DESIGN SISTEM KOMUNIKASI PADA SWARM ROBOT BERBASIS XBEE DENGAN TOPOLOGI JARINGAN MESH

OLEH:

MUHAMMAD MAULANA ADITYA

061340351488

PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN TEKNIK

TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

2017

Kedua orang tuaku tercinta
Saudara-saudariku tersayang
Dosen Pembimbing
Sahabat dan temanku
Almamater yang ku banggakan

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

“Ketika menentukan sebuah pilihan ikuti – lah kata hatimu dan jalani dengan

ikhlas, karena hatimu lebih mengetahui kebaikan atau keburukan dari

pilihanmu. ”

Tugas akhir ini aku persembahkan untuk :

Dengan mengucapkan puji dan syukur atas kehadiran Allah SWT, karena atas limpahan dan hidayah-Nya lah penulisan Tugas Akhir ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya, yang merupakan salah satu syarat didalam menyelesaikan Progaram DIV pada Politeknik Negeri Sriwijaya. Penulis rangkum dalam sebuah Tugas Akhir yang diberi judul “DESIGN SISTEM KOMUNIKASI PADA

SWARM ROBOT BERBASIS XBEE DENGAN TOPOLOGI JARINGAN

MESH”.

Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis mengalami berbagai macam kendala, namun berkat karunia-Nya dan bantuan serta dorongan dari berbagai pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini tepat pada waktunya. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak terdapat kekurangan karena masih terbatasnya pengetahuan yang penulis miliki, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dan memotivasi dari pembaca demi kesempuranaan Tugas Akhir ini.

Dengan terselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Allah SWT atas karunia-Nya.

2. Bapak DR. Dipl. Ing. Ahmad Taqwa, M.T. Selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya.

3. Bapak Carlos RS, S.T., M.T. Selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya.

4. Bapak Yudi Wijanarko, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

5. Bapak Herman Yani, S.T., M.Eng. selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

6. Bapak Sopian Soim, S.T.,. M.T. selaku Ketua Program Studi DIV Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang.

vi vii

7. Ibu Ade Silvia Handayani, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing I yang telah membimbing, mensupport dana dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

8. Ibu RA. Halimatussa’diyah, S.T., M.Kom. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

9. Kepada Ayahanda, Ibunda, Kakak-kakak dan adik tercinta yang telah memberikan semangat, doa restu serta dukungan baik secara moril maupun materil.

10. Teman kelompok yang selalu mendukung satu sama lainnya yaitu Team Ibu

– Ade, Abdullah Bani Insani, Diah Liani, Jefri Alkausar dan Rekan Rekan D III.

11. Teman-teman Telekomunikasi DIV A, AIESEC IN UNSRI, Cyborg IT Center dan Apriliani Delizia yang selalu memberikan masukan, dukungan dan semangatnya dalam menyelesaikan laporan ini.

12. Semua pihak yang turut membantu dalam menyelesaikan Laporan Akhir ini.

Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat kedepannya bagi rekan-rekan untuk dijadikan referensi. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kesalahan dan kekurangan, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan laporan ini.

Palembang, Juli 2017 Penulis,

ABSTRAK

DESIGN SISTEM KOMUNIKASI PADA SWARM ROBOT

BERBASIS XBEE DENGAN TOPOLOGI JARINGAN MESH

( 2017 : v + 47 halaman + 27 gambar + 4 tabel + 8 lampiran) MUHAMMAD MAULANA ADITYA 061340351488 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

Pada Penelitian Design Sistem komunikasi Pada Swarm Robot. Sistem komunikasi merupakan hal yang penting dalam swarm robot, karena perlunya koordinasi antar robot untuk berinteraksi dengan lingkungan. Koordinasi antar robot dalam menyelesaikan tugas yang diberikan dengan bertukar informasi. Pertukaran informasi dalam penelitian ini adalah informasi jarak antar robot dan jarak penghalang, serta arah gerak tujuan. Komunikasi antar robot ini menggunakan modul Zigbee dengan perangkat XBee. Pada pengujian ini topologi yang digunakan dalam sistem komunikasi adalah topologi jaringan mesh. Topologi jaringan mesh ini terdiri dari coordinator, router dan end device. Server bertindak sebagai coordinator untuk mengatur pertukaran informasi, serta robot sebagai router dan end device. Hasil pengujian ini didapatkan bahwa sistem komunikasi pada robot ini menghasilkan nilai RSSI (Receiver Strength Signal Indicator) semakin jauh jarak robot dengan koordinator maka semakin kecil nilai RSSI yang didapatkan dan berbanding terbalik ketika semakin dekat dengan robot maka semakin besar nilai RSSI yang didapat.

Kata Kunci — Swarm Robot, ZigBee (XBee) dan Jaringan Topologi Mesh

ABSTRACT

DESIGN ON THE SWARM ROBOT COMMUNICATIONS SYSTEM

XBee-BASED NETWORK TOPOLOGY WITH MESH

(2017: v + 45 pages + 23 pictures + 4 tables + attachment)

In this study focused on the communication system that occur between the robot by moving freely. Selection of the type of robot is looking at its function is to work together to accomplish a task and see the election of its functions fall to swarm robots. In the communication system is used XBee swarm robots as the exchange of information and data, the data communication and movement commands. Application of the communication system that occurred between this robot is drilled into every robot and an XBee server that is connected to the computer. XBee usefulness of this server is as a user interface between the robot and pengunanya. Methods mesh network topology used in this communication with the purpose robots can communicate as freely as possible between the robot in the completion of the task. The farther the robot, the smaller the RSSI value is in getting and inversely when getting close to the robot then semakin large RSSI values obtained. The magnitude of the largest RSSI value on the third robot is 85 dBm while the amount of the smallest RSSI value on the third robot which is 10 dBm.

Keywords- Swarm Robot, ZigBee (XBee) and Mesh Network Topology

DAFTAR ISI

Halaman Halaman Judul ...................................................................................... i Lembar Pengesahan ............................................................................. ii Lembar Persetujuan .............................................................................

iii

Lembar Pernyataan ............................................................................. iv ABSTRAK ............................................................................................ v KATA PENGANTAR ........................................................................... vi DAFTAR ISI.......................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .............................................................................

DAFTAR TABEL ................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................ xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang........................................................................

1 1.2 Perumusan Masalah ................................................................

2 1.3 Tujuan Penelitian ....................................................................

3 1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................

3 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ....................................

3 1.6 Metode Penulisan....................................................................

3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Media Telekomunikasi ...........................................................

5 2.2 Jaringan Wireless....................................................................

5 2.2.1 Pembagian Berdasarkan Jangkauannya.........................

6 2.2.2 Standarisasi teknologi wireless .....................................

6 2.3 ZigBee......................................................................................

7 2.3.1 Karakteristik ZigBee......................................................

9 2.3.2 Jenis – Jenis ZigBee ......................................................

2.3.3 Cara Pertukaran data pada ZigBee ................................

10 2.3.4 Sistem Keamanan ZigBee .............................................

11 2.4 Komunikasi Xbee ....................................................................

12 2.4.1 Jenis – Jenis Xbee .........................................................

2.5 Robot ......................................................................................

13 2.5.1 Jenis – Jenis Robot .......................................................

2.5.2 Karakteristik Robot ......................................................

15 2.6 Swarm Robot ..........................................................................

15 2.7 Metodologi Topologi Jaringan ...............................................

16 2.7.1 Topologi STAR ............................................................

16 2.7.2 Topologi BUS ...............................................................

17 2.7.3 Topologi RING .............................................................

17 2.7.4 Topologi TREE ............................................................

17 2.7.5 Topologi MESH ...........................................................

17 2.7.6 Topologi PEER TO PEER ............................................

viii

BAB III METODELOGI PENELITIAN 3.1 Kerangka Penelitian ................................................................

20 3.2 Perancangan Perangkat ...........................................................

20 3.2.1 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ...................

22 3.2.2 Perancangan Perangkat Lunak ( Software) ...................

3.2.3 Perancangan Sistem Komunikasi Dengan Menggunakan XBee......................................................

24 3.3 Persiapan Data ........................................................................

25 3.4 Pengembangan Metoda ...........................................................

25 3.5 Tes Kinerja Sistem ..................................................................

25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Rancangan Robot............................................................

27 4.1.1 Hasil Perancangan Perangkat Keras (Hardware)...........

27 4.1.2 Hasil Perancangan Perangkat Lunak (Software) ...........

31 4.1.3 Hasil Sistem Komunikasi antara Robot ........................

38 4.2 Hasil Pengujian .......................................................................

40 4.2.1 Hasil Percobaan Pada Robot ..........................................

41 4.2.2 Hasil Data Yang Didapatkan Dari Robot .......................

42 4.3 Analisa dari Penelitian ............................................................

43 BAB V KESIMPULA DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .............................................................................

47 5.2 Saran .......................................................................................

47 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... xiii

30 Gambar 4.7 Tampilan Belakang Robot ...........................................................

39 Gambar 4.19 Contoh Nilai Dari Pengambilan Data.........................................

38 Gambar 4.18 Interface Pengambilan Data .......................................................

37 Gambar 4.17 Interface Visual Studio...............................................................

37 Gambar 4.16 Zigbee End Device .....................................................................

36 Gambar 4.15 Zigbee Router .............................................................................

36 Gambar 4.14 Zigbee Coordinator ....................................................................

35 Gambar 4.13 Topologi jaringan Mesh pada Zigbee ........................................

34 Gambar 4.12 Source Coding Pada Visual Studio Setelah Dibuka ..................

33 Gambar 4.11 Source Coding Nilai RSSI dan XBee ........................................

32 Gambar 4.10 Source Coding Untuk Menjalankan Robot ...............................

32 Gambar 4.9 Source Coding Database Robot ...................................................

30 Gambar 4.8 Source Coding Awal Robot .........................................................

29 Gambar 4.6 Tampilan Kanan Robot ...............................................................

DAFTAR GAMBAR

Halaman

29 Gambar 4.5 Tampilan Kiri Robot ...................................................................

28 Gambar 4.4 Tampilan Depan Robot ...............................................................

28 Gambar 4.3 Driver Motor ...............................................................................

27 Gambar 4.2 Letak LCD 16x2 Compas HMCL5883L, GPS ...........................

24 Gambar 4.1 Letak Arduino, Shield XBee dan XBee Pada Robot ...................

23 Gambar 3.4 Diagram Perancangan Sistem Komunikasi .................................

22 Gambar 3.3 Blok Diagram Perangkat Lunak (Software) .................................

21 Gambar 3.2 Blog Diagram Perangkat Keras (Hardware)................................

16 Gambar 3.1 Tahapan Penelitian Secara keseluruhan .......................................

13 Gambar 2.4 Swarm Robot................................................................................

12 Gambar 2.3 Xbee Series 2................................................................................

12 Gambar 2.2 Xbee Series 1................................................................................

Gambar 2.1 Prinsip kerja Xbee ........................................................................

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Perbandingan Koneksi Wireless .....................................................

8 Tabel 2.2 Perbandingan Topologi Jaringan .....................................................

17 Tabel 4.1 Hasil Percobaan Robot.....................................................................

41 Tabel 4.2 Hasil Data Posisi Robot ...................................................................

DESIGN SISTEM KOMUNIKASI PADA SWARM ROBOT BERBASIS XBEE DENGAN TOPOLOGI JARINGAN MESH