TUGAS AKHIR - Perancangan Sistem Pengiriman Data Sensor Altitude Yang Terpasang Pada Mikrokontroler Arduino Menggunakan Protokol Xbee
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN SISTEM PENGIRIMAN DATA SENSOR ALTITUDE
YANG TERPASANG PADA MIKROKONTROLER ARDUINO
MENGGUNAKAN PROTOKOL XBEE
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro Sub Konsentrasi Sistem Pengaturan dan Komputer
Oleh
MICHAEL ANTHONY
NIM : 100402040
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN SISTEM PENGIRIMAN DATA SENSOR ALTITUDE
YANG TERPASANG PADA MIKROKONTROLER ARDUINO
MENGGUNAKAN PROTOKOL XBEE
Oleh :
: Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc
MICHAEL ANTHONY
100402040
Tugas Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu syarat untuk
mememperoleh gelar Sarjana Teknik pada
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Sidang pada tanggal 18 bulan April tahun 2015 di depan Penguji:
- Ketua Penguji
: Ir. Kasmir Tanjung, M.T
Disetujui oleh:
Pembimbing,
- Anggota Penguji
SOEHARWINTO, S.T., M.T.
NIP : 19710527 200003 1 001
Diketahui oleh:
Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,
NIP. 19540531 198601 1002
Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si
ABSTRAK
Ketinggian atau altitude merupakan posisi vertikal suatu objek dari titik tertentu yang berada pada suatu daerah. Pengukuran ketinggian objek yang diam ataupun bergerak akan lebih efisien jika menggunakan sebuah sistem. Sebuah alat yang terpasang pada objek akan mengukur ketinggian objek dan mengirimkannya secara jarak jauh ke sisi penerima tanpa harus mengikuti objek. Hasil pengukuran ketinggian objek dapat dilihat oleh penerima secara periodik dalam bentuk grafik pada sebuah laptop.
Dalam Tugas Akhir ini akan dirancang sistem pengiriman data sensor
altitude dengan protokol xbee. Sistem dirancang menggunakan kit mikrokontroler
Arduino, xbee, dan perangkat lunak scilab. Sistem yang dirancang dapat mengukur objek yang berada pada jarak 17 meter ke arah vertikal permukaan bumi secara Line Of Sight. Namun, pengukuran ketinggian secara tidak LOS tidak dapat dilakukan pada jarak yang jauh.
Kata kunci: altitude, Line Of Sight, Arduino, Xbee, Scilab
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :
“PERANCANGAN SISTEM PENGIRIMAN DATA SENSOR ALTITUDE
YANG TERPASANG PADA MIKROKONTROLER ARDUINO
MENGGUNAKAN PROTOKOL XBEE”
Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu ayahanda Tjong Kian Fah dan ibunda Nelly Edy yang senantiasa memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta abang-abang tercinta Barry Anthony dan Yansen Anthony yang senantiasa mendukung dan memberi semangat untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Soeharwinto, S.T, M.T selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas nasehat, bimbingan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. selaku Penasehat Akademis penulis, atas bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini.
3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si. dan Bapak Rahmad Fauzi, S.T, M.T selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Ir. T. Ahri Bahriun, M.Sc dan Bapak Ir. Kasmir Tanjung selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara atas segala bantuannya.
6. Teman – teman K3M Rolette-X Team USU yang selama ini membantu dan memfasilitasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Teman – teman UKM Robotik Sikonek USU yang selama ini membantu dan memfasilitasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
8. Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2010 atas dukungan, do’a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.
9. Abang-abang senior stambuk 2009 yang selalu membantu, mendukung dan memberi masukan selama menjalani perkuliahan.
10. Keluarga Besar Laboratorium Sistem Pengaturan dan Komputer DTE FT USU.
11. Keluarga Besar J-Corporation yang telah memberikan banyak sekali dukungan dan pembelajaran.
12. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik dari segi materi maupun penyajiannya. Oleh karena itu saran dan kritik dengan tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berserah diri pada Tuhan Yang Maha Esa, semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.
Medan, April 2015 Penulis
Michael Anthony NIM. 100402040
DAFTAR ISI
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Arsitektur Wireless Sensor Node ..............................................26 Gambar 3.5 Multimeter Digital Heles UX 880 TR dan Jepit Buaya ...........
41 Gambar 4.5 Tampilan Data Perumahan Lantai 2 pada Grafik (Tidak LOS)
40 Gambar 4.4 Tampilan Data Perumahan Lantai 2 pada Grafik (LOS) ..........
39 Gambar 4.3 Tampilan Data Perumahan Lantai 3 pada Grafik .....................
37 Gambar 4.2 Tampilan Data Gedung T3 Lantai 4 DTE USU pada Grafik ...
31 Gambar 4.1 Tampilan Data Perumahan Lantai 5 pada Grafik .....................
30 Gambar 3.9 Diagram Alir Rutin ...................................................................
29 Gambar 3.8 Diagram Alir Sistem Pengukuran Ketinggian ..........................
28 Gambar 3.7 Titik Ukur pada Alat.................................................................
27 Gambar 3.6 Titik Ukur pada Modul Xbee ...................................................
26 Gambar 3.4 Xbee dan Kabel Mini USB .......................................................
8 Gambar 2.2 Komponen dari Sistem Komunikasi Digital ............................
25 Gambar 3.3 Alat Pengukur Ketinggian ........................................................
22 Gambar 3.2 Diagram Rangkaian ..................................................................
20 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem ...............................................................
17 Gambar 2.8 Paket Data UART .....................................................................
14 Gambar 2.7 Komponen Mikrokontroler.......................................................
13 Gambar 2.6 RS-232 to USB menggunakan FT232R ...................................
12 Gambar 2.5 ZigBee MAC dan NWK Header ..............................................
11 Gambar 2.4 ZigBee Data Frame ..................................................................
9 Gambar 2.3 ZigBee dan IEEE 802.15.4 .......................................................
43
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Protokol Wireless Sensor Network Lapisan Bawah .................7 Tabel 2.2 Pin DB 9 dan DB 25 .................................................................
14 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Ketinggian di Perumahan Lantai 5 .............
37 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Ketinggian di Gedung T3 DTE USU ..........
38 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Ketinggian di Perumahan Lantai 3 .............
40 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Ketinggian di Perumahan Lantai 2 (LOS) ..
41 Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Ketinggian di Perumahan Lantai 2 (Tidak LOS) .........................................................................................
42 Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Arus .............................................................
46