikrokontroler yang memakai LCD itu. LCD yang digunakan ini memiliki 16 pin, dengan fungsinya masing-masing dapat dilihat pada Tabel 2.2 berikut ini :

7 12 Tabel 2.2. Fungsi Pin-pin LCD No.Pin Simbol Fungsi 1 Vss Ground (0V) 2 Vcc Tegangan positif sumber tegangan (+5V) 3 Vee Untuk mengatur kontras di layar LCD 4 RS Pemilih register yang ingin digunakan (instruction register atau data register) 5 R/W Pin baca (Read) atau tulis (Write) 6 E Enable signal, untuk memulai operasi 7-14 DB0-DB7 Data bus yang akan melakukan data yang akan dibaca atau ditulis dari / ke LCD V±BL Black Light Supply Untuk berhubungan dengan mikrokontroler pemakai, LCD dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0..DB7) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur kerjanya. Selain itu dilengkapi pula dengan E,R/W dan RS seperti layaknya komponen yang kompatibel dengan mikrokontroler Wireless LAN[8, h.95] Berdasarkan model jaringan yang terbentuk, wireless LAN memiliki dua buah topologi (Gambar 2.6), yaitu : 1. Ad Hoc Dua/lebih Mobile Station (MS) berkomunikasi dan membentuk jaringan secara bebas. Tidak ada struktur tertentu dalam jaringan tersebut. Tidak ada titik yang tetap dan biasanya setuap MS dapat berkomunikasi langsung dengan setuap MS yang lain. Salah satu menjadi master. 2. Infrastruktur Menggunakan Access Point (AP) tetap sebagai pusat komunikasi bagi MS. AP biasanya terhubung dengan jaringan kabel untuk menjembatani jaringan nirkabel dengan jaringan kabel. Struktur kerjanya sama dengan Base Station pada jaringan selular.

8 13 Gambar 2.6. Topologi Ad Hoc (kiri) dan Topologi Infrastruktur (kanan) Topologi Ad Hoc Topologi ad hoc adalah topologi Wi-Fi dimana komputer maupun mobile station terhubung secara langsung tanpa menggunakan Access Point. Jadi komunikasi langsung dilakukan me!alui masing-masing perangkat wireless yang terdapat pada komputer atau perangkat komunikasi lainnya. Prinsip kerja ad hoc sama dengan prinsip kerja peer to peer[3, h.1]. Karena koneksi ad hoc hanya untuk dua atau lebih komputer, topologi ini digunakan sebagian besar untuk transfer file dengan cara turning on file sharing dan setting up jaringan ad hoc sehingga transfer file mampu bekerja dengan baik[1, h.17]. Pada Gambar 2.7 menunjukkan topologi ad hoc dengan menggunakan USR- WIFI232-G. Gambar 2.7. Topologi Ad Hoc[5, h.31] Topologi Insfrastruktur Topologi infrastruktur adalah topologi Wi-Fi dimana komputer-komputer maupun mobile stasions dalam suatu jaringan terhubung melalui AP dan STA. Jadi setiap komputer maupun mobile station yang hendak berhubungan satu sama lain harus melewati AP terlebih dahulu, baru kemudian dapat menggunakan sumber daya yang ada pada jaringan seperti pada Gambar 2.8[3, h.2].

9 14 Gambar 2.8. Topologi Infrastruktur[3, h.2] Modul USR-WIFI232-G dapat dikonfigurasi baik sebagai wireless STA dan AP base dalam tipe jaringan. Logikanya ada dua interface dalam USR-WIFI232-G. Salah satunya adalah untuk STA, dan yang lain adalah untuk AP. Ketika USR-WIFI232-G bekerja sebagai AP, peralatan lainnya STA dapat terhubung ke wireless LAN melalui modul USRWIFI232-G. Jaringan wireless dengan USR-WIFI232-G dengan USR- WIFI232-G sangat fleksibel[5, h.16-17] Dasar Jaringan Wireless AP Pada mode AP ini USR-WIFI232-G akan menjadi pusat dari jaringan node dan dihubungkan melalui UART serial port untuk memberikan pengaturan(gambar 2.9). Gambar 2.9. Struktur Dasar Jaringan Wireless AP USR-WIFI232-G [5, h.17] Jaringan Wireless AP + STA[5, h.17] USR-WIFI232-G mempunyai dukungan modul AP+STA, berarti dukungan modul dengan AP dan STA pada saat yang sama, seperti Gambar 2.10, Ketika modul memungkinkan fungsi AP+STA, modul dalam STA dapat terhubung dengan router dan menghubungkan ke TCP server dalam jaringan. Pada saat yang sama, modul dalam AP juga aktif dan mengizinkan telepon/pad untuk terhubung melalui TCPB, maka ponsel/pad dapat mengontrol perangkat pengguna dan dan pengaturan parameter modul.

10 15 Gambar Struktur Jaringan AP+STA Keuntungan dari mode AP + STA adalah: Pengguna dapat dengan mudah mengatur dan melacak pengguna perangkat melalui Telepon / PAD dan tidak mengubah pengaturan jaringan asli. Pengguna dapat dengan mudah mengatur parameter modul melalui Wi-Fi ketika modul bekerja sebagai mode STA AT+Instruction Pada AT command saat USR-WIFI2332-G dihidupkan, modul bekerja sebagai mode transparent transmission, kemudian pengguna dapat menghubungkan pada pengaturan mode dengan serial port command. Dengan menggunakan WIFI232-Tool, USR-WIFI232-G-Setup v1.10 diatur sesuai dengan com port yang dipakai dan baudrate yang digunakan adalah dengan IP Saat dikirimkan perintah +++ maka USR-WIFI232 akan menerima +++ dan memberikan feedback a sebagai konfirmasi dan akan memberikan feedback +ok untuk masuk dalam AT+Instruction set mode pengaturan seperti pada Gambar 2.11[5, h.33]. Gambar Menghubungkan ke Mode Pengaturan

11 16 Pengguna dapat memasukkan perintah dengan pengaturan Send command via com dan AT+Instruction dimasukkan, kemudian klik Send command untuk mengirimkan perintah. Pengguna dapat memasukkan AT+H untuk memperlihatkan macam-macam perintah dan penjelasan untuk memulainya Instruction Syntax Format[5, h.34] Protokol AT+Instruction berdasarkan instruksi dari perintah ASCII, penjelasan dari syntax format adalah sebagai berikut Format Deskripsi < > : Berarti bagian harus disertakan [ ] : Berarti bagian opsional Pesan Perintah AT+<CMD>[op][para-1,para-2,para-3,para-4 ]<CR> AT+ : Prefix pesan perintah CMD : Perintah string [op] : Simbol operator perintah = : Perintah memerlukan parameter input NULL :Permintaan perintah pada paramerter pengaturan yang sering digunakan. [para-n] : Parameter masukan untuk mengatur jika diperlukan. <CR : Enter Key 0x0a atau 0x0d dalam ASCII Pesan Respon +<RSP>[op] [para-1,para-2,para-3,para-4 ]<CR><LF><CR><LF> + : Awalan dari pesan respon RSP : Respon string ok : Sukses ERR : Gagal [op] : = [para-n] :Parameter jika perintah permintaan atau error code saat kesalahan terjadi <CR> : ASCII 0x0d

12 17 <LF> : ASCII 0x0a - Kode Error Tabel 2.3. Penjelasan Kode Error Kode Error Deskripsi -1 Format perintah tidak valid -2 Perintah tidak valid -3 Simbol operasi tidak valid -4 Parameter tidak valid -5 Operasi yang tidak diijinkan AT+Instruction Set[5, h.35-36] Tabel 2.4. AT+Instruction Set List Instruksi Deskripsi <null> Tidak ada Manajemen Set Instruksi E Membuka/menutup tampilan kembali fungsi WMODE Mengatur Wi-Fi bekerja pada mode (AP/STA/APSTA) ENTM Mengatur modul ke dalam mode transmisi transparan TMODE Mengatur modul ke mode transfer data MID Mengatur modul informasi ID VER Mengatur modul informasi versi sofware RELD Mengembalikan ke pengaturan default pabrik Z Re-start modul H Bantuan Mengkonfigurasikan Parameter Set Instruksi CFGRD Parameter-parameter yang mengkonfigurasikan pengguna batch read CFCWR Parameter-parameter yang mengkonfigurasikan batch write CFGFR Parameter-parameter yang mengkonfigurasikan batch read factory default CFGTF Mengkopi parameter pengguna ke parameter default pabrik UART Set Instruksi UART Mengatur parameter-parameter serial port UARTF Membuka/menutup UART fungsi auto-frame UARTFT Mengatur UART pemicu waktu auto-frame UARTFL Mengatur UART pemicu panjang auto-frame UARTTE Mengatur UART pemicu waktu auto-frame diantara dua byte Perintah Set Mode SEND Mengirimkan data pada mode perintah RECV Menerima data pada mode perintah (bersambung)

13 18 Tabel 1. AT+Instruction Set List (lanjutan) Jaringan Set Instruksi PING Instruksi Ping jaringan NETP Mengatur parameter-parameter protokol jaringan TCPLK Mengatur jika TCP link sudah build-up TCPTO Mengatur TCP timeout TCPDIS Membuka/menutup TCP link Wi-Fi STA Set Instruksi (Efektif saat modul bekerja sebagai STA) WSKEY Mengatur parameter-parameter keamanan STA WSSSID Mengatur yang terkait parameter-parameter AP SSID WANN Mengatur parameter-parameter jaringan STA WSMAC Mengatur MAC address STA WSLK Mengatur status STA Wi-Fi link WSLQ Mengatur kekuatan sinyal STA Wi-Fi WSCAN Scan AP WSDNS Mengatur statik DNS server address STA Wi-Fi AP Set Instruksi (Efektif saat modul bekerja sebagai AP) LANN Mengatur parameter-parameter jaringan AP WAP Mengatur parameter-parameter AP Wi-Fi WAKEY Mengatur parameter-parameter keamanan AP WAMAC Mengatur MAC address AP WADHCP Mengatur status AP DHCP server Halaman Web Manajemen Set Instruksi WEBSWITCH Pilihan mengatur halaman web PLANG Mengatur pilihan bahasa halaman web WEBU Mengatur username dan code halaman web Remote Upgrade Set Instruksi UPURL Mengatur remote upgrade URL address UPFILE Mengatur remote upgrade mengkonfigurasikan nama file UPST Memulai remote upgrade Manajemen Daya Set Instruksi MSLP Mengatur parameter-parameter deep sleep/ mode standby Set Insrtuksi Yang Lain WRMID Mengatur modul ID ASWD Mengatur kode konfigurasi Wi-Fi