TUGAS AKHIR SISTEM PENGENDALIAN ROBOT JARAK JAUH MENGGUNAKAN SINYAL DTMF PADA LAYANAN VIDEO CALL
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
TUGAS AKHIR
SISTEM PENGENDALIAN ROBOT JARAK JAUH
MENGGUNAKAN SINYAL DTMF PADA LAYANAN
VIDEO CALL
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
YOHANES GIOVANNI SETIADY TJIU
NIM : 095114012
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
i
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
FINAL PROJECT
ROBOT REMOTE CONTROL SYSTEM USING DTMF
SIGNALS ON VIDEO CALL SERVICES
Presented as Partial Fullfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
YOHANES GIOVANNI SETIADY TJIU
NIM : 095114012
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
ii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
v
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO
MOTO :
Rahasia terbesar dalam hidup : Melewati hari ini dengan penuh
makna. Makna tentang cinta, ilmu, dan iman. Dengan cinta hidup
menjadi indah. Dengan ilmu hidup menjadi mudah dan dengan iman
hidup menjadi terarah.
Skripsi ini kupersembahkan untuk…..
Yesus Kristus pembimbingku yang setia
Papa dan Mama tercinta
Keluarga besar Tjiu dan Lie
vi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
vii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
INTISARI
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call merupakan pengaplikasian terhadap perkembangan teknologi komunikasi
bergerak. Robot ini dibangun untuk dapat memonitor suatu lokasi serta dapat memberikan
informasi visual kepada user melalui layanan video call secara otomatis dan real time.
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call ini gagal diimplementasikan. Hal ini disebabkan karena user tidak dapat
mengirimkan sinyal DTMF ke ponsel sistem saat komunikasi video call pada jaringan
GSM 3G. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut digunakanlah aplikasi skype.
Aplikasi skype dapat mengirim dan menerima sinyal DTMF saat komunikasi video call.
Sistem pengendalian robot yang dibuat dengan aplikasi skype ini menerapkan komunikasi
satu arah yaitu dari sisi user yang bertindak sebagai pengendali. Sistem ini akan bekerja
apabila user melakukan panggilan video ke ponsel sistem dengan aplikasi skype. Pada saat
komunikasi video call antara notebook user dengan ponsel sistem, sinyal DTMF akan
dikirimkan. Sinyal DTMF yang dikirim tersebut kemudian diterima oleh DTMF decoder
untuk diterjemahkan ke dalam data biner. Data biner tersebut kemudian dikirim ke
mikrokontroler untuk mengerakkan robot bergerak maju, bergerak ke kiri, berhenti,
bergerak ke kanan, dan bergerak mundur.
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call dengan aplikasi skype telah berhasil diimplementasikan dan dapat bekerja
dengan baik. User dapat mengendalikan arah pergerakan robot dari jarak jauh. Robot yang
dikendalikan oleh user dapat memberikan gambar visual melalui layanan video call pada
aplikasi skype.
Kata kunci: robot, video call, aplikasi skype, DTMF
viii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
Robot remote control system using DTMF signals on video call service is an
application to the development of mobile communication technology. This robot
constructed to be able to monitor the location and can provide visual information to the
user via video call service automatically and real time.
Robot remote control system using DTMF signals on video call service failed
implemented. This is because the user can not send DTMF signals to mobile phone system
when communication video call on GSM 3G network. Therefore, to overcome this
problem use skype application. Skype application can send and receive DTMF signals
when communication video call. Robot remote control system with the skype application
to implement one direction, from user side that act as controller. System will work if the
user make video calls to mobile phone systems by skype application. In the event of
communication video call between notebook user with a mobile phone system, DTMF
signals will be sent. DTMF signals is then receive by the DTMF decoder to translate into
binary data. The binary data is sent to the microcontroller to mobilize the robot move
forward, move to the left, stop, move to the right, and move backward.
Robot remote control system using DTMF signals on video call service with the
skype application has been implemented and can work well. User can control the direction
of movement of the robot remotely. The robot is controlled by the user can provide visual
images by the video call service on skype application.
Keyword: robot, video call, skype application, DTMF
ix
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa
karena atas berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas
akhir yang berjudul “Sistem Pengendalian Robot Jarak Jauh Menggunakan Sinyal
DTMF Pada Layanan Video Call”. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai persyaratan
mahasiswa memperoleh gelar sarjana.
Dalam penulisan tugas akhir ini banyak sekali kesulitan yang penulis temui dan
banyak pula bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagi pihak, baik materil
maupun moril. Maka dengan selesainya penulisan tugas akhir ini penulis mengucapkan
terima
kasih
yang
sedalam-dalamnya
untuk
seluruh
pihak
yang
membantu.
Pada kesempatan ini penulis ingin berterima kasih kepada :
1.
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2.
Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3.
Bapak Damar Widjaya, S.T., M.T. selaku bimbingan kolokium dan Ibu Wiwien
Widyastuti, S.T., M.T. selaku bimbingan pendadaran yang dengan segala
kesabaran hati memberikan pengarahan serta membimbing penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
4.
Kepada seluruh dosen dan staf jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan
banyak ilmu, arahan, dan masukan selama masa perkuliahan berlangsung serta
memberikan pelayanan yang terbaik bagi penulis selaku mahasiswa.
5.
Seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2009 Teknik Elektro yang telah
mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
6.
Kedua orang tua tersayang dan tercinta yang selalu memberikan semangat serta
doa yang tiada henti-hentinya kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
7.
Keluarga besar Tjiu dan Lie yang selalu memberikan semangat dan dukungan
serta doa dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
8.
Semua pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir
ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
x
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
xi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .........................................................................................................i
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................................iii
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................................iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...........................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ..................................................vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................................vii
INTISARI ..........................................................................................................................viii
ABSTRACT ......................................................................................................................ix
KATA PENGANTAR ......................................................................................................x
DAFTAR ISI .....................................................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................xv
DAFTAR TABEL .............................................................................................................xvii
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1.
Latar Belakang .....................................................................................................................1
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................................2
1.3.
Batasan Masalah ..................................................................................................................2
1.4.
Metode Penelitian ................................................................................................................3
1.5.
Sistematika Penulisan ..........................................................................................................4
BAB II
DASAR TEORI ..............................................................................................5
2.1. Telepon Seluler .........................................................................................................5
2.2. GSM ..........................................................................................................................5
2.2.1. Mobile Station ...............................................................................................6
2.2.2. Base Station Subsystem .................................................................................7
2.2.3. Switching Subsystem .....................................................................................7
2.2.4. Operation and Support Subsystem ................................................................8
2.3. 3G ..............................................................................................................................8
xii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.3.1. Video Call ......................................................................................................9
2.4. Mikrokontroler ATMega8538 ...................................................................................9
2.4.1. Arsitektur ATMega8535 ...............................................................................10
2.4.2. Konfigurasi ATMega8535 ............................................................................10
2.4.3. Memori Data ................................................................................................12
2.4.4. Memori Program ...........................................................................................12
2.4.5. Timer ATMega8535 ......................................................................................12
2.4.5.1. Timer/Counter1 ...............................................................................12
2.5. Dual Tone Multi Frequency ......................................................................................13
2.6. DTMF Decoder CM8870 ..........................................................................................13
2.7. Pulse Width Modulation ............................................................................................15
2.8. Motor DC ..................................................................................................................15
2.8.1. Prinsip Kerja Motor DC ................................................................................16
2.9. Driver Motor DC L293D ..........................................................................................17
2.10. LED ...........................................................................................................................18
2.11. Bascom-AVR ............................................................................................................19
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN .....................................................................20
3.1. Proses Kerja Sistem Pengendalian Robot ................................................................20
3.2. Kebutuhan Perangkat Keras ......................................................................................21
3.3. Kebutuhan Perangkat Lunak .....................................................................................22
3.4. Perancangan Alat ......................................................................................................22
3.4.1. Perancangan Konstruksi Robot .....................................................................22
3.4.2. Perancangan Rangkaian DTMF Decoder .....................................................23
3.4.3. Perancangan Rangkaian Minimum Sistem ATMega8535 ............................24
3.4.4. Perancangan Rangkaian Penggerak Motor DC .............................................27
3.5. Perancangan Program ................................................................................................28
3.5.1. Diagram Alir Pergerakan Robot Menggunakan Ponsel ................................28
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................30
4.1. Hasil Implementasi Alat ............................................................................................30
4.2. Hasil Pengujian DTMF Decoder dan Sinyal DTMF ................................................31
4.3. Skype ........................................................................................................................35
xiii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4.4. Hasil Pengujian Dengan Aplikasi Skype ....................................................................37
4.4.1. Pengujian Keluaran DTMF Decoder Saat Video Call ...................................37
4.4.2. Pengujian Pergerakan Robot Saat Video Call ...............................................40
4.4.3. Pengujian Hasil Gambar Video Call Saat Robot Bergerak ...........................42
4.5. Listing Program .........................................................................................................43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................45
5.1. Kesimpulan ...............................................................................................................45
5.2. Saran ........................................................................................................................45
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................46
LAMPIRAN ......................................................................................................................49
xiv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Elemen jaringan GSM ................................................................................6
Gambar 2.2.
Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 ..........................................11
Gambar 2.3.
Rangkaian DTMF decoder CM8870 ..........................................................14
Gambar 2.4.
Gelombang sinyal PWM ............................................................................15
Gambar 2.5.
Konstruksi motor DC ..................................................................................16
Gambar 2.6.
Motor DC ....................................................................................................17
Gambar 2.7.
Konstruksi pin L293D ................................................................................17
Gambar 2.8.
Rangkaian LED ..........................................................................................18
Gambar 2.9.
Interface Bascom-AVR ..............................................................................19
Gambar 3.1.
Diagram blok sistem pengendalian robot ...................................................20
Gambar 3.2.
Konstruksi robot .........................................................................................22
Gambar 3.3.
Rangkaian DTMF decoder .........................................................................23
Gambar 3.4.
Rangkaian osilator ......................................................................................25
Gambar 3.5.
Rangkaian reset ..........................................................................................25
Gambar 3.6.
Rangkaian minimum sistem ATMega8535 ................................................26
Gambar 3.7.
Koneksi pin IC L293D dengan mikrokontroler ..........................................27
Gambar 3.8.
Flowchart pergerakan robot menggunakan ponsel ....................................29
Gambar 4.1.
Hasil implementasi sistem pengendalian robot jarak jauh
menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call ................................31
Gambar 4.2.
Hasil pengujian keluaran DTMF decoder ..................................................33
Gambar 4.3.
Hasil pengujian sinyal DTMF saat video call .............................................34
Gambar 4.4. Blok diagram sistem pengendalian robot jarak jauh dengan aplikasi
skype ............................................................................................................35
Gambar 4.5. Hasil implementasi sistem pengendalian robot jarak jauh
menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call dengan aplikasi
skype ............................................................................................................36
Gambar 4.6.
Hasil pengujian keluaran DTMF decoder ...................................................38
xv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 4.7.
Hasil pengujian sinyal DTMF saat video call dengan aplikasi skype .........39
Gambar 4.8.
Hasil gambar video call dengan aplikasi skype saat robot bergerak ...........42
Gambar 4.9.
Listing program arah pergerakan robot ......................................................43
xvi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Frekuensi nada DTMF .....................................................................................13
Tabel 2.2. Fungsi icon pada interface Bascom-AVR .......................................................19
Tabel 3.1. Output dari rangkaian DTMF decoder ............................................................23
Tabel 3.2. Penggunaan port mikrokontroler ATMega8535 .............................................27
Tabel 3.3. Kondisi putaran motor DC terhadap pergerakan robot ....................................28
Tabel 4.1. Hasil pengujian keluaran DTMF decoder saat video call ...............................32
Tabel 4.2. Hasil pengujian sinyal DTMF pada berbagai jenis SIM card GSM ...............34
Tabel 4.3. Hasil pengujian keluaran DTMF decoder saat video call dengan aplikasi
skype ................................................................................................................37
Tabel 4.4. Perbandingan hasil perancangan dan pengujian pergerakan robot saat
video call dengan aplikasi skype .......................................................................40
Tabel 4.5. Tingkat keberhasilan pergerakan robot saat video call dengan aplikasi
skype ................................................................................................................41
xvii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Sistem komunikasi bergerak diyakini memiliki peranan yang penting dalam
memenuhi kebutuhan telekomunikasi [1]. Sistem komunikasi bergerak generasi ketiga
(3G), seperti Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) menyediakan berbagai
macam fasilitas dan layanan bagi para pelanggannya. Hal ini disebabkan semakin
meningkatnya kebutuhan masyarakat untuk berkomunikasi secara bergerak. Aplikasi dan
layanan tersebut antara lain adalah aplikasi multimedia, akses internet, transfer data
kecepatan tinggi, serta aplikasi interaktif yang bersifat real time, seperti video call dan
mobile TV.
Aplikasi video call dapat digunakan sebagai sarana komunikasi real time
khususnya untuk dunia bisnis, kesehatan, dan pendidikan [2]. Aplikasi video call untuk
dunia bisnis, biasanya disebut video conference, yaitu semacam video call tetapi dalam
skala lebih besar. Dalam dunia kesehatan, aplikasi ini diterapkan untuk penanganan medis
dari jarak jauh untuk komunikasi tatap muka dengan pasien. Untuk dunia pendidikan,
aplikasi video call ini digunakan untuk tatap muka antar guru maupun siswa, untuk
berdiskusi, bereksperimen, dan bereksplorasi, baik dalam maupun luar negeri tanpa adanya
batasan waktu dan tempat.
Dengan dimungkinkannya pengiriman data berupa gambar dan suara (voice)
secara bersamaan, layanan multimedia dapat juga digunakan sebagai Closed Circuit
Television (CCTV) yang dapat dilakukan dari jarak jauh untuk memonitor suatu lokasi.
Proses monitor dilakukan menggunakan aplikasi video call dari telepon seluler (ponsel)
pada jaringan GSM 3G.
Pada penelitian-penelitian terdahulu sudah ada yang mengembangkan sistem
keamanan rumah menggunakan robot berkaki [3] dan sistem keamanan rumah
menggunakan layanan video call pada jaringan GSM 3G [4]. Sistem keamanan tersebut
akan memberikan informasi visual ke user melalui layanan video call secara realtime.
Namun pada penelitian-penelitian terdahulu terdapat kekurangan yaitu pada penelitian
pertama waktu yang diperlukan oleh robot untuk sampai ke tempat tujuan lebih lama dan
robot tersebut diprogram sesuai dengan ruangan di dalam rumah. Sedangkan kekurangan
1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2
pada penelitian kedua yaitu pengiriman sinyal DTMF yang tidak dapat dilakukan dari
ponsel user serta ponsel sistem yang tidak dapat secara langsung memberikan gambar
visual saat user melakukan panggilan video. Berdasarkan pertimbangan di atas, penulis
ingin mengembangkan penelitian-penelitian terdahulu sekaligus membuat suatu sistem
pengendalian jarak jauh yang dapat memonitor kondisi suatu lokasi, khususnya yang
dilakukan oleh robot beroda. Robot tersebut akan memberikan informasi visual kepada
user melalui layanan video call secara otomatis dan realtime. Sistem pengendalian jarak
jauh yang akan dibuat diberi judul “Sistem Pengendalian Robot Jarak Jauh
Menggunakan Sinyal DTMF Pada Layanan Video Call”.
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem pengendalian robot
dengan media ponsel yang memanfaatkan layanan video call pada jaringan GSM 3G.
Manfaat yang ingin di capai penulis dalam penelitian ini adalah :
1.
User dapat memonitor kondisi di sekitar robot secara langsung.
2.
Mengembangkan sistem kontrol pada robot yang sudah ada saat ini.
3.
Memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya dalam
bidang pengendalian jarak jauh dengan video call.
1.3.
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1.
Pengendalian robot oleh user dilakukan melalui layanan video call pada jaringan
GSM 3G dan pengiriman Dual Tone Multi Frequency (DTMF).
2.
Spesifikasi ponsel yang digunakan oleh user dan robot adalah ponsel 3G.
3.
Sistem ini hanya berkomunikasi satu arah saja yaitu dari sisi user sebagai
pengendali robot.
4.
Sistem pengendalian robot menggunakan mikrokontroler ATMega8535.
5.
Bahasa pemrograman menggunakan Bascom-AVR.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3
1.4.
Metode Penelitian
Pembuatan tugas akhir ini terbagi menjadi beberapa tahap pengerjaan, yang tertera
sebagai berikut:
1.
Studi literatur
Dalam studi literatur ini, pengumpulan data-data perangkat lunak dan perangkat
keras dilakukan melalui referensi-referensi yang telah ada, di antaranya referensi
mengenai mikrokontroler, DTMF decoder, IC L293D, Bascom- AVR serta
komponen-komponen yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.
2.
Perancangan sistem
Perancangan sistem meliputi kejelasan konsep dari alat, tujuan, input, dan output
dari robot.
3.
Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak
Perancangan perangkat keras meliputi: perancangan rangkaian minimum sistem
ATMega8535, rangkaian DTMF decoder, dan rangkaian driver motor DC.
Perancangan perangkat lunak meliputi: perancangan kode perintah pada robot dan
pembuatan flowchart.
4.
Implementasi
Perangkat keras dan perangkat lunak akan dibuat pada tahap ini. Pembuatan
perangkat keras meliputi: pembuatan rangkaian minimum sistem ATMega8535,
rangkaian DTMF decoder, dan rangkaian driver motor DC. Pembuatan perangkat
lunak meliputi: pembuatan program menggunakan Bascom-AVR serta kebutuhan
downloader untuk menyalin program ke mikrokontroler.
5.
Uji coba dan analisa sistem
Hasil dari pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak diintegrasikan,
sehingga terbentuk sebuah sistem yang dapat bekerjasama, kemudian sistem akan
diuji secara keseluruhan. Pengujian perangkat keras berupa uji coba pada
mikrokontroler,
DTMF
decoder
CM8870,
dan
IC
L293D.
Pengujian
mikrokontroler ini termasuk bagian pengujian perangkat lunak. Dari hasil
pengujian tersebut penulis melalukan analisa dan memberikan kesimpulan.
6.
Membuat laporan
Pembuatan buku tugas akhir ini dilakukan untuk membuat dokumentasi dari
semua teori dan metode yang digunakan serta hasil yang diperoleh selama
pengerjaan tugas akhir.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4
1.5.
Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini akan diuraikan dalam bentuk bab, dan
masing-masing bab akan dipaparkan dalam beberapa sub bab, diantaranya:
BAB I
: PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan menjelaskan latar belakang, tujuan dan manfaat,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan tugas akhir.
BAB II
: DASAR TEORI
Dalam bab ini akan membahas dan menjelaskan mengenai dasar teoritis
yang menjadi landasan dan mendukung pelaksanaan penulisan tugas akhir.
BAB III
: RANCANGAN PENELITIAN
Dalam bab ini akan membahas tentang alur rancangan sistem pengendalian
robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call.
BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan membahas hasil rancangan penelitian dan pembahasan
dari data yang diperoleh.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini akan disampaikan kesimpulan dari hasil penelitian sistem
secara keseluruhan
selanjutnya.
serta saran-saran bagi
pengembangan sistem
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
Telepon Seluler
Telepon seluler atau yang sering disebut ponsel merupakan alat komunikasi
dengan teknologi yang lebih tinggi dibandingkan dengan telepon rumah Public Switch
Telephone Network (PSTN) [5]. Hal ini dikarenakan ponsel memiliki fasilitas-fasilitas
yang tidak terdapat pada PSTN seperti, Short Message Service (SMS), Multimedia
Message Service (MMS), General Packet Radio Service (GPRS), ringtone, radio, kamera,
video call dan lain sebagainya. Teknologi yang digunakan sistem seluler sendiri beragam,
ada AMPS, GSM, dan CDMA. Sistem ini menyediakan komunikasi wireless bagi
pelanggan (yang berlokasi dalam jangkauan radio sistem) untuk berhubungan dengan
pelanggan seluler lain atau dengan pelanggan.
2.2.
GSM
Global System for Mobile Communications (GSM) muncul pada pertengahan
1991 dan dijadikan standar telekomunikasi seluler untuk seluruh Eropa oleh European
Telecomunication Standard Institute (ETSI) [4]. Pengoperasian GSM secara komersil
dimulai pada awal kuartal terakhir 1992. GSM merupakan teknologi yang kompleks dan
butuh pengajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Standar type approval untuk
ponsel disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian
dalam memproduksi GSM.
GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat maju
dan arah layanan per area yang tinggi. GSM mengatasi perkembangan tersebut dengan
Digital Cellular System (DCS) pada alokasi frekuensi 1800 MHz. Pada frekuensi tersebut,
kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel akan dicapai. Selain itu, DCS akan
dapat menurunkan kekuatan daya pancar ponsel dengan luas sel yang semakin kecil,
sehingga bahaya radiasi yang timbul dapat dikurangi. Sel merupakan unit dasar sistem
seluler. Setiap sel memiliki sebuah base station yang terdiri dari tower dan bangunan kecil
berisi perangkat radio.
Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia.
Indonesia awalnya menggunakan sistem ponsel analog yang bernama Advances Mobile
5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
6
Phone System (AMPS) dan Nordic Mobile Telephone (NMT). Namun dengan hadir dan
dijadikan standar sistem komunikasi seluler membuat sistem analog perlahan menghilang,
tidak hanya di Indonesia, tetapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin
bertambah. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler
yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.
Jaringan GSM dibagi menjadi 4 subsistem utama: Mobile Station (MS), Base
Station Subsystem (BSS), Switching Subsystem (SS), dan Operation and Support
Subsystem (OSS). Secara umum, network element dalam jaringan GSM ditunjukkan pada
Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Elemen jaringan GSM [1]
2.2.1. Mobile Station
Mobile Station (MS) merupakan peralatan komunikasi bergerak yang dipakai oleh
pelanggan agar dapat mengakses jaringan GSM [6]. MS terdiri dari 2 bagian, yaitu:
a.
Mobile Equipment
Mobile Equipment (ME) atau telepon seluler (ponsel) merupakan perangkat GSM
yang berada di sisi pengguna atau user yang berfungsi sebagai terminal
transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan
perangkat GSM lainnya. ME diidentifikasikan dengan International Mobile
Equipment Identity (IMEI) tertentu. IMEI merupakan nomor seri perangkat
dengan tipe kode tertentu.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
7
b.
Subscriber Identity Module
Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM card atau smart card merupakan
kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan.
ME tidak dapat digunakan tanpa SIM di dalamnya.
2.2.2. Base Station Subsystem
Base Station Subsystem (BSS) terdiri dari 2 bagian [7], yaitu :
a.
Base Transceiver Station
Base Transceiver Station (BTS) berfungsi untuk berhubungan langsung dengan
MS dan juga berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.
b.
Base Station Controller
Base Station Controller (BSC) membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur
trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju sentral atau BTS. BSC mengatur
sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur
handover ketika MS melewati batas antar sel.
2.2.3. Switching Subsystem
Switching Subsystem (SS) berfungsi mengatur komunikasi antar pelanggan GSM
atau antara pelanggan GSM dengan jaringan lain [8]. SS terdiri dari 5 elemen jaringan,
yaitu:
a.
Mobile Switching Center
Mobile Switching Center (MSC) merupakan inti dari jaringan seluler, dimana
MSC berperan untuk inter koneksi hubungan pembicaraan, baik antar pelanggan
seluler maupun antar seluler dengan jaringan telepon kabel PSTN, ataupun
dengan jaringan data.
b.
Home Location Register
Home Location Register (HLR) merupakan database yang berisi data pelanggan
yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, layanan tambahan, serta
informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update).
c.
Visitor Location Register
Visitor Location Register (VLR) merupakan database yang berisi informasi
sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada
cakupan area jaringan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8
d.
Authentication Center
Authentication Center (AuC) merupakan database informasi rahasia yang
disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol
penggunaan jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan
kecurangan.
e.
Equipment Identity Registration
Equipment Identity Registration (EIR) merupakan register penyimpan data
seluruh MS. EIR berisi IMEI (International Mobile Equipment Identities).
2.2.4. Operation and Support Subsystem
Operation and Support Subsystem (OSS) berfungsi sebagai pusat pengendalian, di
antaranya fault management, configuration management, performance management, dan
inventory management [7].
2.3.
3G
Teknologi 3G adalah teknologi komunikasi generasi ketiga yang menjadi standar
teknologi telepon bergerak (mobile phone), menggantikan 2,5G [9]. Hal ini berdasarkan
International Telecommunication Union (ITU) dengan standar IMT-2000. Jaringan 3G
memungkinkan operator jaringan untuk menawarkan jangkauan yang lebih luas dengan
berbagai fasilitas, di antaranya komunikasi suara nirkabel dalam jangkauan area luas
(wide area wireless voice telephony), panggilan video (video call), jalur data kecepatan
tinggi nirkabel (broadband wireless data), dan semuanya itu berkerja dalam perangkat
bergerak (mobile). Fasilitas tambahan juga meliputi transmisi data HSPA yang mampu
untuk mengirim data dengan kecepatan sampai 14,4 Mbps untuk downlink dan 5,8 Mbps
untuk uplink.
ITU mendefinisikan 3G sebagai teknologi yang:
1.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 144 Kbps pada pengguna yang
bergerak dengan kecepatan 100 km/jam.
2.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 384 Kbps pada pengguna yang
berjalan kaki.
3.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 2 Mbps pada pengguna diam
(stasioner).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9
Teknologi 3G diperkenalkan pada awalnya adalah untuk tujuan sebagai berikut:
1.
Menambah efisiensi dan kapasitas jaringan.
2.
Menambah kemampuan jelajah (roaming).
3.
Untuk mencapai kecepatan transfer data yang lebih tinggi.
4.
Peningkatan kualitas layanan (QoS atau Quality of Service).
5.
Mendukung kebutuhan internet bergerak (mobile internet).
Frekuensi yang digunakan oleh teknologi 3G, yaitu:
1.
Frekuensi pengiriman (uplink) 1920 – 1980 MHz.
2.
Frekuensi penerimaan (downlink) 2110 – 2170 MHz.
2.3.1. Video Call
Layanan yang ditawarkan dari teknologi 3G cukup beragam, baik itu layanan
panggilan (call service) maupun layanan data (data service) [10]. Salah satu layanan yang
sering digunakan pada teknologi 3G adalah layanan voice call. Namun, di samping layanan
voice call, teknologi 3G menawarkan salah satu layanan baru, yaitu layanan video call.
Layanan video call merupakan layanan yang berbasis informasi gambar bergerak
(video) dan suara (voice). Dengan layanan ini, penggunanya dapat secara langsung bertatap
muka dan berkomunikasi dengan lawan bicaranya melalui layar ponsel. Layanan video call
dapat dilakukan jika menggunakan ponsel dengan fitur 3G dan juga memiliki fasilitas
kamera.
Adapun kelemahan layanan video call adalah terletak pada sinyal yang
berpengaruh pada gambar. Hal ini dikarenakan gambar video pada layanan video call
mempunyai ukuran data yang lebih besar dibandingkan suara. Apabila sinyal yang diterima
kurang baik, maka gambar video yang dikirim akan lambat dan gambar video yang
diterima kurang bagus.
2.4.
Mikrokontroler ATMega8535
Mikokontroler Alf and Vegard’s Risc processor (AVR) dari ATMEL ini
menggunakan arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang artinya prosesor
tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51
yang menerapkan arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC) [11].
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10
Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar, sehingga instruksiinstruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus clock. Secara umum, AVR dapat
dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATMega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya, sedangkan
dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan bisa dikatakan hampir sama.
Pada tugas akhir ini, penulis menggunakan salah satu produk ATMEL dari
keluarga ATMega yaitu ATMega8535. ATMega8535 yang digunakan ini berfungsi
sebagai pengendali keseluruhan sistem robot.
2.4.1. Arsitektur ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut [12] :
1.
Analog to Digital Converter (ADC) 10 bit sebanyak 8 saluran.
2.
Tiga buah saluran Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
3.
Central Processing Unit (CPU) yang terdiri atas 32 buah register.
4.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
5.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
6.
Static Random Access Memory (SRAM) sebesar 512 byte.
7.
Memory Flash sebesar 8 kbytes dengan kemampuan Read While Write.
8.
Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka Serial Peripheral Interface (SPI).
10. Electrical Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar
512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komputer analog.
12. Port Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter
(USART) untuk komunikasi serial.
2.4.2. Konfigurasi ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki 40 pin dengan 32 pin di antaranya
digunakan sebagai port paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port
pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C, dan port D [13].
Gambar 2.2 menunjukkan konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11
Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 [14]
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki konfigurasi pin sebagai berikut:
a.
VCC sebagai catu daya positif.
b.
GND (Ground) sebagai catu daya negatif.
c.
Port A (PA7..PA0)
Port A berfungsi sebagai input analog pada ADC. Port A juga berfungsi sebagai
suatu port I/O 8 bit dua arah.
d.
Port B (PB7..PB0)
Port B adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
e.
Port C (PC7..PC0)
Port C adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
f.
Port D (PD7..PD0)
Port D adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
g.
RESET
Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika rendah melebihi
periode minimum yang diperlukan.
h.
XTAL1
Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian clock
internal.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
12
i.
XTAL2
Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
j.
AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan ADC.
k.
AREF adalah pin referensi analog untuk ADC.
2.4.3. Memori Data
Memori data adalah memori Random Access Memory (RAM) yang digunakan
untuk menyimpan data [4]. Memori data yang disediakan dalam mikrokontroler
ATMega8535 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan
memori dengan kapasitas sebesar itu sudah cukup.
2.4.4. Memori Program
Jenis memori yang dipakai untuk memori program ATMega8535 adalah flash
EEPROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 flash EEPROM programmer [4].
2.4.5. Timer ATMega8535
ATMega8535 memiliki tiga modul timer yang terdiri dari dua buah timer/counter
8 bit dan satu buah timer/counter 16 bit [5]. Ketiga modul ini dapat diatur dalam mode
yang berbeda-beda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain
itu semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi.
2.4.5.1.Timer/Counter1
Timer/Counter1 adalah Timer/Counter 16 bit yang memungkinkan program
pewaktuan lebih akurat [11]. Fitur-fitur dari Timer/Counter1 pada ATMega8535 adalah
sebagai berikut:
a.
Desain 16 bit, sehingga memungkinkan untuk menghasilkan PWM 16 bit.
b.
Dua buah unit pembanding.
c.
Dua buah register pembanding.
d.
Satu buah input capture unit.
e.
Timer dinolkan saat proses pembandingan tercapai (match compare).
f.
Dapat menghasilkan gelombang PWM.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13
2.5.
g.
Periode PWM yang dapat diubah-ubah.
h.
Sebagai pembangkit frekuensi.
i.
Empat buah sumber interupsi (TOV1, OCF1A, OCF1B, dan ICF1).
Dual Tone Multi Frequency
DTMF merupakan suatu gelombang frekuensi yang terdiri dari 2 buah frekuensi
nada yang berbeda nilainya tetapi dibangkitkan dalam waktu yang bersamaan [15]. Nada
DTMF sering digunakan pada sistem alat-alat komunikasi misalnya pada ponsel. Ponsel
hanya mempunyai 12 buah nada DTMF. Nada-nada DTMF pada ponsel dihasilkan dari
4 buah variasi frekuensi rendah yang mewakili banyaknya baris pada keypad ponsel dan
3 buah variasi frekuensi tinggi yang mewakili banyaknya kolom pada keypad ponsel.
Tabel 2.1 menunjukkan kombinasi frekuensi dari nada-nada DTMF.
Tabel 2.1. Frekuensi nada DTMF [15]
2.6.
Frekuensi
Frekuensi
Rendah ( Hz )
Tinggi ( Hz )
697
Keypad Ponsel
Bilangan Biner
1209
1
0001
697
1336
2
0010
697
1477
3
0011
770
1209
4
0100
770
1336
5
0101
770
1477
6
0110
852
1209
7
0111
852
1336
8
1000
852
1477
9
1001
941
1209
0
1010
941
1336
*
1011
941
1477
#
1100
DTMF Decoder CM8870
Rangkaian penerima DTMF yang dibangun dengan CM8870 ditunjukkan seperti
pada Gambar 2.3. Pada Gambar 2.3 terlihat bahwa rangkaian dilengkapi dengan kristal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14
senilai 3,58 MHz. Kristal pada rangkaian DTMF CM8870 berfungsi untuk menentukan
waktu minimal utuk mengenali nada yang diterima oleh DTMF. Rangkaian-rangkaian
penguat sinyal DTMF dibentuk dengan R1, R2 dan C1 [16].
Rangkaian penerima DTMF CM8870 terdiri atas band split filter yang
memisahkan nada high dan low yang diterima dan digital decoder yang akan memeriksa
nada high dan low yang diterima, serta durasi dari penerimaan nada. Pemisahan dari nada
low group dan high group dapat dilakukan dengan mengaplikasikan sinyal dua tones
menuju kedua switch capacitor band pass filter. Setiap filter keluaran diikuti dengan
rangkaian switch kapasitor yang akan memperhalus sinyal sebelum menuju limiter. Limiter
signal dihasilkan oleh high gain comparator. Comparator tersebut akan mendeteksi
low-signal yang tidak diinginkan atau noise.
Delayed Steering Output (STD) merupakan keluaran yang menandakan CM8870
mempunyai nada DTMF baru yang bisa diambil. Saat tidak ada nada DTMF pin
STD = ‘0’. Jika sinyal yang masuk CM8870 mengandung nada DTMF dan nada itu
lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3, maka STD akan
menjadi ‘1’ dan memberitahu bahwa ada data di Q1...Q4 (pin 11 sampai pin 14 CM8870)
yang bisa diambil. Sinyal STD akan tetap bertahan = ‘1’ apabila nada DTMF masih ada.
Tone Output Enable (TOE) merupakan masukan untuk mengatur data Q1...Q4.
Jika TOE = ‘0’, maka rangkaian keluaran Q1...Q4 akan mengambang (high impedance
state), sehingga data tidak bisa diambil. Jika Q1…Q4 tidak digabung dengan jalur data
peralatan lainnya, maka pin TOE bisa saja dihubungkan ke ‘1’.
Gambar 2.3. Rangkaian DTMF decoder CM8870 [17]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
15
2.7.
Pulse Width Modulation
Salah satu cara untuk mengirimkan informasi analog adalah dengan menggunakan
pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus [18]. Pada saat modulasi pulsa, sinyal pembawa
informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Salah satu teknik modulasi
pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau lebar dari waktu tunda positif
maupun waktu tunda negatif pulsa-pulsa persegi tersebut. Metode tersebut dikenal dengan
nama Pulse Width Modulation (PWM).
Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap,
namun, lebar pulsanya bervariasi [19]. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan
amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi (dalam hal ini adalah sinus). Dengan kata
lain, frekuensi sinyal PWM adalah konstan namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga
100%). Gambar 2.4 menunjukkan gelombang sinyal PWM.
Gambar 2.4. Gelombang sinyal PWM [4]
Ton adalah waktu saat tegangan keluaran tinggi (high) atau berada pada logika ‘1’.
Toff adalah waktu saat tegangan keluaran rendah (low) atau berada pada logika ‘0’. Ttotal
adalah jumlah antara Ton dan Toff.
2.8.
Motor DC
Motor DC adalah suatu mesin listrik yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus
searah menjadi tenaga gerak atau mekanik. Tenaga gerak mekanik berupa putaran rotor
secara kontinyu [16]. Pada dasarnya motor DC mempunyai dua bagian penting yaitu
bagian stator dan bagian rotor [20]. Lebih jelasnya bagian dari motor DC diperlihatkan
pada Gambar 2.5.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
16
a.
Bagian stator
Stator adalah bagian yang tetap (tidak bergerak) yang terdiri dari rumah dengan
kutub magnet yang dibuat dari pelat-pelat yang dipejalkan dengan gulungan
penguat magnet serta tutup rumah.
b.
Bagian rotor
Rotor adalah bagian yang bergerak yang terdiri dari silinder dibuat dari pelatpelat yang dipejalkan yang diberi saluran sebagai tempat kumparan yang biasa
disebut armatur. Pada armatur terpasang kolektor/komutator yang terdiri dari
segmen-segmen yang berhubungan dengan gulungan armatur. Fungsi komutator
adalah membalik arah aliran arus listrik yang melalui kumparan armaturnya.
Gambar 2.5. Konstruksi motor DC [20]
2.8.1. Prinsip Kerja Motor DC
Prinsip kerja dari motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa arus
kedalam kumparan sehingga kumparan akan menimbulkan medan magnet [20]. Medan
magnet ini dibuat sedemikian rupa sehingga keadaannya selalu tolak menolak antara
medan magnet yang ditimbulkan stator dan medan magnet yang ditimbulkan rotor
sehingga didapat gaya dorong diantara keduanya maka timbulah putaran.
Pada motor DC tegangan armatur magnet permanen dapat diatur dengan cara
mengatur besar arus yang lewat pada armatur, karena besar arus
sebanding dengan
kecepatan motor. Sedangkan untuk mengubah arah putaran motor DC dengan cara
membalikkan polaritas sumber tegangannya. Gambar 2.6 menunjukkan model dari
motor DC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17
Gambar 2.6. Motor DC [20]
Driver Motor DC L293D
2.9.
IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat
dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler [21]. Motor DC yang
dikontrol dengan driver L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan
positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pole.
Dalam satu unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri
dengan kemampuan mengalirkan arus 1 ampere tiap driver. Gambar 2.7 menunjukkan
konstruksi pin L293D.
Gambar 2.7. Kontruksi pin L293D [21]
Berikut ini adalah fungsi dari tiap-tiap pin IC L293D :
a.
Pin EN (Enable, EN1,2, EN3,4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima
perintah untuk menggerakan motor DC.
b.
Pin in (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC.
c.
Pin out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang
dihubungkan ke motor DC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18
d.
Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC,
dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol driver dan
VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
e.
Pin GND (Ground) adalah jalur yang harus dihubungkan ke ground. Pin GND ini
ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.
2.10.
LED
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan Light Emitting Diode (LED)
adalah suatu bahan semikonduktor yang dapat mengeluarkan emisi cahaya [22]. Untuk
mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, unsur yang dipakai adalah gallium,
arsenic dan phosphorus. Jenis unsur yang berbeda akan menghasilkan cahaya yang
berbeda pula. Gambar 2.8 menunjukkan pemberian prasikap tegangan pada LED.
Gambar 2.8. Rangkaian LED [22]
LED memiliki berbagai macam warna, di antaranya warna merah, kuning, dan
hijau. Selain warna, dalam memilih LED perlu memperhatikan tegangan kerja, arus
maksimum, dan disipasi daya. Cahaya pada LED berbanding lurus dengan arus maju yang
mengalir. Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai
2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, dan LED hijau 2,7 volt.
LED biasanya digunakan secara luas sebagai lampu indikator, display pada seven
segment dan lain sebagainya [23]. Sedangkan LED yang memancarkan cahaya inframerah
pada umumnya digunakan sebagai media transfer data yang tidak memerlukan cahaya
tampak seperti remote control dan alarm. Berikut adalah rumus dalam menentukan nilai
resistor sebagai pembatas arus pada LED [24]:
(2.1)
dengan Vs adalah tegangan sumb
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
TUGAS AKHIR
SISTEM PENGENDALIAN ROBOT JARAK JAUH
MENGGUNAKAN SINYAL DTMF PADA LAYANAN
VIDEO CALL
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
YOHANES GIOVANNI SETIADY TJIU
NIM : 095114012
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
i
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
FINAL PROJECT
ROBOT REMOTE CONTROL SYSTEM USING DTMF
SIGNALS ON VIDEO CALL SERVICES
Presented as Partial Fullfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
YOHANES GIOVANNI SETIADY TJIU
NIM : 095114012
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
ii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
iv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
v
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO
MOTO :
Rahasia terbesar dalam hidup : Melewati hari ini dengan penuh
makna. Makna tentang cinta, ilmu, dan iman. Dengan cinta hidup
menjadi indah. Dengan ilmu hidup menjadi mudah dan dengan iman
hidup menjadi terarah.
Skripsi ini kupersembahkan untuk…..
Yesus Kristus pembimbingku yang setia
Papa dan Mama tercinta
Keluarga besar Tjiu dan Lie
vi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
vii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
INTISARI
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call merupakan pengaplikasian terhadap perkembangan teknologi komunikasi
bergerak. Robot ini dibangun untuk dapat memonitor suatu lokasi serta dapat memberikan
informasi visual kepada user melalui layanan video call secara otomatis dan real time.
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call ini gagal diimplementasikan. Hal ini disebabkan karena user tidak dapat
mengirimkan sinyal DTMF ke ponsel sistem saat komunikasi video call pada jaringan
GSM 3G. Oleh karena itu, untuk mengatasi masalah tersebut digunakanlah aplikasi skype.
Aplikasi skype dapat mengirim dan menerima sinyal DTMF saat komunikasi video call.
Sistem pengendalian robot yang dibuat dengan aplikasi skype ini menerapkan komunikasi
satu arah yaitu dari sisi user yang bertindak sebagai pengendali. Sistem ini akan bekerja
apabila user melakukan panggilan video ke ponsel sistem dengan aplikasi skype. Pada saat
komunikasi video call antara notebook user dengan ponsel sistem, sinyal DTMF akan
dikirimkan. Sinyal DTMF yang dikirim tersebut kemudian diterima oleh DTMF decoder
untuk diterjemahkan ke dalam data biner. Data biner tersebut kemudian dikirim ke
mikrokontroler untuk mengerakkan robot bergerak maju, bergerak ke kiri, berhenti,
bergerak ke kanan, dan bergerak mundur.
Sistem pengendalian robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan
video call dengan aplikasi skype telah berhasil diimplementasikan dan dapat bekerja
dengan baik. User dapat mengendalikan arah pergerakan robot dari jarak jauh. Robot yang
dikendalikan oleh user dapat memberikan gambar visual melalui layanan video call pada
aplikasi skype.
Kata kunci: robot, video call, aplikasi skype, DTMF
viii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
ABSTRACT
Robot remote control system using DTMF signals on video call service is an
application to the development of mobile communication technology. This robot
constructed to be able to monitor the location and can provide visual information to the
user via video call service automatically and real time.
Robot remote control system using DTMF signals on video call service failed
implemented. This is because the user can not send DTMF signals to mobile phone system
when communication video call on GSM 3G network. Therefore, to overcome this
problem use skype application. Skype application can send and receive DTMF signals
when communication video call. Robot remote control system with the skype application
to implement one direction, from user side that act as controller. System will work if the
user make video calls to mobile phone systems by skype application. In the event of
communication video call between notebook user with a mobile phone system, DTMF
signals will be sent. DTMF signals is then receive by the DTMF decoder to translate into
binary data. The binary data is sent to the microcontroller to mobilize the robot move
forward, move to the left, stop, move to the right, and move backward.
Robot remote control system using DTMF signals on video call service with the
skype application has been implemented and can work well. User can control the direction
of movement of the robot remotely. The robot is controlled by the user can provide visual
images by the video call service on skype application.
Keyword: robot, video call, skype application, DTMF
ix
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan terima kasih kepada Tuhan Yang Maha Esa
karena atas berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas
akhir yang berjudul “Sistem Pengendalian Robot Jarak Jauh Menggunakan Sinyal
DTMF Pada Layanan Video Call”. Laporan tugas akhir ini disusun sebagai persyaratan
mahasiswa memperoleh gelar sarjana.
Dalam penulisan tugas akhir ini banyak sekali kesulitan yang penulis temui dan
banyak pula bantuan dan bimbingan serta dorongan dari berbagi pihak, baik materil
maupun moril. Maka dengan selesainya penulisan tugas akhir ini penulis mengucapkan
terima
kasih
yang
sedalam-dalamnya
untuk
seluruh
pihak
yang
membantu.
Pada kesempatan ini penulis ingin berterima kasih kepada :
1.
Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2.
Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3.
Bapak Damar Widjaya, S.T., M.T. selaku bimbingan kolokium dan Ibu Wiwien
Widyastuti, S.T., M.T. selaku bimbingan pendadaran yang dengan segala
kesabaran hati memberikan pengarahan serta membimbing penulis dalam
menyelesaikan tugas akhir ini.
4.
Kepada seluruh dosen dan staf jurusan Teknik Elektro yang telah memberikan
banyak ilmu, arahan, dan masukan selama masa perkuliahan berlangsung serta
memberikan pelayanan yang terbaik bagi penulis selaku mahasiswa.
5.
Seluruh teman-teman seperjuangan angkatan 2009 Teknik Elektro yang telah
mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
6.
Kedua orang tua tersayang dan tercinta yang selalu memberikan semangat serta
doa yang tiada henti-hentinya kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini.
7.
Keluarga besar Tjiu dan Lie yang selalu memberikan semangat dan dukungan
serta doa dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
8.
Semua pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan laporan tugas akhir
ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
x
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
xi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .........................................................................................................i
HALAMAN PERSETUJUAN .........................................................................................iii
HALAMAN PENGESAHAN ..........................................................................................iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...........................................................................v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ..................................................vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ........................................................................vii
INTISARI ..........................................................................................................................viii
ABSTRACT ......................................................................................................................ix
KATA PENGANTAR ......................................................................................................x
DAFTAR ISI .....................................................................................................................xii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................xv
DAFTAR TABEL .............................................................................................................xvii
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................................1
1.1.
Latar Belakang .....................................................................................................................1
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................................2
1.3.
Batasan Masalah ..................................................................................................................2
1.4.
Metode Penelitian ................................................................................................................3
1.5.
Sistematika Penulisan ..........................................................................................................4
BAB II
DASAR TEORI ..............................................................................................5
2.1. Telepon Seluler .........................................................................................................5
2.2. GSM ..........................................................................................................................5
2.2.1. Mobile Station ...............................................................................................6
2.2.2. Base Station Subsystem .................................................................................7
2.2.3. Switching Subsystem .....................................................................................7
2.2.4. Operation and Support Subsystem ................................................................8
2.3. 3G ..............................................................................................................................8
xii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.3.1. Video Call ......................................................................................................9
2.4. Mikrokontroler ATMega8538 ...................................................................................9
2.4.1. Arsitektur ATMega8535 ...............................................................................10
2.4.2. Konfigurasi ATMega8535 ............................................................................10
2.4.3. Memori Data ................................................................................................12
2.4.4. Memori Program ...........................................................................................12
2.4.5. Timer ATMega8535 ......................................................................................12
2.4.5.1. Timer/Counter1 ...............................................................................12
2.5. Dual Tone Multi Frequency ......................................................................................13
2.6. DTMF Decoder CM8870 ..........................................................................................13
2.7. Pulse Width Modulation ............................................................................................15
2.8. Motor DC ..................................................................................................................15
2.8.1. Prinsip Kerja Motor DC ................................................................................16
2.9. Driver Motor DC L293D ..........................................................................................17
2.10. LED ...........................................................................................................................18
2.11. Bascom-AVR ............................................................................................................19
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN .....................................................................20
3.1. Proses Kerja Sistem Pengendalian Robot ................................................................20
3.2. Kebutuhan Perangkat Keras ......................................................................................21
3.3. Kebutuhan Perangkat Lunak .....................................................................................22
3.4. Perancangan Alat ......................................................................................................22
3.4.1. Perancangan Konstruksi Robot .....................................................................22
3.4.2. Perancangan Rangkaian DTMF Decoder .....................................................23
3.4.3. Perancangan Rangkaian Minimum Sistem ATMega8535 ............................24
3.4.4. Perancangan Rangkaian Penggerak Motor DC .............................................27
3.5. Perancangan Program ................................................................................................28
3.5.1. Diagram Alir Pergerakan Robot Menggunakan Ponsel ................................28
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................30
4.1. Hasil Implementasi Alat ............................................................................................30
4.2. Hasil Pengujian DTMF Decoder dan Sinyal DTMF ................................................31
4.3. Skype ........................................................................................................................35
xiii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4.4. Hasil Pengujian Dengan Aplikasi Skype ....................................................................37
4.4.1. Pengujian Keluaran DTMF Decoder Saat Video Call ...................................37
4.4.2. Pengujian Pergerakan Robot Saat Video Call ...............................................40
4.4.3. Pengujian Hasil Gambar Video Call Saat Robot Bergerak ...........................42
4.5. Listing Program .........................................................................................................43
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN .......................................................................45
5.1. Kesimpulan ...............................................................................................................45
5.2. Saran ........................................................................................................................45
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................46
LAMPIRAN ......................................................................................................................49
xiv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1.
Elemen jaringan GSM ................................................................................6
Gambar 2.2.
Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 ..........................................11
Gambar 2.3.
Rangkaian DTMF decoder CM8870 ..........................................................14
Gambar 2.4.
Gelombang sinyal PWM ............................................................................15
Gambar 2.5.
Konstruksi motor DC ..................................................................................16
Gambar 2.6.
Motor DC ....................................................................................................17
Gambar 2.7.
Konstruksi pin L293D ................................................................................17
Gambar 2.8.
Rangkaian LED ..........................................................................................18
Gambar 2.9.
Interface Bascom-AVR ..............................................................................19
Gambar 3.1.
Diagram blok sistem pengendalian robot ...................................................20
Gambar 3.2.
Konstruksi robot .........................................................................................22
Gambar 3.3.
Rangkaian DTMF decoder .........................................................................23
Gambar 3.4.
Rangkaian osilator ......................................................................................25
Gambar 3.5.
Rangkaian reset ..........................................................................................25
Gambar 3.6.
Rangkaian minimum sistem ATMega8535 ................................................26
Gambar 3.7.
Koneksi pin IC L293D dengan mikrokontroler ..........................................27
Gambar 3.8.
Flowchart pergerakan robot menggunakan ponsel ....................................29
Gambar 4.1.
Hasil implementasi sistem pengendalian robot jarak jauh
menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call ................................31
Gambar 4.2.
Hasil pengujian keluaran DTMF decoder ..................................................33
Gambar 4.3.
Hasil pengujian sinyal DTMF saat video call .............................................34
Gambar 4.4. Blok diagram sistem pengendalian robot jarak jauh dengan aplikasi
skype ............................................................................................................35
Gambar 4.5. Hasil implementasi sistem pengendalian robot jarak jauh
menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call dengan aplikasi
skype ............................................................................................................36
Gambar 4.6.
Hasil pengujian keluaran DTMF decoder ...................................................38
xv
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Gambar 4.7.
Hasil pengujian sinyal DTMF saat video call dengan aplikasi skype .........39
Gambar 4.8.
Hasil gambar video call dengan aplikasi skype saat robot bergerak ...........42
Gambar 4.9.
Listing program arah pergerakan robot ......................................................43
xvi
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Frekuensi nada DTMF .....................................................................................13
Tabel 2.2. Fungsi icon pada interface Bascom-AVR .......................................................19
Tabel 3.1. Output dari rangkaian DTMF decoder ............................................................23
Tabel 3.2. Penggunaan port mikrokontroler ATMega8535 .............................................27
Tabel 3.3. Kondisi putaran motor DC terhadap pergerakan robot ....................................28
Tabel 4.1. Hasil pengujian keluaran DTMF decoder saat video call ...............................32
Tabel 4.2. Hasil pengujian sinyal DTMF pada berbagai jenis SIM card GSM ...............34
Tabel 4.3. Hasil pengujian keluaran DTMF decoder saat video call dengan aplikasi
skype ................................................................................................................37
Tabel 4.4. Perbandingan hasil perancangan dan pengujian pergerakan robot saat
video call dengan aplikasi skype .......................................................................40
Tabel 4.5. Tingkat keberhasilan pergerakan robot saat video call dengan aplikasi
skype ................................................................................................................41
xvii
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Sistem komunikasi bergerak diyakini memiliki peranan yang penting dalam
memenuhi kebutuhan telekomunikasi [1]. Sistem komunikasi bergerak generasi ketiga
(3G), seperti Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) menyediakan berbagai
macam fasilitas dan layanan bagi para pelanggannya. Hal ini disebabkan semakin
meningkatnya kebutuhan masyarakat untuk berkomunikasi secara bergerak. Aplikasi dan
layanan tersebut antara lain adalah aplikasi multimedia, akses internet, transfer data
kecepatan tinggi, serta aplikasi interaktif yang bersifat real time, seperti video call dan
mobile TV.
Aplikasi video call dapat digunakan sebagai sarana komunikasi real time
khususnya untuk dunia bisnis, kesehatan, dan pendidikan [2]. Aplikasi video call untuk
dunia bisnis, biasanya disebut video conference, yaitu semacam video call tetapi dalam
skala lebih besar. Dalam dunia kesehatan, aplikasi ini diterapkan untuk penanganan medis
dari jarak jauh untuk komunikasi tatap muka dengan pasien. Untuk dunia pendidikan,
aplikasi video call ini digunakan untuk tatap muka antar guru maupun siswa, untuk
berdiskusi, bereksperimen, dan bereksplorasi, baik dalam maupun luar negeri tanpa adanya
batasan waktu dan tempat.
Dengan dimungkinkannya pengiriman data berupa gambar dan suara (voice)
secara bersamaan, layanan multimedia dapat juga digunakan sebagai Closed Circuit
Television (CCTV) yang dapat dilakukan dari jarak jauh untuk memonitor suatu lokasi.
Proses monitor dilakukan menggunakan aplikasi video call dari telepon seluler (ponsel)
pada jaringan GSM 3G.
Pada penelitian-penelitian terdahulu sudah ada yang mengembangkan sistem
keamanan rumah menggunakan robot berkaki [3] dan sistem keamanan rumah
menggunakan layanan video call pada jaringan GSM 3G [4]. Sistem keamanan tersebut
akan memberikan informasi visual ke user melalui layanan video call secara realtime.
Namun pada penelitian-penelitian terdahulu terdapat kekurangan yaitu pada penelitian
pertama waktu yang diperlukan oleh robot untuk sampai ke tempat tujuan lebih lama dan
robot tersebut diprogram sesuai dengan ruangan di dalam rumah. Sedangkan kekurangan
1
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2
pada penelitian kedua yaitu pengiriman sinyal DTMF yang tidak dapat dilakukan dari
ponsel user serta ponsel sistem yang tidak dapat secara langsung memberikan gambar
visual saat user melakukan panggilan video. Berdasarkan pertimbangan di atas, penulis
ingin mengembangkan penelitian-penelitian terdahulu sekaligus membuat suatu sistem
pengendalian jarak jauh yang dapat memonitor kondisi suatu lokasi, khususnya yang
dilakukan oleh robot beroda. Robot tersebut akan memberikan informasi visual kepada
user melalui layanan video call secara otomatis dan realtime. Sistem pengendalian jarak
jauh yang akan dibuat diberi judul “Sistem Pengendalian Robot Jarak Jauh
Menggunakan Sinyal DTMF Pada Layanan Video Call”.
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu sistem pengendalian robot
dengan media ponsel yang memanfaatkan layanan video call pada jaringan GSM 3G.
Manfaat yang ingin di capai penulis dalam penelitian ini adalah :
1.
User dapat memonitor kondisi di sekitar robot secara langsung.
2.
Mengembangkan sistem kontrol pada robot yang sudah ada saat ini.
3.
Memberikan sumbangan bagi perkembangan ilmu pengetahuan khususnya dalam
bidang pengendalian jarak jauh dengan video call.
1.3.
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1.
Pengendalian robot oleh user dilakukan melalui layanan video call pada jaringan
GSM 3G dan pengiriman Dual Tone Multi Frequency (DTMF).
2.
Spesifikasi ponsel yang digunakan oleh user dan robot adalah ponsel 3G.
3.
Sistem ini hanya berkomunikasi satu arah saja yaitu dari sisi user sebagai
pengendali robot.
4.
Sistem pengendalian robot menggunakan mikrokontroler ATMega8535.
5.
Bahasa pemrograman menggunakan Bascom-AVR.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
3
1.4.
Metode Penelitian
Pembuatan tugas akhir ini terbagi menjadi beberapa tahap pengerjaan, yang tertera
sebagai berikut:
1.
Studi literatur
Dalam studi literatur ini, pengumpulan data-data perangkat lunak dan perangkat
keras dilakukan melalui referensi-referensi yang telah ada, di antaranya referensi
mengenai mikrokontroler, DTMF decoder, IC L293D, Bascom- AVR serta
komponen-komponen yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.
2.
Perancangan sistem
Perancangan sistem meliputi kejelasan konsep dari alat, tujuan, input, dan output
dari robot.
3.
Perancangan perangkat keras dan perangkat lunak
Perancangan perangkat keras meliputi: perancangan rangkaian minimum sistem
ATMega8535, rangkaian DTMF decoder, dan rangkaian driver motor DC.
Perancangan perangkat lunak meliputi: perancangan kode perintah pada robot dan
pembuatan flowchart.
4.
Implementasi
Perangkat keras dan perangkat lunak akan dibuat pada tahap ini. Pembuatan
perangkat keras meliputi: pembuatan rangkaian minimum sistem ATMega8535,
rangkaian DTMF decoder, dan rangkaian driver motor DC. Pembuatan perangkat
lunak meliputi: pembuatan program menggunakan Bascom-AVR serta kebutuhan
downloader untuk menyalin program ke mikrokontroler.
5.
Uji coba dan analisa sistem
Hasil dari pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak diintegrasikan,
sehingga terbentuk sebuah sistem yang dapat bekerjasama, kemudian sistem akan
diuji secara keseluruhan. Pengujian perangkat keras berupa uji coba pada
mikrokontroler,
DTMF
decoder
CM8870,
dan
IC
L293D.
Pengujian
mikrokontroler ini termasuk bagian pengujian perangkat lunak. Dari hasil
pengujian tersebut penulis melalukan analisa dan memberikan kesimpulan.
6.
Membuat laporan
Pembuatan buku tugas akhir ini dilakukan untuk membuat dokumentasi dari
semua teori dan metode yang digunakan serta hasil yang diperoleh selama
pengerjaan tugas akhir.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
4
1.5.
Sistematika Penulisan
Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini akan diuraikan dalam bentuk bab, dan
masing-masing bab akan dipaparkan dalam beberapa sub bab, diantaranya:
BAB I
: PENDAHULUAN
Dalam bab ini akan menjelaskan latar belakang, tujuan dan manfaat,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan tugas akhir.
BAB II
: DASAR TEORI
Dalam bab ini akan membahas dan menjelaskan mengenai dasar teoritis
yang menjadi landasan dan mendukung pelaksanaan penulisan tugas akhir.
BAB III
: RANCANGAN PENELITIAN
Dalam bab ini akan membahas tentang alur rancangan sistem pengendalian
robot jarak jauh menggunakan sinyal DTMF pada layanan video call.
BAB IV
: HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan membahas hasil rancangan penelitian dan pembahasan
dari data yang diperoleh.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Dalam bab ini akan disampaikan kesimpulan dari hasil penelitian sistem
secara keseluruhan
selanjutnya.
serta saran-saran bagi
pengembangan sistem
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1.
Telepon Seluler
Telepon seluler atau yang sering disebut ponsel merupakan alat komunikasi
dengan teknologi yang lebih tinggi dibandingkan dengan telepon rumah Public Switch
Telephone Network (PSTN) [5]. Hal ini dikarenakan ponsel memiliki fasilitas-fasilitas
yang tidak terdapat pada PSTN seperti, Short Message Service (SMS), Multimedia
Message Service (MMS), General Packet Radio Service (GPRS), ringtone, radio, kamera,
video call dan lain sebagainya. Teknologi yang digunakan sistem seluler sendiri beragam,
ada AMPS, GSM, dan CDMA. Sistem ini menyediakan komunikasi wireless bagi
pelanggan (yang berlokasi dalam jangkauan radio sistem) untuk berhubungan dengan
pelanggan seluler lain atau dengan pelanggan.
2.2.
GSM
Global System for Mobile Communications (GSM) muncul pada pertengahan
1991 dan dijadikan standar telekomunikasi seluler untuk seluruh Eropa oleh European
Telecomunication Standard Institute (ETSI) [4]. Pengoperasian GSM secara komersil
dimulai pada awal kuartal terakhir 1992. GSM merupakan teknologi yang kompleks dan
butuh pengajian yang mendalam untuk bisa dijadikan standar. Standar type approval untuk
ponsel disepakati dengan mempertimbangkan dan memasukkan puluhan item pengujian
dalam memproduksi GSM.
GSM telah mengantisipasi perkembangan jumlah penggunanya yang sangat maju
dan arah layanan per area yang tinggi. GSM mengatasi perkembangan tersebut dengan
Digital Cellular System (DCS) pada alokasi frekuensi 1800 MHz. Pada frekuensi tersebut,
kapasitas pelanggan yang semakin besar per satuan sel akan dicapai. Selain itu, DCS akan
dapat menurunkan kekuatan daya pancar ponsel dengan luas sel yang semakin kecil,
sehingga bahaya radiasi yang timbul dapat dikurangi. Sel merupakan unit dasar sistem
seluler. Setiap sel memiliki sebuah base station yang terdiri dari tower dan bangunan kecil
berisi perangkat radio.
Pemakaian GSM kemudian meluas ke Asia dan Amerika, termasuk Indonesia.
Indonesia awalnya menggunakan sistem ponsel analog yang bernama Advances Mobile
5
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
6
Phone System (AMPS) dan Nordic Mobile Telephone (NMT). Namun dengan hadir dan
dijadikan standar sistem komunikasi seluler membuat sistem analog perlahan menghilang,
tidak hanya di Indonesia, tetapi juga di Eropa. Pengguna GSM pun semakin lama semakin
bertambah. Akhirnya GSM tumbuh dan berkembang sebagai sistem telekomunikasi seluler
yang paling banyak digunakan di seluruh dunia.
Jaringan GSM dibagi menjadi 4 subsistem utama: Mobile Station (MS), Base
Station Subsystem (BSS), Switching Subsystem (SS), dan Operation and Support
Subsystem (OSS). Secara umum, network element dalam jaringan GSM ditunjukkan pada
Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Elemen jaringan GSM [1]
2.2.1. Mobile Station
Mobile Station (MS) merupakan peralatan komunikasi bergerak yang dipakai oleh
pelanggan agar dapat mengakses jaringan GSM [6]. MS terdiri dari 2 bagian, yaitu:
a.
Mobile Equipment
Mobile Equipment (ME) atau telepon seluler (ponsel) merupakan perangkat GSM
yang berada di sisi pengguna atau user yang berfungsi sebagai terminal
transceiver (pengirim dan penerima sinyal) untuk berkomunikasi dengan
perangkat GSM lainnya. ME diidentifikasikan dengan International Mobile
Equipment Identity (IMEI) tertentu. IMEI merupakan nomor seri perangkat
dengan tipe kode tertentu.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
7
b.
Subscriber Identity Module
Subscriber Identity Module (SIM) atau SIM card atau smart card merupakan
kartu yang berisi seluruh informasi pelanggan dan beberapa informasi pelayanan.
ME tidak dapat digunakan tanpa SIM di dalamnya.
2.2.2. Base Station Subsystem
Base Station Subsystem (BSS) terdiri dari 2 bagian [7], yaitu :
a.
Base Transceiver Station
Base Transceiver Station (BTS) berfungsi untuk berhubungan langsung dengan
MS dan juga berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal.
b.
Base Station Controller
Base Station Controller (BSC) membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur
trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju sentral atau BTS. BSC mengatur
sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur
handover ketika MS melewati batas antar sel.
2.2.3. Switching Subsystem
Switching Subsystem (SS) berfungsi mengatur komunikasi antar pelanggan GSM
atau antara pelanggan GSM dengan jaringan lain [8]. SS terdiri dari 5 elemen jaringan,
yaitu:
a.
Mobile Switching Center
Mobile Switching Center (MSC) merupakan inti dari jaringan seluler, dimana
MSC berperan untuk inter koneksi hubungan pembicaraan, baik antar pelanggan
seluler maupun antar seluler dengan jaringan telepon kabel PSTN, ataupun
dengan jaringan data.
b.
Home Location Register
Home Location Register (HLR) merupakan database yang berisi data pelanggan
yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, layanan tambahan, serta
informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update).
c.
Visitor Location Register
Visitor Location Register (VLR) merupakan database yang berisi informasi
sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada
cakupan area jaringan.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
8
d.
Authentication Center
Authentication Center (AuC) merupakan database informasi rahasia yang
disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol
penggunaan jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan
kecurangan.
e.
Equipment Identity Registration
Equipment Identity Registration (EIR) merupakan register penyimpan data
seluruh MS. EIR berisi IMEI (International Mobile Equipment Identities).
2.2.4. Operation and Support Subsystem
Operation and Support Subsystem (OSS) berfungsi sebagai pusat pengendalian, di
antaranya fault management, configuration management, performance management, dan
inventory management [7].
2.3.
3G
Teknologi 3G adalah teknologi komunikasi generasi ketiga yang menjadi standar
teknologi telepon bergerak (mobile phone), menggantikan 2,5G [9]. Hal ini berdasarkan
International Telecommunication Union (ITU) dengan standar IMT-2000. Jaringan 3G
memungkinkan operator jaringan untuk menawarkan jangkauan yang lebih luas dengan
berbagai fasilitas, di antaranya komunikasi suara nirkabel dalam jangkauan area luas
(wide area wireless voice telephony), panggilan video (video call), jalur data kecepatan
tinggi nirkabel (broadband wireless data), dan semuanya itu berkerja dalam perangkat
bergerak (mobile). Fasilitas tambahan juga meliputi transmisi data HSPA yang mampu
untuk mengirim data dengan kecepatan sampai 14,4 Mbps untuk downlink dan 5,8 Mbps
untuk uplink.
ITU mendefinisikan 3G sebagai teknologi yang:
1.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 144 Kbps pada pengguna yang
bergerak dengan kecepatan 100 km/jam.
2.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 384 Kbps pada pengguna yang
berjalan kaki.
3.
Mempunyai kecepatan transfer data sebesar 2 Mbps pada pengguna diam
(stasioner).
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9
Teknologi 3G diperkenalkan pada awalnya adalah untuk tujuan sebagai berikut:
1.
Menambah efisiensi dan kapasitas jaringan.
2.
Menambah kemampuan jelajah (roaming).
3.
Untuk mencapai kecepatan transfer data yang lebih tinggi.
4.
Peningkatan kualitas layanan (QoS atau Quality of Service).
5.
Mendukung kebutuhan internet bergerak (mobile internet).
Frekuensi yang digunakan oleh teknologi 3G, yaitu:
1.
Frekuensi pengiriman (uplink) 1920 – 1980 MHz.
2.
Frekuensi penerimaan (downlink) 2110 – 2170 MHz.
2.3.1. Video Call
Layanan yang ditawarkan dari teknologi 3G cukup beragam, baik itu layanan
panggilan (call service) maupun layanan data (data service) [10]. Salah satu layanan yang
sering digunakan pada teknologi 3G adalah layanan voice call. Namun, di samping layanan
voice call, teknologi 3G menawarkan salah satu layanan baru, yaitu layanan video call.
Layanan video call merupakan layanan yang berbasis informasi gambar bergerak
(video) dan suara (voice). Dengan layanan ini, penggunanya dapat secara langsung bertatap
muka dan berkomunikasi dengan lawan bicaranya melalui layar ponsel. Layanan video call
dapat dilakukan jika menggunakan ponsel dengan fitur 3G dan juga memiliki fasilitas
kamera.
Adapun kelemahan layanan video call adalah terletak pada sinyal yang
berpengaruh pada gambar. Hal ini dikarenakan gambar video pada layanan video call
mempunyai ukuran data yang lebih besar dibandingkan suara. Apabila sinyal yang diterima
kurang baik, maka gambar video yang dikirim akan lambat dan gambar video yang
diterima kurang bagus.
2.4.
Mikrokontroler ATMega8535
Mikokontroler Alf and Vegard’s Risc processor (AVR) dari ATMEL ini
menggunakan arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) yang artinya prosesor
tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit dibandingkan dengan MCS-51
yang menerapkan arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC) [11].
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
10
Hampir semua instruksi prosesor RISC adalah instruksi dasar, sehingga instruksiinstruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus clock. Secara umum, AVR dapat
dikelompokkan menjadi 6 kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga
ATMega, keluarga AT90CAN, keluarga AT90PWM, dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya, sedangkan
dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan bisa dikatakan hampir sama.
Pada tugas akhir ini, penulis menggunakan salah satu produk ATMEL dari
keluarga ATMega yaitu ATMega8535. ATMega8535 yang digunakan ini berfungsi
sebagai pengendali keseluruhan sistem robot.
2.4.1. Arsitektur ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki arsitektur sebagai berikut [12] :
1.
Analog to Digital Converter (ADC) 10 bit sebanyak 8 saluran.
2.
Tiga buah saluran Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
3.
Central Processing Unit (CPU) yang terdiri atas 32 buah register.
4.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
5.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D.
6.
Static Random Access Memory (SRAM) sebesar 512 byte.
7.
Memory Flash sebesar 8 kbytes dengan kemampuan Read While Write.
8.
Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka Serial Peripheral Interface (SPI).
10. Electrical Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar
512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komputer analog.
12. Port Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter
(USART) untuk komunikasi serial.
2.4.2. Konfigurasi ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki 40 pin dengan 32 pin di antaranya
digunakan sebagai port paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port
pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C, dan port D [13].
Gambar 2.2 menunjukkan konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
11
Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 [14]
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki konfigurasi pin sebagai berikut:
a.
VCC sebagai catu daya positif.
b.
GND (Ground) sebagai catu daya negatif.
c.
Port A (PA7..PA0)
Port A berfungsi sebagai input analog pada ADC. Port A juga berfungsi sebagai
suatu port I/O 8 bit dua arah.
d.
Port B (PB7..PB0)
Port B adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
e.
Port C (PC7..PC0)
Port C adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
f.
Port D (PD7..PD0)
Port D adalah suatu port I/O 8 bit dua arah dengan resistor internal pull-up
(yang dipilih untuk beberapa bit).
g.
RESET
Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika rendah melebihi
periode minimum yang diperlukan.
h.
XTAL1
Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian clock
internal.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
12
i.
XTAL2
Keluaran dari inverting oscillator amplifier.
j.
AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan ADC.
k.
AREF adalah pin referensi analog untuk ADC.
2.4.3. Memori Data
Memori data adalah memori Random Access Memory (RAM) yang digunakan
untuk menyimpan data [4]. Memori data yang disediakan dalam mikrokontroler
ATMega8535 sebesar 128 byte, meskipun hanya kecil saja tapi untuk banyak keperluan
memori dengan kapasitas sebesar itu sudah cukup.
2.4.4. Memori Program
Jenis memori yang dipakai untuk memori program ATMega8535 adalah flash
EEPROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat
bantuan alat yang dinamakan sebagai ATMega8535 flash EEPROM programmer [4].
2.4.5. Timer ATMega8535
ATMega8535 memiliki tiga modul timer yang terdiri dari dua buah timer/counter
8 bit dan satu buah timer/counter 16 bit [5]. Ketiga modul ini dapat diatur dalam mode
yang berbeda-beda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain
itu semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi.
2.4.5.1.Timer/Counter1
Timer/Counter1 adalah Timer/Counter 16 bit yang memungkinkan program
pewaktuan lebih akurat [11]. Fitur-fitur dari Timer/Counter1 pada ATMega8535 adalah
sebagai berikut:
a.
Desain 16 bit, sehingga memungkinkan untuk menghasilkan PWM 16 bit.
b.
Dua buah unit pembanding.
c.
Dua buah register pembanding.
d.
Satu buah input capture unit.
e.
Timer dinolkan saat proses pembandingan tercapai (match compare).
f.
Dapat menghasilkan gelombang PWM.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
13
2.5.
g.
Periode PWM yang dapat diubah-ubah.
h.
Sebagai pembangkit frekuensi.
i.
Empat buah sumber interupsi (TOV1, OCF1A, OCF1B, dan ICF1).
Dual Tone Multi Frequency
DTMF merupakan suatu gelombang frekuensi yang terdiri dari 2 buah frekuensi
nada yang berbeda nilainya tetapi dibangkitkan dalam waktu yang bersamaan [15]. Nada
DTMF sering digunakan pada sistem alat-alat komunikasi misalnya pada ponsel. Ponsel
hanya mempunyai 12 buah nada DTMF. Nada-nada DTMF pada ponsel dihasilkan dari
4 buah variasi frekuensi rendah yang mewakili banyaknya baris pada keypad ponsel dan
3 buah variasi frekuensi tinggi yang mewakili banyaknya kolom pada keypad ponsel.
Tabel 2.1 menunjukkan kombinasi frekuensi dari nada-nada DTMF.
Tabel 2.1. Frekuensi nada DTMF [15]
2.6.
Frekuensi
Frekuensi
Rendah ( Hz )
Tinggi ( Hz )
697
Keypad Ponsel
Bilangan Biner
1209
1
0001
697
1336
2
0010
697
1477
3
0011
770
1209
4
0100
770
1336
5
0101
770
1477
6
0110
852
1209
7
0111
852
1336
8
1000
852
1477
9
1001
941
1209
0
1010
941
1336
*
1011
941
1477
#
1100
DTMF Decoder CM8870
Rangkaian penerima DTMF yang dibangun dengan CM8870 ditunjukkan seperti
pada Gambar 2.3. Pada Gambar 2.3 terlihat bahwa rangkaian dilengkapi dengan kristal
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
14
senilai 3,58 MHz. Kristal pada rangkaian DTMF CM8870 berfungsi untuk menentukan
waktu minimal utuk mengenali nada yang diterima oleh DTMF. Rangkaian-rangkaian
penguat sinyal DTMF dibentuk dengan R1, R2 dan C1 [16].
Rangkaian penerima DTMF CM8870 terdiri atas band split filter yang
memisahkan nada high dan low yang diterima dan digital decoder yang akan memeriksa
nada high dan low yang diterima, serta durasi dari penerimaan nada. Pemisahan dari nada
low group dan high group dapat dilakukan dengan mengaplikasikan sinyal dua tones
menuju kedua switch capacitor band pass filter. Setiap filter keluaran diikuti dengan
rangkaian switch kapasitor yang akan memperhalus sinyal sebelum menuju limiter. Limiter
signal dihasilkan oleh high gain comparator. Comparator tersebut akan mendeteksi
low-signal yang tidak diinginkan atau noise.
Delayed Steering Output (STD) merupakan keluaran yang menandakan CM8870
mempunyai nada DTMF baru yang bisa diambil. Saat tidak ada nada DTMF pin
STD = ‘0’. Jika sinyal yang masuk CM8870 mengandung nada DTMF dan nada itu
lamanya melebihi konstanta waktu yang ditentukan oleh C2 dan R3, maka STD akan
menjadi ‘1’ dan memberitahu bahwa ada data di Q1...Q4 (pin 11 sampai pin 14 CM8870)
yang bisa diambil. Sinyal STD akan tetap bertahan = ‘1’ apabila nada DTMF masih ada.
Tone Output Enable (TOE) merupakan masukan untuk mengatur data Q1...Q4.
Jika TOE = ‘0’, maka rangkaian keluaran Q1...Q4 akan mengambang (high impedance
state), sehingga data tidak bisa diambil. Jika Q1…Q4 tidak digabung dengan jalur data
peralatan lainnya, maka pin TOE bisa saja dihubungkan ke ‘1’.
Gambar 2.3. Rangkaian DTMF decoder CM8870 [17]
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
15
2.7.
Pulse Width Modulation
Salah satu cara untuk mengirimkan informasi analog adalah dengan menggunakan
pulsa-pulsa tegangan atau pulsa-pulsa arus [18]. Pada saat modulasi pulsa, sinyal pembawa
informasi terdiri dari pulsa-pulsa persegi yang berulang-ulang. Salah satu teknik modulasi
pulsa yang digunakan adalah teknik modulasi durasi atau lebar dari waktu tunda positif
maupun waktu tunda negatif pulsa-pulsa persegi tersebut. Metode tersebut dikenal dengan
nama Pulse Width Modulation (PWM).
Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo dan frekuensi dasar yang tetap,
namun, lebar pulsanya bervariasi [19]. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan
amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi (dalam hal ini adalah sinus). Dengan kata
lain, frekuensi sinyal PWM adalah konstan namun duty cycle bervariasi (antara 0% hingga
100%). Gambar 2.4 menunjukkan gelombang sinyal PWM.
Gambar 2.4. Gelombang sinyal PWM [4]
Ton adalah waktu saat tegangan keluaran tinggi (high) atau berada pada logika ‘1’.
Toff adalah waktu saat tegangan keluaran rendah (low) atau berada pada logika ‘0’. Ttotal
adalah jumlah antara Ton dan Toff.
2.8.
Motor DC
Motor DC adalah suatu mesin listrik yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus
searah menjadi tenaga gerak atau mekanik. Tenaga gerak mekanik berupa putaran rotor
secara kontinyu [16]. Pada dasarnya motor DC mempunyai dua bagian penting yaitu
bagian stator dan bagian rotor [20]. Lebih jelasnya bagian dari motor DC diperlihatkan
pada Gambar 2.5.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
16
a.
Bagian stator
Stator adalah bagian yang tetap (tidak bergerak) yang terdiri dari rumah dengan
kutub magnet yang dibuat dari pelat-pelat yang dipejalkan dengan gulungan
penguat magnet serta tutup rumah.
b.
Bagian rotor
Rotor adalah bagian yang bergerak yang terdiri dari silinder dibuat dari pelatpelat yang dipejalkan yang diberi saluran sebagai tempat kumparan yang biasa
disebut armatur. Pada armatur terpasang kolektor/komutator yang terdiri dari
segmen-segmen yang berhubungan dengan gulungan armatur. Fungsi komutator
adalah membalik arah aliran arus listrik yang melalui kumparan armaturnya.
Gambar 2.5. Konstruksi motor DC [20]
2.8.1. Prinsip Kerja Motor DC
Prinsip kerja dari motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa arus
kedalam kumparan sehingga kumparan akan menimbulkan medan magnet [20]. Medan
magnet ini dibuat sedemikian rupa sehingga keadaannya selalu tolak menolak antara
medan magnet yang ditimbulkan stator dan medan magnet yang ditimbulkan rotor
sehingga didapat gaya dorong diantara keduanya maka timbulah putaran.
Pada motor DC tegangan armatur magnet permanen dapat diatur dengan cara
mengatur besar arus yang lewat pada armatur, karena besar arus
sebanding dengan
kecepatan motor. Sedangkan untuk mengubah arah putaran motor DC dengan cara
membalikkan polaritas sumber tegangannya. Gambar 2.6 menunjukkan model dari
motor DC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
17
Gambar 2.6. Motor DC [20]
Driver Motor DC L293D
2.9.
IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat
dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler [21]. Motor DC yang
dikontrol dengan driver L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan
positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pole.
Dalam satu unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri
dengan kemampuan mengalirkan arus 1 ampere tiap driver. Gambar 2.7 menunjukkan
konstruksi pin L293D.
Gambar 2.7. Kontruksi pin L293D [21]
Berikut ini adalah fungsi dari tiap-tiap pin IC L293D :
a.
Pin EN (Enable, EN1,2, EN3,4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima
perintah untuk menggerakan motor DC.
b.
Pin in (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC.
c.
Pin out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang
dihubungkan ke motor DC.
PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
18
d.
Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC,
dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol driver dan
VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
e.
Pin GND (Ground) adalah jalur yang harus dihubungkan ke ground. Pin GND ini
ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.
2.10.
LED
Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan Light Emitting Diode (LED)
adalah suatu bahan semikonduktor yang dapat mengeluarkan emisi cahaya [22]. Untuk
mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, unsur yang dipakai adalah gallium,
arsenic dan phosphorus. Jenis unsur yang berbeda akan menghasilkan cahaya yang
berbeda pula. Gambar 2.8 menunjukkan pemberian prasikap tegangan pada LED.
Gambar 2.8. Rangkaian LED [22]
LED memiliki berbagai macam warna, di antaranya warna merah, kuning, dan
hijau. Selain warna, dalam memilih LED perlu memperhatikan tegangan kerja, arus
maksimum, dan disipasi daya. Cahaya pada LED berbanding lurus dengan arus maju yang
mengalir. Dalam kondisi menghantar, tegangan maju pada LED merah adalah 1,6 sampai
2,2 volt, LED kuning 2,4 volt, dan LED hijau 2,7 volt.
LED biasanya digunakan secara luas sebagai lampu indikator, display pada seven
segment dan lain sebagainya [23]. Sedangkan LED yang memancarkan cahaya inframerah
pada umumnya digunakan sebagai media transfer data yang tidak memerlukan cahaya
tampak seperti remote control dan alarm. Berikut adalah rumus dalam menentukan nilai
resistor sebagai pembatas arus pada LED [24]:
(2.1)
dengan Vs adalah tegangan sumb