Perancangan Pengaman dan Pemantau Sepeda Motor Menggunakan Komunikasi Seluler Berbasis Atmega8535
5
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroller dapat dianologikan dengan sebuah system computer yang dikemas dalam
sebuah chip. Artinya bahwa didalam sebuah IC mikrokontroler sebetulnya telah terdapat
kebutuhan minimal agar mikroprosesor dapt bekerja,yaitu meliputi mikroprosesor,ROM,
RAM, I/O dan clock seperti halnya yang di miliki sebuah komputer PC. Mengingat
kemasannya yang hanya berupa sebuah chip yang ukurannya relative kecil tentu saja
spesifikasi dan kemampuan yang di miliki oleh mikrokonroler menjadi lebih rendah bila
dibandingkan dengan system computer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatannya,
kapasitas memori maupun fitur-fitur yang di milikinya.meskipun dari sisi kemampuan lebih
rendah tetapi mikrokontroler memiliki kelebihan yang tidak bisa di peroleh pada systemsystem yang relative tidak terlalu kompleks atau tidak membutuhkan beban komputasi yang
tinggi. Ada banyak jenis mikrokontroler yang masing-masing memiliki keluarga atau series
sendri-sendiri.
Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler di tentukan oleh
perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasi khusus yang di milikinya yang membedakan
dengan mikrokontroler keluarga yang lain,terutama menyangkut kompatibilitasnya dalam hal
programnya salah satunya adalah keluarga AT90, AT Mega (Atmel,Arsitektur,AVR)
2.1.1 Deskripsi Mikrokontroller ATmega8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali. Biasanya digunakan
untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.Beberapa tahun
terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakanterutama dalam pengontrolan robot. Seiring
perkembangan
elektronika,mikrokontroler
dibuat
semakin
kompak
dengan
bahasa
pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf
Universitas Sumatera Utara
6
and Vegard Risc processor ) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC( Reduce
Instruction Set Computing ) dimana program berjalan lebih cepatkarena hanya membutuhkan
satu siklus clock.
untuk
mengeksekusi
satuinstruksi
program.
Secara
umum,
AVR
dapat
dikelompokkan menjadi 4 kelas,yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega,
dan
AT86RFxx.Pada
dasarnya
yang
membedakan
masing-masing
kelas
adalah
memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,mereka
bisa dikatakan hampir sama.Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup
lengkap.Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC
internal
,
EEPROM internal
,
Timer/Counter, PWM, analog comparator,
dll (M.AryHeryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini
memungkinkankita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan
efisien,serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk
dalam kategori embedded komputer. Di dalam sebuah mikrokontroller terdapat komponenkomponen seperti: processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki
kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang
dibuat oleh programmer. Mikrokontroller adalah piranti elektronik yang dikemas dalam
bentuk sebuah IC (Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa peripheral
lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor.
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi
dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu
siklus instruksi clock. Bandingkan dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang
membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan
CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan satu sama lain
adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535
karena populasi yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang lebih
terjamin.
Universitas Sumatera Utara
7
2.1 Tabel Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR
Keterangan:
• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program
hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk
penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk
penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun
masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus
secara serial asynchronous
• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog
dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range
tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara
serial synchronous
Universitas Sumatera Utara
8
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat
diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang
minimal
2.1.1.1 Arsitektur ATmega8535
• Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
• ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
• Tiga buah timer / counter
• 32 register
• Watchdog Timer dengan oscilator internal
• SRAM sebanyak 512 byte
• Memori Flash sebesar 8 kb
• Sumber Interrupt internal dan eksternal
• Port SPI (Serial Peripheral Interface)
• EEPROM on board sebanyak 512 byte
• Komparator analog
• Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
2.1.1.2 Fitur ATmega8535
• Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
• Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
• ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel
• Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps
• Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
2.1.1.3 Konfigurasi pin ATmega8535
• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya
• GND merupakan pin Ground
• Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
Universitas Sumatera Utara
9
• Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu
Timer/Counter, komparator Analog dan SPI
• Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu
komparator analog dan Timer Oscillator
• Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan
interrupt eksternal serta komunikasi serial
• RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
• XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
• AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC
• AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC
Gambar 2.1 Pin-out ATmega8535
2.1.1.4 Peta Memory ATmega8535
ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang
terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 32 buah register umum, 64 buah
register I.O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space
data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk
menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu
mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan
Universitas Sumatera Utara
10
untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,
timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara
lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori berikutnya digunakan untuk
SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.
Gambar 2.2 Peta Memori Data ATmega8535
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word atau 2 byte
karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KByte
x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki
12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 2.3 Memori Program AVR ATmega8535
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit
sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
2.1.1.5 Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang
dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU
mikrokontroler.
Gambar 2.4 Status Register ATmega8535
Universitas Sumatera Utara
12
Penjelasan
• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis
interupsi.
• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber
atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T
menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam
register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.
• Bi5 >>> H (Half Cary Flag)
• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V
(komplemen dua overflow).
• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi
matematis.
• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis
menghasilkan bilangan negatif.
• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis
menghasilkan bilangan 0.
• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.
2.1.1.6 SISTEM MINIMUM ATmega8535
Sistem minimum (minsys) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang
diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Rangkaian ini kemudian bisa
dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.
Universitas Sumatera Utara
13
Gambar 2.5 Sistem Minimum Atmega8535
Untuk membuat rangkaian minimum ATmega8535 diperlukan beberapa komponen yaitu:
• IC mikrokontroler ATmega8535
• 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz atau 11.0592 MHz (XTAL1)
• 3 kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4)
• 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm (R3)
• 1 tombol reset pushbutton (PB1)
Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan tegangan 5V DC.
Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di
port A.
2.2.1 Sistem Komunikasi Dengan SMS
2.2.1.1 Pengenalan SMS (Short Message Servive)
SMS adalah sebuah layanan yang dilaksanakan dengan sebuah telepon genggam
untuk mengirim untuk menerima pesan-pesan pendek. Pada mulanya SMS dirancang sebagai
bagian dari pada GSM,tetapi sekarng sudah didapatkan pada jaringan begerak lainya
termasuk jaringan UMTS. Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes,dengan kata
Universitas Sumatera Utara
14
lain sebuah pesan bisa memuat 140 karakter 8-bit,160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit
untuk bahasa Korea yang memakai Hanzi(Aksara Kanji/Hanjai). Selain 140 bytes ini ada
data-data lain yang termasuk. Adapula beberapa metode untuk mengirim pesan yang lebih
dari 140 byts,tetapi seorang pengguna harus membayar lebih dari sekali. SMS bisa pula untuk
mengirim gambar,suara dan film. SMS bentuk ini disebut MMS. Pesan SMS dikirim dari
sebuah telepon genggam ke pusat pesan (SMSC dalam bahasa Inggris),di sini disimpan dan
mencoba mengirimnya.
2.2.2 Wavecom
Kegunaan wavecom untuk sms gateaway dan server pulsa - Wavecom adalah pabrikkan
Perancis (berbasis di Issy-les-Moulineaux, Prancis), Wavecom SA berdiri sejak tahun 1993,
dimulai sebagai konsultan teknik dan kantor sistem GSM jaringan nirkabel dan pada tahun
1996 mulai desain Wavecom Wireless GSM modul pertama dan didirikan pada tahun 1997,
pertama berbasis GSM-GSM modul dan pengkodean khusus pada perintah. Sulit untuk
menemukan referensi tipe navigasi modul sebagai pertama dibuat oleh Wavecom SA.
Wavecom Fastrack adalah di Indonesia cukup dikenal digunakana pada industri bisnis
rumahan dan bahkan skala besar mulai dari fungsi untuk kirim SMS massal hingga fungsi
sebagai penggerak perangkat elektronik. Beberapa fungsi kegunaan wavecom ini di
masyarakat adalah antara lain :
1. SMS Broadcast application
2. SMS Quiz application
3. SMS Polling
4. SMS auto-replay
5. M2M Integration
6. Aplikasi Server Pulsa
7. Telematri
8. Pyment Point Data
9. PPOB
10. Dsb
Universitas Sumatera Utara
15
2.2.3 Modul GSM
Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi
komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM Sony Ericsson
GM47 merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam
aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada
modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung
(communication links). Fungsi Modul GSM adalah peralatan yang menghubungkan antara
mikrokontroler dengan jaringan GSM dalam suatu aplikasi nirkabel. Denganadanya sebuah
modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan
menggunakan jaringan GSM sebagai media akses. 2.3.1 Modul GSM SIM 300C EVB
SIMCOM menawarkan informasi ini sebagai layanan kepadapelanggan, untuk mendukung
upaya aplikasi dan rekayasa yang menggunakan produk SIMCOM. Informasi yang diberikan
didasarkan pada kebutuhan khusus disediakan untuk SIMCOM oleh pelanggan. SIMCOM
belum dilakukan setiap pencarian independen untuk
informasi tambahan yang relevan,
termasuk informasi yang mungkin dimiliki pelanggan. Selanjutnya, sistem validasi produk ini
SIMCOM dalam sistem elektronik yang lebih besar tetap menjadi tanggung jawab dari
pelanggan atau system integrator pelanggan. Semua spesifikasi yang diberikan di sini dapat
berubah. Dirancang untuk pasar global, SIM300C adalah Tri-band GSM / GPRS mesin yang
bekerja pada frekuensi jaringan EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz dan PCS1900
MHz.SIM300C menyediakan GPRS multi-slot kelas 10 / class8 (opsional) kemampuan dan
mendukung pengkodean GPRS skema CS-1, CS-2, CS-3 dan CS-4. Dengan konfigurasi kecil
50mm x 33mm x 6.2mm, SIM300C dapat cocok hampir semua kebutuhan ruang dalam
aplikasi industri, seperti M2M, dan mobile data dll. Gambar 2.7 Tampilan SIM 300C
2.2.4 Global Positing System (GPS)
GPS atau Global Positioning System dalam pengertian sederhana adalah salah satu
sistem yang akan membantu kita untuk mengetahui posisi kita berada saat ini. GPS bekerja
dengan menstransmisikan sinyal dari satelit ke perangkat GPS (handphone atau Blackberry
yang dilengkapi teknologi GPS misalnya). Untuk memperoleh detil posisi yang seakurat
mungkin, GPS sebaiknya digunakan di ruang terbuka Penggunaan GPS di dalam ruangan,
hutan ataupun di tempat yang banyak gedung-gedung tinggi, akan membuat GPS bekerja
kurang
akurat.
Informasi GPS ditransmisikan oleh beberapa satelit (tiga satelit misalnya) sehingga GPS
Universitas Sumatera Utara
16
receiver mampu mengkalkulasi dan menampilkan seakurat mungkin posisi, kecepatan dan
informasi waktu kepada pengguna GPS.Teknologi GPS pertama kali digunakan oleh United
States Departement of Defense (DOD) untuk kebutuhan militer. Sistem GPS mulai digunakan
sejak tahun 1980, namun pemakaian secara umum oleh publik baru sekira tahun 1990-an.
Saat ini GPS adalah sistem satelit navigasi yang paling populer dan paling banyak
diaplikasikan di dunia, baik di darat, laut, udara, maupun angkasa.
Disamping aplikasi-aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS yang cukup marak saat ini
antara lain meliputi survai pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisik, transportasi
dan navigasi, pemantauan deformasi, pertanian, kehutanan, dan bahkan juga bidang olahraga
dan rekreasi.Tapi mungkin belum banyak yang tahu apa itu sebenarnya GPS, GPS (Global
Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan
dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan
tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara terus menerus di seluruh dunia tanpa
bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak
digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi
tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan
informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter sampai dengan puluhan
meter. Dengan GPS kita dapat mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan
ketinggian di atas permukaan laut), jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat
mengetahui posisi kita dengan tepat.
GPS dalam istilah formalnya adalah NAVSTAR GPS, singkatan dari Navigation Satellite
Timing and Ranging Global Positioning Sistem. GPS terdiri atas 3 segmen utama, yaitu
segmen angkasa yang terdiri atas satelit GPS, segmen sistem kontrol yang terdiri atas stasiunstasiun pemonitor dan pengontrol satelit dan segmen pemakai yang terdiri atas pemakai GPS
termasuk alat-alat penerima dan pengolah sinyal dan data GPS.
Dalam penerapannya sinyal-sinyal yang diterima oleh GPS kemudian diubah menjadi
informasi tentang posisi (koordinat dan ketinggian). Dalam hal ini data yang diperoleh oleh
receiver masih mengandung unsur-unsur kesalahan antara lain kesalahan ephemeris (orbit),
bias ionosfir, bias troposfir, efek multipath, cycle slips dan noise.
Universitas Sumatera Utara
17
2.2.4.1 Pembahasan Pengertian GPS Serta Kemampuannya
GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi
yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan
posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh
dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS
sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang
menuntut informasi tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS
dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter
(orde nol) sampai dengan puluhan meter.Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat
memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah,
dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah
satu-satunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang
memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm
untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa
nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada
beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan
metode pengolahan datanya
2.2.4.2 Sejarah GPS
Sejarah GPS dimulai dari awal tahun 1960-an saat Departemen Pertahanan (Dephan)
Amerika Serikat merasa perlu memiliki sistem navigasi yang akurat, dapat berfungsi secara
global, dalam segala cuaca, dan tersedia setiap saat. Berbagai pendekatan dan teknologi diuji
coba sampai akhirnya pada akhir tahun 1973 Dephan AS menyetujui pelaksanaan uji coba
satelit Navstar yang menjadi generasi pertama dari satelit GPS. Hingga tahun 1983, masa
pemerintahan Presiden Ronald Reagan mengizinkan penggunaan GPS untuk pesawat sipil
setelah terjadi insiden penembakan pesawat Korean Airlines, penerbangan 007 yang
dianggap “nyasar” melintasi perbatasan Uni Soviet. Sejak saat itu, GPS mulai disiapkan
untuk dipergunakan oleh kalangan sipil secara internasional, terutama untuk kalangan
penerbangan dan kelautan..
Lonjakan pesat industri GPS pertama terjadi di tahun 1991 saat terjadinya Perang
Teluk. Pada saat itu, Pentagon memesan 10.000 unit dan 3.000 unit perangkat GPS
nonmiliter dari Trimble Navigation dan Magellan Systems. Pada perkembangan selanjutnya,
Universitas Sumatera Utara
18
perangkat GPS terus dikembangkan semakin baik, andal, dan terjangkau harganya. Peranan
GPS Bidang Militer, GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom,
atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana
teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan pasukan
Bidang Navigasi, GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas.
Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan
menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara
bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Bidang Sistem Informasi Geografis, Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis,
GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan,
ataupun sebagai referensi pengukuran.
Bidang Sistem pelacakan kendaraan, Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak
kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada
dimana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini. Bidang Pemantau gempa,
Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan
tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk
memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik
2.2.4.3 Cara kerja GPS
Cara kerja sistem GPS pada dasarnya adalah menentukan jarak antara posisi satelitsatelit GPS pada orbitnya di angkasa luar ke alat penerima GPS. Dengan minimal 4 signal
satelit yang diterima pada alat penerima GPS, maka alat penerima GPS dapat menghitung,
dengan tingkat ketelitian tertentu, lokasi? alat penerima GPS tersebut di atas permukaan
bumi. Pada saat ini ada lebih dari 31 satelit dengan 24 satelit aktif GPS yang mengorbit di
angkasa luar, tersebar di 6 bidang orbit.
Sinyal yang dipancarkan oleh satelit GPS memuat informasi waktu kapan signal itu
dipancarkan dan juga informasi mengenai posisi satelit yang bersangkutan di angkasa luar.
Satelit GPS dilengkapi dengan jam atom yang memiliki ketelitian sangat tinggi, sehingga
data waktu yang terbungkus dalam sinyal GPS mempunyai tingkat ketepatan/akurasi yang
tinggi.
Universitas Sumatera Utara
19
Tingkat ketelitian yang dibutuhkan dari alat GPS bergantung pada penggunaan alat
GPS tersebut. Akurasi penentuan posisi alat GPS komersial saat ini yang hanya
menggunakan informasi dari GPS (standalone GPS) adalah sekitar 100 meter, sedangkan bila
menggunakan tambahan referensi informasi lain (differential GPS) yang standar maka tingkat
akurasinya
bisa
antara
10
cm sampai
1m.Perangkat-perangkatnya
Setiap
satelit
mentransmisikan dua sinyal yaitu L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1
dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A
(coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode
yang unik sehingga penerima (perangkat GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap
satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan
selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.Perangkat GPS yang dikhususkan buat
sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih
dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti.
Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan
posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang
dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian).
Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk
mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila
perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita dikelilingi
oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar
untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.
2.2.4.4 Cara menggunakan GPS.
Langkah pertama kita adalah hanya memilih kemana tujuan kita, kemudian GPS itu akan
nuntun kita ke tempat yang dituju melalui peta yang ada di GPS itu, selain itu, yang menarik
dari GPS ini, adalah GPS akan kasih jalan yang paling cepat untuk sampai pada tujuan, bisa
berupa garis yang ditampikan di peta GPS dari tempat kamu sekarang ke tempat tujuan, dan
bahkan dia bisa menuntun kamu misalkan ada belokan bisa memotong jalan..
Keuntungan dan Kerugian dari GPS:
Keuntungan GPS :
GPS untuk Navigasi Aplikasi GPS di bidang militer pada umumnya dapat dibagi menjadi
beberapa bagian misalnya, pemetaan (penentuan posisi titik-titik target terutama pada
Universitas Sumatera Utara
20
masalah topografi angkatan darat, pencitraan, foto udara, dan beberapa analisis spasial yang
ditujukan untuk mendukung perencanaan operasi), navigasi, tracking (monitoring atau
pemantauan), atau bahkan sebagai tools penuntun posisi-posisi sasaran peluru kendali, Rover,
UAV, dan AUV. Navigasi sering kali dilakukan oleh personel militer yang sedang
menempuh perjalanan dari suatu tempat ke tempat-tempat lain yang menjadi targetnya. Oleh
karena itu, dengan mengkombinasikan peta, kompas, dan GPS (receiver), maka proses
navigasi
menjadi
lebih
mudah
dan
menyenangkan
bagi
siapapun.
Demikian pula bagi personel militer yang bergerak dengan menggunakan platform
(kendaraan), bila menggunakan peta (terutama dijital) dan GPS (receiver), navigasinya
menjadi
jauh
lebih
mudah,
menyenangkan,
dan
cepat.
• Kekurangan GPS :
1. Penggunaan GPS untuk mengetahui posisi yang mengandalkan setidaknya tiga satelit
ini tidak selamanya akurat
2. Terkadang, dibutuhkan satu satelit untuk memperbaiki sinyal yang diterima.
Ketidakakuratan posisi yang ditunjukkan.
3. GPS ini dipengaruhi oleh posisi satelit yang berubah dan adanya proses sinyal yang
ditunda. Kecepatan sinyal GPS ini juga seringkali berubah karena dipengaruhi oleh
kondisi atmosfer yang ada. Selain itu, sinyal GPS juga mudah berinteferensi dengan
gelombang elektromagnetik lainnya
2.2.4.5 Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu
per satu pada waktu tertentu. Sehingga komunikasi data serial hanya menggunakan dua kabel
yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit(TX) dan kabel data untuk
penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingkan dengan komunikasi
paralel. Dikenal dua cara komunikasi data secara seria,yaitu komunikasi data serial
sinkron,clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial,sedangkan komunikasi data serial
asinkron,clock tidak dikirimkan bersama data serial,tetapi dibangktkan secara sendiri baik
pada sisi pengirim(transmiter)maupun pada sisi penerima (receiver).
Dalam Tugas akhir ini komunikasi antara modem wavecom dengan mikrokontroller
yang digunakan adalah komunikasi serial secara asinkron yang bersifat full – duplex,artinya
port serial bisa mengirim dan menerima pada waktu yang bersamaan. Perangkat yang
Universitas Sumatera Utara
21
digunakan yaitu kabel RS232 yang bisa digunakan untuk menghubungkan periferal eksternal
seperti modem dengan komputer.Modem memiliki level tegangan yang berbeda dengan level
tegangan TTL ataupun RS232,tetapi untuk kompatibilitas modem agar bisa terkoneksi
dengan PC guna berbagai keperluan maka disediakan kabel data yang compatible dengan
standar RS232 sebagai interface untuk koneksi.
2.2.4.6 Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk
menggerakan sejumlah kontaktor (saklar) yang tersusun. Kontaktor akan tertutup (On) atau
terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkankumparan (induktor) ketika dialiri
arus listrik. Ini dpergunkan ketika mematikan dan menghidupkan kendaraan pada saat berada
di parkiran.
2.6 Gbr Fisik relay
Universitas Sumatera Utara
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Mikrokontroler
Mikrokontroller dapat dianologikan dengan sebuah system computer yang dikemas dalam
sebuah chip. Artinya bahwa didalam sebuah IC mikrokontroler sebetulnya telah terdapat
kebutuhan minimal agar mikroprosesor dapt bekerja,yaitu meliputi mikroprosesor,ROM,
RAM, I/O dan clock seperti halnya yang di miliki sebuah komputer PC. Mengingat
kemasannya yang hanya berupa sebuah chip yang ukurannya relative kecil tentu saja
spesifikasi dan kemampuan yang di miliki oleh mikrokonroler menjadi lebih rendah bila
dibandingkan dengan system computer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatannya,
kapasitas memori maupun fitur-fitur yang di milikinya.meskipun dari sisi kemampuan lebih
rendah tetapi mikrokontroler memiliki kelebihan yang tidak bisa di peroleh pada systemsystem yang relative tidak terlalu kompleks atau tidak membutuhkan beban komputasi yang
tinggi. Ada banyak jenis mikrokontroler yang masing-masing memiliki keluarga atau series
sendri-sendiri.
Secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler di tentukan oleh
perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasi khusus yang di milikinya yang membedakan
dengan mikrokontroler keluarga yang lain,terutama menyangkut kompatibilitasnya dalam hal
programnya salah satunya adalah keluarga AT90, AT Mega (Atmel,Arsitektur,AVR)
2.1.1 Deskripsi Mikrokontroller ATmega8535
Mikrokontroler adalah IC yang dapat diprogram berulang kali. Biasanya digunakan
untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.Beberapa tahun
terakhir, mikrokontroler sangat banyak digunakanterutama dalam pengontrolan robot. Seiring
perkembangan
elektronika,mikrokontroler
dibuat
semakin
kompak
dengan
bahasa
pemrograman yang juga ikut berubah. Salah satunya adalah mikrokontroler AVR (Alf
Universitas Sumatera Utara
6
and Vegard Risc processor ) ATmega8535 yang menggunakan teknologi RISC( Reduce
Instruction Set Computing ) dimana program berjalan lebih cepatkarena hanya membutuhkan
satu siklus clock.
untuk
mengeksekusi
satuinstruksi
program.
Secara
umum,
AVR
dapat
dikelompokkan menjadi 4 kelas,yaitu kelas ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATmega,
dan
AT86RFxx.Pada
dasarnya
yang
membedakan
masing-masing
kelas
adalah
memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan,mereka
bisa dikatakan hampir sama.Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup
lengkap.Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC
internal
,
EEPROM internal
,
Timer/Counter, PWM, analog comparator,
dll (M.AryHeryanto, 2008). Sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini
memungkinkankita belajar mikrokontroler keluarga AVR dengan lebih mudah dan
efisien,serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler ATmega8535
Mikrokontroller merupakan contoh suatu sistem komputer sederhana yang masuk
dalam kategori embedded komputer. Di dalam sebuah mikrokontroller terdapat komponenkomponen seperti: processor, memory, clock, peripheral I/O, dll. Mikrokontroller memiliki
kemampuan manipulasi data (informasi) berdasarkan suatu urutan instruksi (program) yang
dibuat oleh programmer. Mikrokontroller adalah piranti elektronik yang dikemas dalam
bentuk sebuah IC (Integrated Circuit) tunggal, sebagai bagian utama dan beberapa peripheral
lain yang harus ditambahkan, seperti kristal dan kapasitor.
Mikrokontroller AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi
dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu
siklus instruksi clock. Bandingkan dengan instruksi keluarga MCS-51 (arsitektur CISC) yang
membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah Reduced Instruction Set Computing sedangkan
CISC adalah Complex Instruction Set Computing.
AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATmega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan satu sama lain
adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya. Dipilih Atmega8535
karena populasi yang banyak, sehingga ketersediaan komponen dan referensi penunjang lebih
terjamin.
Universitas Sumatera Utara
7
2.1 Tabel Perbandingan Spesifikasi dan Fitur keluarga AVR
Keterangan:
• Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program
hasil perencanaan, yang harus dijalankan oleh mikrokontroler
• RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk
penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang running
• EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah memori untuk
penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang running
• Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran ataupun
masukan bagi program
• Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa
• UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data khusus
secara serial asynchronous
• PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa
• ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal analog
dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai digital dalam range
tertentu
• SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial secara
serial synchronous
Universitas Sumatera Utara
8
• ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk dapat
diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan jumlah pin yang
minimal
2.1.1.1 Arsitektur ATmega8535
• Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
• ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
• Tiga buah timer / counter
• 32 register
• Watchdog Timer dengan oscilator internal
• SRAM sebanyak 512 byte
• Memori Flash sebesar 8 kb
• Sumber Interrupt internal dan eksternal
• Port SPI (Serial Peripheral Interface)
• EEPROM on board sebanyak 512 byte
• Komparator analog
• Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)
2.1.1.2 Fitur ATmega8535
• Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
• Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
• ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel
• Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps
• Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
2.1.1.3 Konfigurasi pin ATmega8535
• VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya
• GND merupakan pin Ground
• Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC
Universitas Sumatera Utara
9
• Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus yaitu
Timer/Counter, komparator Analog dan SPI
• Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus, yaitu
komparator analog dan Timer Oscillator
• Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog dan
interrupt eksternal serta komunikasi serial
• RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
• XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal
• AVCC merupakan pin masukan untuk suplai tegangan ADC
• AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC
Gambar 2.1 Pin-out ATmega8535
2.1.1.4 Peta Memory ATmega8535
ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang
terpisah. Memori data terbagi menjadi 3 bagian yaitu : 32 buah register umum, 64 buah
register I.O, dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space
data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk
menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu
mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan
Universitas Sumatera Utara
10
untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register,
timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara
lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah. Alamat memori berikutnya digunakan untuk
SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.
Gambar 2.2 Peta Memori Data ATmega8535
Memori program yang terletak pada Flash Perom tersusun dalam word atau 2 byte
karena setiap instruksi memiliki lebar 16-bit atau 32bit. AVR ATmega8535 memiliki 4KByte
x 16 Bit Flash Perom dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF. AVR tersebut memiliki
12 bit Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi Flash.
Universitas Sumatera Utara
11
Gambar 2.3 Memori Program AVR ATmega8535
Selain itu AVR ATmega8535 juga memilki memori data berupa EEPROM 8-bit
sebanyak 512 byte. Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.
2.1.1.5 Status Register
Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang
dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU
mikrokontroler.
Gambar 2.4 Status Register ATmega8535
Universitas Sumatera Utara
12
Penjelasan
• Bit7 >>> I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk mengenable semua jenis
interupsi.
• Bit6 >>> T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber
atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T
menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali ke suatu bit dalam
register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.
• Bi5 >>> H (Half Cary Flag)
• Bit4 >>> S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag -N (negatif) dan flag V
(komplemen dua overflow).
• Bit3 >>> V (Two's Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi
matematis.
• Bit2 >>> N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis
menghasilkan bilangan negatif.
• Bit1 >>> Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi Set apabila hasil operasi matematis
menghasilkan bilangan 0.
• Bit0 >>> C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.
2.1.1.6 SISTEM MINIMUM ATmega8535
Sistem minimum (minsys) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang
diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Rangkaian ini kemudian bisa
dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu.
Universitas Sumatera Utara
13
Gambar 2.5 Sistem Minimum Atmega8535
Untuk membuat rangkaian minimum ATmega8535 diperlukan beberapa komponen yaitu:
• IC mikrokontroler ATmega8535
• 1 XTAL 4 MHz atau 8 MHz atau 11.0592 MHz (XTAL1)
• 3 kapasitor kertas yaitu dua 22 pF (C2 dan C3) serta 100 nF (C4)
• 1 kapasitor elektrolit 4.7 uF (C12) 2 resistor yaitu 100 ohm (R1) dan 10 Kohm (R3)
• 1 tombol reset pushbutton (PB1)
Selain itu tentunya diperlukan power suply yang bisa memberikan tegangan 5V DC.
Rangkaian sistem minimum ini sudah siap untuk menerima sinyal analog (fasilitas ADC) di
port A.
2.2.1 Sistem Komunikasi Dengan SMS
2.2.1.1 Pengenalan SMS (Short Message Servive)
SMS adalah sebuah layanan yang dilaksanakan dengan sebuah telepon genggam
untuk mengirim untuk menerima pesan-pesan pendek. Pada mulanya SMS dirancang sebagai
bagian dari pada GSM,tetapi sekarng sudah didapatkan pada jaringan begerak lainya
termasuk jaringan UMTS. Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes,dengan kata
Universitas Sumatera Utara
14
lain sebuah pesan bisa memuat 140 karakter 8-bit,160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit
untuk bahasa Korea yang memakai Hanzi(Aksara Kanji/Hanjai). Selain 140 bytes ini ada
data-data lain yang termasuk. Adapula beberapa metode untuk mengirim pesan yang lebih
dari 140 byts,tetapi seorang pengguna harus membayar lebih dari sekali. SMS bisa pula untuk
mengirim gambar,suara dan film. SMS bentuk ini disebut MMS. Pesan SMS dikirim dari
sebuah telepon genggam ke pusat pesan (SMSC dalam bahasa Inggris),di sini disimpan dan
mencoba mengirimnya.
2.2.2 Wavecom
Kegunaan wavecom untuk sms gateaway dan server pulsa - Wavecom adalah pabrikkan
Perancis (berbasis di Issy-les-Moulineaux, Prancis), Wavecom SA berdiri sejak tahun 1993,
dimulai sebagai konsultan teknik dan kantor sistem GSM jaringan nirkabel dan pada tahun
1996 mulai desain Wavecom Wireless GSM modul pertama dan didirikan pada tahun 1997,
pertama berbasis GSM-GSM modul dan pengkodean khusus pada perintah. Sulit untuk
menemukan referensi tipe navigasi modul sebagai pertama dibuat oleh Wavecom SA.
Wavecom Fastrack adalah di Indonesia cukup dikenal digunakana pada industri bisnis
rumahan dan bahkan skala besar mulai dari fungsi untuk kirim SMS massal hingga fungsi
sebagai penggerak perangkat elektronik. Beberapa fungsi kegunaan wavecom ini di
masyarakat adalah antara lain :
1. SMS Broadcast application
2. SMS Quiz application
3. SMS Polling
4. SMS auto-replay
5. M2M Integration
6. Aplikasi Server Pulsa
7. Telematri
8. Pyment Point Data
9. PPOB
10. Dsb
Universitas Sumatera Utara
15
2.2.3 Modul GSM
Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi
komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM Sony Ericsson
GM47 merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam
aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada
modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung
(communication links). Fungsi Modul GSM adalah peralatan yang menghubungkan antara
mikrokontroler dengan jaringan GSM dalam suatu aplikasi nirkabel. Denganadanya sebuah
modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan
menggunakan jaringan GSM sebagai media akses. 2.3.1 Modul GSM SIM 300C EVB
SIMCOM menawarkan informasi ini sebagai layanan kepadapelanggan, untuk mendukung
upaya aplikasi dan rekayasa yang menggunakan produk SIMCOM. Informasi yang diberikan
didasarkan pada kebutuhan khusus disediakan untuk SIMCOM oleh pelanggan. SIMCOM
belum dilakukan setiap pencarian independen untuk
informasi tambahan yang relevan,
termasuk informasi yang mungkin dimiliki pelanggan. Selanjutnya, sistem validasi produk ini
SIMCOM dalam sistem elektronik yang lebih besar tetap menjadi tanggung jawab dari
pelanggan atau system integrator pelanggan. Semua spesifikasi yang diberikan di sini dapat
berubah. Dirancang untuk pasar global, SIM300C adalah Tri-band GSM / GPRS mesin yang
bekerja pada frekuensi jaringan EGSM 900 MHz, DCS 1800 MHz dan PCS1900
MHz.SIM300C menyediakan GPRS multi-slot kelas 10 / class8 (opsional) kemampuan dan
mendukung pengkodean GPRS skema CS-1, CS-2, CS-3 dan CS-4. Dengan konfigurasi kecil
50mm x 33mm x 6.2mm, SIM300C dapat cocok hampir semua kebutuhan ruang dalam
aplikasi industri, seperti M2M, dan mobile data dll. Gambar 2.7 Tampilan SIM 300C
2.2.4 Global Positing System (GPS)
GPS atau Global Positioning System dalam pengertian sederhana adalah salah satu
sistem yang akan membantu kita untuk mengetahui posisi kita berada saat ini. GPS bekerja
dengan menstransmisikan sinyal dari satelit ke perangkat GPS (handphone atau Blackberry
yang dilengkapi teknologi GPS misalnya). Untuk memperoleh detil posisi yang seakurat
mungkin, GPS sebaiknya digunakan di ruang terbuka Penggunaan GPS di dalam ruangan,
hutan ataupun di tempat yang banyak gedung-gedung tinggi, akan membuat GPS bekerja
kurang
akurat.
Informasi GPS ditransmisikan oleh beberapa satelit (tiga satelit misalnya) sehingga GPS
Universitas Sumatera Utara
16
receiver mampu mengkalkulasi dan menampilkan seakurat mungkin posisi, kecepatan dan
informasi waktu kepada pengguna GPS.Teknologi GPS pertama kali digunakan oleh United
States Departement of Defense (DOD) untuk kebutuhan militer. Sistem GPS mulai digunakan
sejak tahun 1980, namun pemakaian secara umum oleh publik baru sekira tahun 1990-an.
Saat ini GPS adalah sistem satelit navigasi yang paling populer dan paling banyak
diaplikasikan di dunia, baik di darat, laut, udara, maupun angkasa.
Disamping aplikasi-aplikasi militer, bidang-bidang aplikasi GPS yang cukup marak saat ini
antara lain meliputi survai pemetaan, geodinamika, geodesi, geologi, geofisik, transportasi
dan navigasi, pemantauan deformasi, pertanian, kehutanan, dan bahkan juga bidang olahraga
dan rekreasi.Tapi mungkin belum banyak yang tahu apa itu sebenarnya GPS, GPS (Global
Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan
dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan
tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara terus menerus di seluruh dunia tanpa
bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak
digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi
tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan
informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter sampai dengan puluhan
meter. Dengan GPS kita dapat mengetahui posisi geografis kita (lintang, bujur, dan
ketinggian di atas permukaan laut), jadi dimanapun kita berada di muka bumi ini, kita dapat
mengetahui posisi kita dengan tepat.
GPS dalam istilah formalnya adalah NAVSTAR GPS, singkatan dari Navigation Satellite
Timing and Ranging Global Positioning Sistem. GPS terdiri atas 3 segmen utama, yaitu
segmen angkasa yang terdiri atas satelit GPS, segmen sistem kontrol yang terdiri atas stasiunstasiun pemonitor dan pengontrol satelit dan segmen pemakai yang terdiri atas pemakai GPS
termasuk alat-alat penerima dan pengolah sinyal dan data GPS.
Dalam penerapannya sinyal-sinyal yang diterima oleh GPS kemudian diubah menjadi
informasi tentang posisi (koordinat dan ketinggian). Dalam hal ini data yang diperoleh oleh
receiver masih mengandung unsur-unsur kesalahan antara lain kesalahan ephemeris (orbit),
bias ionosfir, bias troposfir, efek multipath, cycle slips dan noise.
Universitas Sumatera Utara
17
2.2.4.1 Pembahasan Pengertian GPS Serta Kemampuannya
GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi
yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Sistem ini didesain untuk memberikan
posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh
dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS
sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang
menuntut informasi tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS
dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter
(orde nol) sampai dengan puluhan meter.Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat
memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah,
dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah
satu-satunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang
memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm
untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa
nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada
beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan
metode pengolahan datanya
2.2.4.2 Sejarah GPS
Sejarah GPS dimulai dari awal tahun 1960-an saat Departemen Pertahanan (Dephan)
Amerika Serikat merasa perlu memiliki sistem navigasi yang akurat, dapat berfungsi secara
global, dalam segala cuaca, dan tersedia setiap saat. Berbagai pendekatan dan teknologi diuji
coba sampai akhirnya pada akhir tahun 1973 Dephan AS menyetujui pelaksanaan uji coba
satelit Navstar yang menjadi generasi pertama dari satelit GPS. Hingga tahun 1983, masa
pemerintahan Presiden Ronald Reagan mengizinkan penggunaan GPS untuk pesawat sipil
setelah terjadi insiden penembakan pesawat Korean Airlines, penerbangan 007 yang
dianggap “nyasar” melintasi perbatasan Uni Soviet. Sejak saat itu, GPS mulai disiapkan
untuk dipergunakan oleh kalangan sipil secara internasional, terutama untuk kalangan
penerbangan dan kelautan..
Lonjakan pesat industri GPS pertama terjadi di tahun 1991 saat terjadinya Perang
Teluk. Pada saat itu, Pentagon memesan 10.000 unit dan 3.000 unit perangkat GPS
nonmiliter dari Trimble Navigation dan Magellan Systems. Pada perkembangan selanjutnya,
Universitas Sumatera Utara
18
perangkat GPS terus dikembangkan semakin baik, andal, dan terjangkau harganya. Peranan
GPS Bidang Militer, GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom,
atau mengetahui posisi pasukan berada. Dengan cara ini maka kita bisa mengetahui mana
teman mana lawan untuk menghindari salah target, ataupun menetukan pergerakan pasukan
Bidang Navigasi, GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas.
Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan
menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara
bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Bidang Sistem Informasi Geografis, Untuk keperluan Sistem Informasi Geografis,
GPS sering juga diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan,
ataupun sebagai referensi pengukuran.
Bidang Sistem pelacakan kendaraan, Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak
kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada
dimana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini. Bidang Pemantau gempa,
Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan
tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk
memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik
2.2.4.3 Cara kerja GPS
Cara kerja sistem GPS pada dasarnya adalah menentukan jarak antara posisi satelitsatelit GPS pada orbitnya di angkasa luar ke alat penerima GPS. Dengan minimal 4 signal
satelit yang diterima pada alat penerima GPS, maka alat penerima GPS dapat menghitung,
dengan tingkat ketelitian tertentu, lokasi? alat penerima GPS tersebut di atas permukaan
bumi. Pada saat ini ada lebih dari 31 satelit dengan 24 satelit aktif GPS yang mengorbit di
angkasa luar, tersebar di 6 bidang orbit.
Sinyal yang dipancarkan oleh satelit GPS memuat informasi waktu kapan signal itu
dipancarkan dan juga informasi mengenai posisi satelit yang bersangkutan di angkasa luar.
Satelit GPS dilengkapi dengan jam atom yang memiliki ketelitian sangat tinggi, sehingga
data waktu yang terbungkus dalam sinyal GPS mempunyai tingkat ketepatan/akurasi yang
tinggi.
Universitas Sumatera Utara
19
Tingkat ketelitian yang dibutuhkan dari alat GPS bergantung pada penggunaan alat
GPS tersebut. Akurasi penentuan posisi alat GPS komersial saat ini yang hanya
menggunakan informasi dari GPS (standalone GPS) adalah sekitar 100 meter, sedangkan bila
menggunakan tambahan referensi informasi lain (differential GPS) yang standar maka tingkat
akurasinya
bisa
antara
10
cm sampai
1m.Perangkat-perangkatnya
Setiap
satelit
mentransmisikan dua sinyal yaitu L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1
dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A
(coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode
yang unik sehingga penerima (perangkat GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap
satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan
selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y.Perangkat GPS yang dikhususkan buat
sipil hanya menerima kode C/A pada sinyal L1 (meskipun pada perangkat GPS yang canggih
dapat memanfaatkan sinyal L2 untuk memperoleh pengukuran yang lebih teliti.
Perangkat GPS menerima sinyal yang ditransmisikan oleh satelit GPS. Dalam menentukan
posisi, kita membutuhkan paling sedikit 3 satelit untuk penentuan posisi 2 dimensi (lintang
dan bujur) dan 4 satelit untuk penentuan posisi 3 dimensi (lintang, bujur, dan ketinggian).
Semakin banyak satelit yang diperoleh maka akurasi posisi kita akan semakin tinggi. Untuk
mendapatkan sinyal tersebut, perangkat GPS harus berada di ruang terbuka. Apabila
perangkat GPS kita berada dalam ruangan atau kanopi yang lebat dan daerah kita dikelilingi
oleh gedung tinggi maka sinyal yang diperoleh akan semakin berkurang sehingga akan sukar
untuk menentukan posisi dengan tepat atau bahkan tidak dapat menentukan posisi.
2.2.4.4 Cara menggunakan GPS.
Langkah pertama kita adalah hanya memilih kemana tujuan kita, kemudian GPS itu akan
nuntun kita ke tempat yang dituju melalui peta yang ada di GPS itu, selain itu, yang menarik
dari GPS ini, adalah GPS akan kasih jalan yang paling cepat untuk sampai pada tujuan, bisa
berupa garis yang ditampikan di peta GPS dari tempat kamu sekarang ke tempat tujuan, dan
bahkan dia bisa menuntun kamu misalkan ada belokan bisa memotong jalan..
Keuntungan dan Kerugian dari GPS:
Keuntungan GPS :
GPS untuk Navigasi Aplikasi GPS di bidang militer pada umumnya dapat dibagi menjadi
beberapa bagian misalnya, pemetaan (penentuan posisi titik-titik target terutama pada
Universitas Sumatera Utara
20
masalah topografi angkatan darat, pencitraan, foto udara, dan beberapa analisis spasial yang
ditujukan untuk mendukung perencanaan operasi), navigasi, tracking (monitoring atau
pemantauan), atau bahkan sebagai tools penuntun posisi-posisi sasaran peluru kendali, Rover,
UAV, dan AUV. Navigasi sering kali dilakukan oleh personel militer yang sedang
menempuh perjalanan dari suatu tempat ke tempat-tempat lain yang menjadi targetnya. Oleh
karena itu, dengan mengkombinasikan peta, kompas, dan GPS (receiver), maka proses
navigasi
menjadi
lebih
mudah
dan
menyenangkan
bagi
siapapun.
Demikian pula bagi personel militer yang bergerak dengan menggunakan platform
(kendaraan), bila menggunakan peta (terutama dijital) dan GPS (receiver), navigasinya
menjadi
jauh
lebih
mudah,
menyenangkan,
dan
cepat.
• Kekurangan GPS :
1. Penggunaan GPS untuk mengetahui posisi yang mengandalkan setidaknya tiga satelit
ini tidak selamanya akurat
2. Terkadang, dibutuhkan satu satelit untuk memperbaiki sinyal yang diterima.
Ketidakakuratan posisi yang ditunjukkan.
3. GPS ini dipengaruhi oleh posisi satelit yang berubah dan adanya proses sinyal yang
ditunda. Kecepatan sinyal GPS ini juga seringkali berubah karena dipengaruhi oleh
kondisi atmosfer yang ada. Selain itu, sinyal GPS juga mudah berinteferensi dengan
gelombang elektromagnetik lainnya
2.2.4.5 Komunikasi Serial
Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu
per satu pada waktu tertentu. Sehingga komunikasi data serial hanya menggunakan dua kabel
yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit(TX) dan kabel data untuk
penerimaan dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh dibandingkan dengan komunikasi
paralel. Dikenal dua cara komunikasi data secara seria,yaitu komunikasi data serial
sinkron,clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial,sedangkan komunikasi data serial
asinkron,clock tidak dikirimkan bersama data serial,tetapi dibangktkan secara sendiri baik
pada sisi pengirim(transmiter)maupun pada sisi penerima (receiver).
Dalam Tugas akhir ini komunikasi antara modem wavecom dengan mikrokontroller
yang digunakan adalah komunikasi serial secara asinkron yang bersifat full – duplex,artinya
port serial bisa mengirim dan menerima pada waktu yang bersamaan. Perangkat yang
Universitas Sumatera Utara
21
digunakan yaitu kabel RS232 yang bisa digunakan untuk menghubungkan periferal eksternal
seperti modem dengan komputer.Modem memiliki level tegangan yang berbeda dengan level
tegangan TTL ataupun RS232,tetapi untuk kompatibilitas modem agar bisa terkoneksi
dengan PC guna berbagai keperluan maka disediakan kabel data yang compatible dengan
standar RS232 sebagai interface untuk koneksi.
2.2.4.6 Relay
Relay adalah suatu peranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk
menggerakan sejumlah kontaktor (saklar) yang tersusun. Kontaktor akan tertutup (On) atau
terbuka (Off) karena efek induksi magnet yang dihasilkankumparan (induktor) ketika dialiri
arus listrik. Ini dpergunkan ketika mematikan dan menghidupkan kendaraan pada saat berada
di parkiran.
2.6 Gbr Fisik relay
Universitas Sumatera Utara