Sistem Pengamanan Sepeda Motor dengan Sidik Jari Berbasis Microkontroler Aatemega 8535 dan Menggunakan Modul GSM sebagai Pengontrol Jarak Jauh

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Sistem Biometrika

Sistem biometrik merupakan suatu teknologi pengenalan diri dengan menggunakan bagian tubuh atau perilaku manusia. Biometrika berasal dari kata bio dan metrics. Bio berarti hidup sedangkan metrics berarti mengukur. Biometrika berarti mengukur karakteristik pembeda pada badan atau perilaku seseorang yang digunakan untuk melakukan pengenalan secara otomatis terhadap identitas orang tersebut, dengan membandingkannya dengan karakteristik yang sebelumnya yang telah disimpan dalam database.

Secara umum karakteristik pembeda sistem biometrika dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu karakteristik fisiologis atau fisik (physical characteristic) dan karakteristik perilaku(behavioral characteristic ).

2.1.1 Sidik Jari

Sidik Jari merupakan identitas pribadi yang tidak mungkin ada yang menyamainya. Sifat-sifat atau karakteristik yang dimiliki oleh sidik jari adalah parennial nature yaitu guratan-guratan pada sidik jari yang melekat pada manusia seumur hidup, immutability yang berarti bahwa sidik jari seseorang tak akan pernah berubah kecuali sebuah kondisi yaitu terjadi kecelakaan yang serius sehingga mengubah pola sidik jari yang ada dan individuality

yang berarti keunikan sidik jari merupakan originalitas pemiliknya yang tak mungkin sama dengan siapapun di muka bumi ini sekali pun pada seorang yang kembar identik.

Ilmu yang mempelajari sidik jari adalah Daktiloskopi yang berasal dari bahasa Yunani yaitu dactylos yang artinya jari jemari atau garis jemari dan scopein yang artinya mengamati. Sidik jari merupakan struktur genetika dalam bentuk rangka yang sangat detail dan tanda yang melekat pada diri manusia yang tidak dapat dihapus atau dirubah.

Karakteristik sidik jari merupakan gabungan dari pola bukit (ridge) dan lembah (valley). Bentuk dari bukit dan lembah merupakan kombinasi dari faktor genetik dan faktor lingkungan. DNA memberikan arah dalam pembentukan kulit ke janin, namun

Inilah yang menjadi suatu alasan mengapa setiap jari seseorang memiliki sidik jari yang berbeda-beda dengan orang lain,bahkan pada kembar identik.

2.1.2 Klasifikasi dan Tipe Pola Sidik Jari

Sidik jari dapat dibagi kedalam tiga buah tipe pola utama yaitu : Arche,loop, dan whorl.

Tipe loop merupakan pola yang paling banyak ditemukan. Menurut Galton sekitar 60% sidik jari bertipe loop 30% bertipe whorl dan 10% bertipe arche. Sebuah sidik jari dapat dipandang dari beberapa tingkat yang berbeda yaitu: tingkat global, tingkat local dan tingkat yang sangat baik. Pada tingkat global sidik jari dipandang secara menyeluruh . Pada tingkat ini dapat ditemukan titik singular yang disebut titik inti (core pint) dan titik delta (delta point). Pada tingkat global, titik singular cocok untuk mengklasifikasikan tipe sidik jari, namun tidak cocok untuk pencocokan sidik jari.

Pada tingkat local, sidik jari dipandang lebih detail. Pada tingkat ini dapat ditemukan detail minusi atau titik minusi. Titik minusi merupakan titik-titik informasi yang dapat mencirikan suatu sidik jari. Beberapa bagian pada sidik jari yang dapat dijadikan sebagai titik minusi antara lain akhir bukit (ridge termination), percabangan ( bifurcation ), pulau ( island ), danau ( lake ), taji ( spur ), persilangan ( crossover ). Berdasarkan beberapa titik minusi diatas titik percabangan dan titik akhir bukit merupakan titik yang paling banyak digunakan dalam proses pengenalan sidik jari.

Pada tingkat sangat baik, sidik jari dipandang sangat detail. Pada tingkat ini dapat ditemukan pori-pori pada sidik jari . posisi dan bentuk dari pori-pori dapat digunakan untuk mengidentifikasi seseorang. Untuk mendapatkan informasi ini diperlukan sebuah citra sidik jari dengan resolusi yang sangat tinggi.

Gambar 2.1 Bentuk Sidik Jari

Loop (Sangkutan) adalah bentuk pokok sidik jari dimana satu garis atau lebih datang dari satu sisi lukisan, melereng, menyentuh atau melintasi suatu garis bayangan yang ditarik antara delta dan core, berhenti atau cenderung berhenti ke arah sisi semula.

2.1.2.2 Arch (Busur)

Arch (Busur) merupakan bentuk pokok sidik jari yang semua garis-garisnya datang dari satu sisi lukisan mengalir atau cenderung mengalir ke sisi yang lain dari lukisan itu, dengan bergelombang naik tengah.

2.1.2.3 Whorl (Lingkaran)

Whorl (Lingkaran) adalah bentuk pokok sidik jari, mempunyai dua delta dan sedikitnya satu garis melingkar di dalam pattern area, berjalan di depan kedua delta. Jenis whorl terdiri dari Plain whorl, Central pocket loop whorl, Double loop whorl, dan Accidental whorl.

2.2.1 Sensor Optik

Jari menyentuh sisi atas dari kaca prisma, tapi ridges mulai bersentuhan dengan permukaan prisma, bekas valley pada jarak pasti. Pada sisi kiri prisma menerangi melalui suatu cahaya yang menyebar. Cahaya masuk ke prisma dicerminkan pada valley, dan secara acak menyebar (menyerap) pada ridges. Pantulan yang kurang memberikan ridges menjadi berbeda-beda dari valleys. Sinar cahaya keluar dari sisi kanan prisma dan fokus melaui lensa diatas CCD atau CMOS sensor gambar. Karena alat FTIR berguna untuk permukaan 3 dimensi, ini tidak dapat dengan mudah menipu pemberian foto atau cetak gambar dari sidik jari. Ketika jari sangat kering, itu tidak dapat membuat kontak yang sama dengan permukaan sensor. Memperbaiki pembentukan sidik jari dari jari yang kering yang mana ridge tidak mengandung partikel keringat, beberapa penghasil scanner menggunakan lapisan silikon yang menyerupai kontak dari permukaan dengan prisma. Dengan tujuan mengurangi biaya dari alat optik, plastik pada saat sekarang sering kali digunakan dibandingkan kaca prisma, dan lensa.

Gambar 2.2 Sensor Sidik Jari Dengan FTIR

Dimana seperti pada percobaan Newton menjelaskan bahwa cahaya putih (polikromatis) bila dilewatkan terhadap prisma akan mengalami gejala disperse yaitu gejala peruraian cahaya putih menjadi cahaya monokromatik (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu), cahaya-cahaya ini memiliki panjang gelombang yang berbeda. Setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Semakin kecil panjang gelombangnya semakin besar indeks biasnya. Dispersi pada prisma terjadi karena adanya perbedaan indeks bias kaca setiap warna cahaya.

Gambar 2.3 Gejala Dispersi Cahaya

Menggunakan lembaran prima membuat angka dari “primslets” berdampingan. Dibandingkan dari prisma satu yang besar, membolehkan ukuran dari kumpulan mesin untuk dikurangi beberapa tingkat. Sesungguhnya sekalipun sisa lintasan optik sama, lembaran prisma hampir datar. Bagaimanapun, kualitas dari perolehan gambar secara umum rendah dibandingkan teknik tradisional FTIR menggunakan kaca prisma.

Gambar 2.4 Menggunakan Lembaran Prisma Dalam Perolehan FTIR Sidik Jari

2.3 Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah suatu sistem komputer lengkap dalam satu chip. Lengkap dalam artian memiliki unit CPU, port I/O (paralel dan serial), timer, counter, memori RAM untuk penyimpanan data saat eksekusi program, dan memori ROM tempat dari mana perintah yang akan dieksekusi. Dan merupakan suatu komponen elektronik kecil yang mengendalikan operasi komponen elektronik lain pada suatu sirkuit elektronik.

2.3.1 Mikrokontroler AVR Atmega 8535

Mikrokontroler ATmega 8535 merupakan mikrokontroler 8-bit teknologi CMOS dengan konsumsi daya rendah yang berbasis arsitektur enhanced RISC AVR. Dengan eksekusi intruki yang sebagian besar hanya menggunakan suatu siklus clock, ATmega 8535 mencapai

throughput sekitar 1 MIPS per MHZ yang mengizinkan perancang sistem melakukan optimasi konsumsi daya verus kecepatan pemrosesan.

2.3.2 Arsitektur AVR ATmega 8535

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Selain itu AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing). Secara garis besar arsitektur mikrokontroler ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Port I/O 32 bit, yang dikelompokkan dalam Port A, Port B, Port C dan Port D. 2. Analog to Digital Converter 10-bit sebanyak 8 input.

3. Timer/counter sebanyak 3 buah dengan compare mode. 4. CPU 8 bit yang terdiri dari 32 register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memory Flash sebesar 8 Kbyte dengan kemampuan read while write. 7. Interupsi Internal maupun eksternal.

8. Port Komunikasi SPI.

9. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 10.Analog Comparator.

11.Komunikasi serial standar USART dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. Frekuensi clock maksimum 16 MHz.

12.PORT USART untuk komunikasi serial.

Media penyimpan program berupa flash memory, sedangkan penyimpan data berupa SRAM (Static Random Acces Memory) dan EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory). Untuk komunikai data tersedia fasilitas SPI (Serial Peripheral Interface), USART (Universal Shynchronous and Asyncrhonous Serial Receiver and Transmitter), serta TWI (Two-wire Serial Interface). Di samping itu terdapat fitur tambahan, antara lain AC (Analog Comparator), 8 kanal 10-bit ADC (Analog to Digital Converter), 3 buah Timer/Counter, WDT (Watchdog Timer), manajemen penghematan daya (Sleep Mode), serta osilator internal 8 Mhz. seluruh fitur terhubung ke bus 8 bi. Unit interupsi menyediakan sumber interupsi hingga 21 macam.

Gambar 2.5 Blok Diagram dan Arsitektur ATmega 8535 2.3.3 Konfigurasi pin Mikrokontroler ATmega 8535

Di bawah merupakan konfigurasi pin mikrokontroler AVR ATmega 8535 yaitu : 1. VCC : merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan pin catu daya. 2. GND : merupakan pin ground.

4. Port B (PB0..PB7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu timer/counter, komparator analog dan SPI.

5. Port C (PC0..PC7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, input ADC dan Timer Oscilator.

6. Port D (PD0..PD7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial.

7. RESET : merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 : merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC : merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10.AREF : merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

Gambar 2.6 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8535

2.3.4 Deskripsi pin-pin pada Mikrokontroler ATMega8535

Untuk keterangan lebih lanjut dibawah ini merupakan sebuah tabel yang menjelaskan konfigurasi pin mikrokontroler ATmega 8535 secara rinci, yaitu:

Tabel 2.3 Deskripsi pin-pin AVR ATmega 8535

No.Pin Nama Pin Keterangan

10 VCC Catu daya

11 GND Ground

40 – 33 Port A : PA0-PA7

(ADC0-Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Port ini juga dimultipleks

ADC7) dengan masukan analog ke ADC 8 kanal

1-7 Port B : PB0 – PB7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor.Fungsi lain dari port ini masing masing adalah :

PB0 : To (timer/counter0 external counter input)

PB1 : T1 (timer/counter1 external conter input)

PB2 : AIN0 (analog comparator positive input)

PB3 : AIN1 (analog comparator positive input)

PB4 : SS (SPI slave select input)

PB5 : MOSI (SPI bus master input/slave input)

PB6 : MISO (SPI bus master input/slave input)

PB7 : SCK (SPI bus serial clock) 22 – 29 Port C : PC 0 –

PC 7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Dua pin yaitu PC6 dan PC7 berfungsi sebagai osilator eksternal untuk timer/counter 2.

14-21 Port D : PD0 – PD7

Port I/O dua arah dilengkapi internal pull up resistor. Fungsi lain dari port ini masing masing adalah :

PD0 : RXD (UART input line) PD1 : TXD (UART input line)

PD2 : INT0 (eksternal interrupt 0 input) PD3 : INT 1 (eksternal interrupt 1 input) PD4 : OC1B ( timer/counter 1 output compare B match input)

compare A match input)

PD6 : ICP (timer/counter1 input capture pin)

PD7 : OC2 (timer/counter2 output compare match output)

9 RESET Masukan reset. Sebuah reset terjadi jika pin ini diberi logika low melebihi periode minimum yang diperlukan.

13 XTAL 1 Masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke rangkaian internal clock.

12 XTAL 2 Keluaran dari inverting oscillator amplifier

30 AVCC Catu daya untuk port A dan ADC

31 AGND Analog Ground

32 AREF Refrensi masukan analog untuk ADC

2.3.4 Peta Memori ATmega 8535

Mikrokontroler AVR ATmega 8535 memiliki dua jenis memori yaitu (1) memori data (SRAM) dan (2) memori program (memori Flash). Di samping itu juga dilengkapi dengan EEPROM (Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) untuk penyimpanan data tambahan yang bersifat non-volatile. Memori EEPROM ini mempunyai lokasi yang terpisah dengan sistem register alamat, register data dan register kontrol yang dibuat khusus untuk EEPROM.

2.3.4.1 Memori Program dan Data

Mikrokontroler ATmega 8535 memiliki On-Chip In-SystemReprogrammable Flash Memory

untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, memori program dibagimenjadi dua bagian yaitu (1) Boot Flash Section dan (2) Application Flash Section. Boot Flash Section

digunakan untuk meyimpan program Boot Loade, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan progam aplikasi yang dibuat pengguna. Mikrokontroler AVR tidak dapat menjalankan program aplikasi ini sebelum menjalankan Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di-register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada

Application Flash Section juga sudah aman. Memori data dibagi menjadi tiga yaitu :

1. Terdapaat 32 register keperluan umum (general purpose register_GPR biasa disebut register file di dalam teknologi RISC)

2. Terdapat 64 register untuk keperluan input/output (I/O register)

3. Terdapat 512 byte SRAM internal. Selain itu, terdapat pula EEPROM 512 byte

sebagai memori data yang dapat diprogram saat beroperasi. I/O register dan memori SRAM pada mikrokontroler AVR ATmega 8535.

Gambar 2.7 Memori AVR ATmega8535

2.3.5 Status Register

Status register adalah register berisi status yang dihasilkan pada setiap operasi yang dilakukan ketika suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan bagian dari inti CPU mikrokontroler.

Gambar 2.8 Status Register

1. Bit7  I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk meng-enable semua jenis interupsi.

2. Bit6  T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.

3. Bi5  H (Half Cary Flag)

4. Bit4  S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag –N (negative) dan flag V (complement overflow).

5. Bit3  V (Two’s Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.

6. Bit2  N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.

7. Bit1  Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0.

8. Bit0  C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan

carry.

2.4 Interface MAX-232

Interface MAX-232, atau yang juga di kenal sebagai RS-232 merupakan suatu interface yang menghubungkan antara terminal data dari suatu peralatan dan peralatan komunikasi data yang menjalankan suatu pertukaran data biner secara serial. RS-232 merupakan kombinasi untai-untai yang paling popular karena tidak hanya menghubungkan terminal moden, tetapi juga digunakan untuk menghubungkan periferial ke terminal serta untuk menghubungkan piranti data pada sebuah gedung jika digunakan line driver dan line receiver sebagai penggganti modem.

Karakteristik elektris yang dimilki EIA-232 menspesifikasikan bahwa untai-untai tak seimbang digunakan dengan tegangan positif antara +3 sampai +25V. pada tegangan ini isyarat dikenal sebagai biner 0 atau ON atau space. Sedangkan tegangan -3 sampai -25 v menyatakan biner 1 dan keadaan OFF atau Mark. Sedangkan tegangan antara -3 sampai +3 V disebut sebagai daerah transisi yang besaran tegangannya tidak berlaku atau invalid.

Beberapa sinyal beserta fungsinya yang terdapat pada RS-232 yaitu :

 Pin1 (Shield), dapat dihubungkan dengan casis peratalatan dan diutamakan untuk menggunakan kabel dengan shield (pelindung) karena dengan demikian akan dapat mengurangi interferensi pada lingkungan yang banyak noise. Sinyal ini disebut juga dengan protective ground (Gnd).

 Pin 2 (Transmitted Data) , digunakan sebagai pengirim sinyal dari Data Terminal Equipment (DTE) menuju ke Data Communication Equipment (DCE)

 Pin 3 (Received Data), digunakan oleh DTE untuk menerima sinyal dari DCE. Jadi sinyal dikirim dari DCE melalui terminal ini.

 Pin 4 (Request to Send atau RTS), digunakan oleh DTE untuk membangkitkan gelombang carrier dari modem.

 Pin 5 (Clear to Send atau CTS), biasanya dihubungkan secara langsung dengan RTS untuk transmisi secara langsung 2 PC yang menggunakan Cross-cable. Pada penerapan ini antara RTS dan CTS ditambahkan timer agar delay dapat diatur dengan besar tertentu untuk menghidupkan gelomang carrier pada DCE.

 Pin 6 (Data Set ready atau DSR), berfungsi untuk memberikan sinyal yang menyatakan modem dalam keadaan siap dipergunakan. Jika sinyal ini diberikan maka modem dalam keadaan menyala dan tidak sedang melakukan self-testing.

 Pin 7 ( Signal Ground), merupakan ground sinyal referensi bagi semua sinyal atau semua pin yang ada (data, timing, control-signal)

 Pin 8 (Data Carrier Detect), digunakan untuk menghasilkan sinyal yang mampu mendeteksi danya sinyal pada saluran yang dapat diterima. Sinyal ini diperlukan oleh DTE sebelum mengirimkan atau menerima data.

 Pin 9 dan 10 (reserve for testing), sebagai pin cadangan untuk melakukan testing  Pin 11 (unassigned)- tidak ditetapkan dengan pasti

 Pin 12,13,14,16 dan 19 (secondary channel), merupakan saluran sinyal sekunder. Secondary channel biasanya melewatkan sinyal pada arah yang berlawanan dan pada kecepatan transfer data yang rendah.

 Pin 15 dan 17 (Transmitter/receiver signal element timing), digunakan oleh modem yang bekerja dengan metode pengiriman sinkron untuk pengontrolan bit timing. Pin 15 untuk pengontrolan transmitter bit timing dan pin 17 untuk receiver bit timing.  Pin 20 (Data Terminal Ready), sinyal DTR dapat dipakai untuk memaksa DCE untuk

segera bereaksi karena terdapatnya indicator panggilan agar segera menjawab panggilan tersebut. Hal ini sangat penting artinya, terutama jika modem berda pada posisi auto-answer.

 Pin 21 (Remote Loopback) digunakan untuk menandakan bahwa kualitas gelombang carrier diterima dalam kondisi yang cukup atau tidak terlalu lemah.

 Pin 22 ( Ring Indikator), untuk memberikan sinyal yang mengidinkasikan bahwa DCE memberitahu DTE akan adanya sinyal dering (ringing) pada telepon. Sinyal ini mampu mendeteksi besarnya teganga dering yang kemudian dikirm ke DTE dan diteruskan ke modem untuk menjawab panggilan lewat oin ini.

 Pin 24 (Transmit Signal Element Timing), pin ini digunakan oleh modem yang bekerja pada metode pengiriman sinkron untuk pengontrolan bit timing.

 Pin 25 (Test Mode), digunakan untuk memberikan sinyal pengetesan. 2.4.1 Keping Interface (IC Interface) MAX-232

Pengiriman data dalam suatu mikroprosesor dilakukan dengan mneggunakan keping interface atau yang juga dikenal dengan Intergrated Circuit (IC). IC interface ini dibuat untuk menyadiakan arus dan tegangan dengan besar tertentu serta memiliki penahan arus dan tegangan yang masuk. Ic ini berfungsi sebagai sekering pengaman dan bila terbakar akan langsung open untuk mencegah masuknya sinyal yang dapat .merusak tegangan yang lainnya. Keping interface dirancang sebagai penghubung ke lingkungan fisik, dibuat memiliki daya tahan yang lebih sehingga tidak mudah rusak akibat adanya arus dan tegangan yang mungkian dapat denngan mudah merusak IC biasa.

Mikroprosesor dihubungkan ke IC dengan menggunakan 8 jalur data dan sejumlah jalur kendali. Selanjutnya IC dihubungkan ke terminal menggunakan interface serial standard seperti RS-232.

BUS DATA

BUS ALAMAT

BUS KENDALI

ACIA RS-232 TERMINAL

DATA BUS

KENDALI

DATA

MIKROPROSESOR KEPING

INTERFACE

INTERFACE

JALUR

KENDALI

Gambar 2.9 Operasi Dasar ACIA yang terhubung ke modem

2.5 Modul GSM

GSM pada awalnya adalah singkatan dari Groupe Speciale Mobile. Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung (communication links).

Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media akses. Diagram blok rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada Gambar 2.6 berikut.

Gambar 2.10 Diagram blok rangkain modul GSM

2.5.1 Jaringan GSM

Jaringan GSM terdiri dari beberapa subsystem yang memiliki fungsi dan interface-nya masing-masing. Jaringan GSM dibagi menjadi tiga bagian besar subsystem, yaitu:

1. Base Station Subsystem (BSS) yang menyediakan antarmuka atau interface untuk Mobile Station (MS). MS terdiri dair Mobile Equipment (ME) dan Subscriber Identity Module (SIM). ME berisi software dan hardware yang digunakan untuk beroperasi sebagai terminal mobile radio. SIM berhubungan dengan validasi jaringan Authentication Cnter (AUC) pada Mobile station. Base station ini mempunyai fungsi yang terbagi menjadi dua fungsi dasar utama yaitu base station Controller (BSC) serta Transcoder Unit (TCU) dan Base Transceiver System (BTS). Unit BSC akan melalukan fungsi sebagai transcoding yang mengubah channel rate 64 Kbps menggunakan Switching System dan channel rate 16 Kbps pada lalu lintas GSM. 2. Network Switching Subsystem (NSS) yang mengkoneksikan antar system. NSS

adalah system switch yang mengkoneksikan mobile subscriber ke mobile subscriber di dalam sebuah jaringan atau dengan jaringahn lain. Fungsi ini didukung oleh Mobile Switching Center (MSC), yang akan mengkoneksikan user ke jaringan lain

menggunakan gateway MSC (GMSC) yang menyediakan interkoneksi ke jaringan yang berbeda.

3. Operation Switching Subsystem (OSS) yang digunakan untuk melakukan remote monitoring dan manajemen jaringan. Dalam bagian ini OMC akan melakukan monitoring unjuk kerja jaringan dan melakukan fungsi konfigurasi remote dan pengaturan aktivitas kesalahan seperti alarm dan monitoring.

SIM

ME

BTS

BSC

TCU

MSC

HLR

VLR

AUC

EIR

PSTN

OMC

Gambar 2.11 Arsitek GSM

GSM menggunakan beberapa seri pemancar radio yang disebut Base Station atau BTs untuk melakukan koneksi ponsel ke jaringan seluler. Setiap Base station mencakup range pada area tertentu yang disebut sel. Semua base ini akan terkoneksi satu sama lain sehingga dapat melakukan proses berpindah-pindah tempat ke lain sel tanpa kehilangan koneksi dengan base station. Base station ini akan terkoneksi dengan base Station Controller (BSC). Kombinasi dari ponsel dengan SIM akan membentuk sebuah sinyal penanda khusus atau special digital signature, yang berisi nomor pesawat penerima. Permintaan ini akan dialirkan ke seluruh jaringan base station yang menjadi inti jaringan seluler yaitu Mobile switching Center (MSC). MSC mempunyai bagian yang penting yaitu HLR (Home location register) berfungsi sebagai penyedia informasi administrative yang dibutuhkan untuk melakukan autentifikasi, regitrasi dan menentukan lokasi jaringan pesawat penerima.

Pada Voice Mail system, dihubungkan juga ke jaringan SMS Center yaitu fasilitas untuk menangani pesan SMS (Short Messages Service). SMSC akan memberikan pesan SMS

khusus untuk memberitahu kepada Anda bahwa Anda mempunyai mail (pesan SMS) yang belum anda buka. Pesan SMS dapat dikirimkan pada ponsel meskipun dalam keadaan online dial dalam mode voice dial. Hal ini dapat dilakukan sebab kedua proses tersebut berbeda frekuensi radionya (chanbel GSM) sehingga tidak terjadi interferensi.

2.6 Limit switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 2. 14

Limit switch umumnya digunakan untuk :

 Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.

 Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

 Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di bawah.

Definisi relay adalah sebagai berikut:

Relay adalah sebuah saklar elektronis yang bisa diendalikan dari rangkaian elektronik lainnya.Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

-Coil atau lilitan relay yang mendapatkan tegangan. -Common yaitu bagian induk kontak.

-Kontak yang terdiri dari NO ( Normaly Open ) dan NC (Normaly Close ). Membedakan NC dengan NO:

NC(Normally Closed) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common. NO(Normally Open) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Bagian-bagian relay dapat diketahui dengan 2 cara, antara lain: Dengan cara melihat isi dalam relay tersebut dan dengan menggunakan multimeter (Ohm).

Cara mengetahui relay tersebut masih berfungsi atau tidak dapat dilakukan dengan cara memberikan tegangan yang sesuai dengan relay tersebut pada bagian koilnya. Jika kontaknya masih bekerja NC-->NO atau NO-->NC, maka dapat dikatakan bahwa relay tersebut masih dalam keadaan baik.

Pergunakan common dan NO jika menginginkan rangkaian ON ketika koil diberi tegangan. Pergunakan common dan NC jika menginginkan rangkaian ON ketika koil tidak diberi tegangan. Cara kerja relay dalah apabila coil diberi tegangan maka coil akan tealiri arus dan terjadi medan mangnet yang dapat menarik kontak.Jika pada saat normal atau tidak bertegangan yang tersambung dengan common adalah NC maka jika saat bekerja atau mendapatkan tegangan yang tersambung denga common adalah N.

 Pin 15 dan 17 (Transmitter/receiver signal element timing), digunakan oleh modem yang bekerja dengan metode pengiriman sinkron untuk pengontrolan bit timing. Pin 15 untuk pengontrolan transmitter bit timing dan pin 17 untuk receiver bit timing.  Pin 20 (Data Terminal Ready), sinyal DTR dapat dipakai untuk memaksa DCE untuk

segera bereaksi karena terdapatnya indicator panggilan agar segera menjawab panggilan tersebut. Hal ini sangat penting artinya, terutama jika modem berda pada posisi auto-answer.

 Pin 21 (Remote Loopback) digunakan untuk menandakan bahwa kualitas gelombang carrier diterima dalam kondisi yang cukup atau tidak terlalu lemah.

 Pin 22 ( Ring Indikator), untuk memberikan sinyal yang mengidinkasikan bahwa DCE memberitahu DTE akan adanya sinyal dering (ringing) pada telepon. Sinyal ini mampu mendeteksi besarnya teganga dering yang kemudian dikirm ke DTE dan diteruskan ke modem untuk menjawab panggilan lewat oin ini.

 Pin 24 (Transmit Signal Element Timing), pin ini digunakan oleh modem yang bekerja pada metode pengiriman sinkron untuk pengontrolan bit timing.

 Pin 25 (Test Mode), digunakan untuk memberikan sinyal pengetesan. 2.4.1 Keping Interface (IC Interface) MAX-232

Pengiriman data dalam suatu mikroprosesor dilakukan dengan mneggunakan keping interface atau yang juga dikenal dengan Intergrated Circuit (IC). IC interface ini dibuat untuk menyadiakan arus dan tegangan dengan besar tertentu serta memiliki penahan arus dan tegangan yang masuk. Ic ini berfungsi sebagai sekering pengaman dan bila terbakar akan langsung open untuk mencegah masuknya sinyal yang dapat .merusak tegangan yang lainnya. Keping interface dirancang sebagai penghubung ke lingkungan fisik, dibuat memiliki daya tahan yang lebih sehingga tidak mudah rusak akibat adanya arus dan tegangan yang mungkian dapat denngan mudah merusak IC biasa.

Mikroprosesor dihubungkan ke IC dengan menggunakan 8 jalur data dan sejumlah jalur kendali. Selanjutnya IC dihubungkan ke terminal menggunakan interface serial standard seperti RS-232.

BUS DATA

BUS ALAMAT

BUS KENDALI

ACIA RS-232 TERMINAL

DATA BUS

KENDALI

DATA

MIKROPROSESOR KEPING

INTERFACE

INTERFACE

JALUR

KENDALI

Gambar 2.9 Operasi Dasar ACIA yang terhubung ke modem

2.5 Modul GSM

GSM pada awalnya adalah singkatan dari Groupe Speciale Mobile. Modul GSM adalah peralatan yang didesain supaya dapat digunakan untuk aplikasi komunikasi dari mesin ke mesin atau dari manusia ke mesin. Modul GSM merupakan peralatan yang digunakan sebagai mesin dalam suatu aplikasi. Dalam aplikasi yang dibuat harus terdapat mikrokontroler yang akan mengirimkan perintah kepada modul GSM berupa AT command melalui RS232 sebagai komponen penghubung (communication links).

Modul GSM merupakan bagian dari pusat kendali yang berfungsi sebagai transceiver. Modul GSM mempunyai fungsi yang sama dengan sebuah telepon seluler yaitu mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan SMS. Dengan adanya sebuah modul GSM maka aplikasi yang dirancang dapat dikendalikan dari jarak jauh dengan menggunakan jaringan GSM sebagai media akses. Diagram blok rangkaian Modul GSM ditunjukkan pada Gambar 2.6 berikut.

Gambar 2.10 Diagram blok rangkain modul GSM

2.5.1 Jaringan GSM

Jaringan GSM terdiri dari beberapa subsystem yang memiliki fungsi dan interface-nya masing-masing. Jaringan GSM dibagi menjadi tiga bagian besar subsystem, yaitu:

1. Base Station Subsystem (BSS) yang menyediakan antarmuka atau interface untuk Mobile Station (MS). MS terdiri dair Mobile Equipment (ME) dan Subscriber Identity Module (SIM). ME berisi software dan hardware yang digunakan untuk beroperasi sebagai terminal mobile radio. SIM berhubungan dengan validasi jaringan Authentication Cnter (AUC) pada Mobile station. Base station ini mempunyai fungsi yang terbagi menjadi dua fungsi dasar utama yaitu base station Controller (BSC) serta Transcoder Unit (TCU) dan Base Transceiver System (BTS). Unit BSC akan melalukan fungsi sebagai transcoding yang mengubah channel rate 64 Kbps menggunakan Switching System dan channel rate 16 Kbps pada lalu lintas GSM. 2. Network Switching Subsystem (NSS) yang mengkoneksikan antar system. NSS

adalah system switch yang mengkoneksikan mobile subscriber ke mobile subscriber di dalam sebuah jaringan atau dengan jaringahn lain. Fungsi ini didukung oleh Mobile Switching Center (MSC), yang akan mengkoneksikan user ke jaringan lain

menggunakan gateway MSC (GMSC) yang menyediakan interkoneksi ke jaringan yang berbeda.

3. Operation Switching Subsystem (OSS) yang digunakan untuk melakukan remote monitoring dan manajemen jaringan. Dalam bagian ini OMC akan melakukan monitoring unjuk kerja jaringan dan melakukan fungsi konfigurasi remote dan pengaturan aktivitas kesalahan seperti alarm dan monitoring.

SIM

ME

BTS

BSC

TCU

MSC

HLR

VLR

AUC

EIR

PSTN

OMC

Gambar 2.11 Arsitek GSM

GSM menggunakan beberapa seri pemancar radio yang disebut Base Station atau BTs untuk melakukan koneksi ponsel ke jaringan seluler. Setiap Base station mencakup range pada area tertentu yang disebut sel. Semua base ini akan terkoneksi satu sama lain sehingga dapat melakukan proses berpindah-pindah tempat ke lain sel tanpa kehilangan koneksi dengan base station. Base station ini akan terkoneksi dengan base Station Controller (BSC). Kombinasi dari ponsel dengan SIM akan membentuk sebuah sinyal penanda khusus atau special digital signature, yang berisi nomor pesawat penerima. Permintaan ini akan dialirkan ke seluruh jaringan base station yang menjadi inti jaringan seluler yaitu Mobile switching Center (MSC). MSC mempunyai bagian yang penting yaitu HLR (Home location register) berfungsi sebagai penyedia informasi administrative yang dibutuhkan untuk melakukan autentifikasi, regitrasi dan menentukan lokasi jaringan pesawat penerima.

Pada Voice Mail system, dihubungkan juga ke jaringan SMS Center yaitu fasilitas untuk menangani pesan SMS (Short Messages Service). SMSC akan memberikan pesan SMS

khusus untuk memberitahu kepada Anda bahwa Anda mempunyai mail (pesan SMS) yang belum anda buka. Pesan SMS dapat dikirimkan pada ponsel meskipun dalam keadaan online dial dalam mode voice dial. Hal ini dapat dilakukan sebab kedua proses tersebut berbeda frekuensi radionya (chanbel GSM) sehingga tidak terjadi interferensi.

2.6 Limit switch

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak. Simbol limit switch ditunjukan pada gambar berikut.

Gambar 2. 14

Limit switch umumnya digunakan untuk :

 Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.  Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.

 Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO (Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar di bawah.

Definisi relay adalah sebagai berikut:

Relay adalah sebuah saklar elektronis yang bisa diendalikan dari rangkaian elektronik lainnya.Relay terdiri dari 3 bagian utama, yaitu:

-Coil atau lilitan relay yang mendapatkan tegangan. -Common yaitu bagian induk kontak.

-Kontak yang terdiri dari NO ( Normaly Open ) dan NC (Normaly Close ). Membedakan NC dengan NO:

NC(Normally Closed) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay tidak diberi tegangan) terhubung dengan common. NO(Normally Open) : saklar dari relay yang dalam keadaan normal(relay tidak diberi tegangan) tidak terhubung dengan common. Bagian-bagian relay dapat diketahui dengan 2 cara, antara lain: Dengan cara melihat isi dalam relay tersebut dan dengan menggunakan multimeter (Ohm).

Cara mengetahui relay tersebut masih berfungsi atau tidak dapat dilakukan dengan cara memberikan tegangan yang sesuai dengan relay tersebut pada bagian koilnya. Jika kontaknya masih bekerja NC-->NO atau NO-->NC, maka dapat dikatakan bahwa relay tersebut masih dalam keadaan baik.

Pergunakan common dan NO jika menginginkan rangkaian ON ketika koil diberi tegangan. Pergunakan common dan NC jika menginginkan rangkaian ON ketika koil tidak diberi tegangan. Cara kerja relay dalah apabila coil diberi tegangan maka coil akan tealiri arus dan terjadi medan mangnet yang dapat menarik kontak.Jika pada saat normal atau tidak bertegangan yang tersambung dengan common adalah NC maka jika saat bekerja atau mendapatkan tegangan yang tersambung denga common adalah N.