PENGEMBANGAN HARDWARE DAN SOFTWARE SISTIM RESPONSI NIRKABEL (SIREN)

Prosiding SENTIA 2009 – Politeknik Negeri Malang

PENGEMBANGAN HARDWARE DAN SOFTWARE SISTIM RESPONSI NIRKABEL (SIREN) Ismail Rokhim, Setiawan Ajie S., Yuliadi Erdani Jurusan Otomasi Manufaktur dan Mekatronika Politeknik Manufaktur Bandung Jl Kanayakan 21 – Dago, Bandung – 40135 INDONESIA Phone/Fax : 022-2500241/2649 Email: [email protected] ABSTRAK Pada penelitian ini dikembangkan suatu sistem responsi nirkabel (SIREN) dengan bantuan sebuah PC (Personal Computer), teknologi nirkabel dan mikrokontroler untuk mengolah data yang dikirimkan oleh client/station. Sistem ini terdiri dari modul transmitter dan modul receiver sebagai hardware utama dan PC sebagai pengolah data. Modul nirkabel yang digunakan adalah TLP dan RLP 433 yang banyak digunakan untuk aplikasi mikrokontroler. Dengan menekan tombol pada modul transmitter, peserta mengirimkan informasi ke PC melalui modul receiver. Protokol pengiriman dan penerimaan data 4-byte digunakan untuk menyaring data yang diterima oleh modul receiver agar receiver tidak menerima data yang bukan berasal dari modul transmitter SiReN. Data yang diterima oleh modul receiver kemudian dikirimkan ke PC berupa alamat station dan jawaban peserta untuk kemudian diolah oleh program pengolah data menjadi suatu informasi tertentu atas data-data yang telah diterima. Data tersebut selanjutnya dikirimkan ke database oleh software aplikasi dan ditampilkan ke secara tabular. Sistem responsi nirkabel ini berfungsi untuk memfasilitasi suatu sistem polling yang memiliki banyak responden sebagai client yang memberikan input data pada server untuk kemudian diolah menjadi suatu informasi berdasarkan parameter tertentu. Sistem ini juga dapat digunakan dalam penyelenggaraan ujian yang bersifat langsung sehingga dapat diperoleh data hasil ujian yang cepat, tepat dan praktis. Kata kunci: komunikasi nirkabel, teknologi informasi, aplikasi mikrokontroler semakin banyaknya alternatif pemecahan masalah dan meningkatkan komunikasi data atau informasi secara digital. Pengiriman data dari client kepada server saat ini memegang peranan penting dalam sebuah proses pengolahan data, karena data telah menjadi media komunikasi di kalangan masyarakat modern [William Stalling (2001)]. Setiap orang kerap kali bertukar informasi satu sama lain dengan menggunakan data sebagai media komunikasi mereka. Tentunya komunikasi tersebut difasilitasi oleh sistem yang mampu mengemas informasi menjadi sebuah data yang kemudian dikonversikan kembali menjadi sebuah informasi di tempat yang berbeda. Saat ini sudah banyak jenis alat yang menyediakan fasilitas sistem komunikasi data baik yang dikemas dengan menggunakan kabel maupun menggunakan teknologi nirkabel sebagai media transmisi data [Berger C(2001)]. Untuk sebuah sistem yang memiliki lebih dari satu client, pengiriman data melalui kabel dinilai kurang efektif dan efisien. Karena selain pemasangan dan perawatannya yang rumit, sistem ini akan memakan banyak ruang. Untuk mengatasi hal tersebut telah hadir beberapa alternatif berupa teknologi komunikasi data nirkabel, salah satunya adalah komunikasi data melalui gelombang radio. Dengan memanfaatkan teknologi nirkabel ini peneliti mencoba merancang suatu sistem responsi

1. Pendahuluan1 Perkembangan teknologi informasi yang semakin maju mendorong manusia untuk mencari metode pengumpulan data yang lebih praktis dan efisien namun tetap sesuai dengan tujuannya. Penerapan Teknologi Informasi saat ini telah menyebar hampir di semua bidang dan aspek kehidupan manusia. Teknologi Informasi telah menjadi fasilitator utama kegiatan-kegiatan ekonomi, bisnis, perbankan, teknik, sosial, budaya dan lain-lain. Peran Teknologi Informasi tersebut telah memberikan andil yang cukup besar terhadap perubahan-perubahan mendasar pada struktur, operasi, proses dan manajemen organisasi suatu kegiatan, institusi atau perusahaan [Kenneth, et al (1991)]. Adanya teknologi ini, berbagai kemudahan dapat dirasakan oleh manusia sebagai subjek maupun objek suatu kegiatan. Beberapa penyebab meningkatnya perhatian terhadap aplikasi teknologi informasi menurut Susanto Azhar (2004) diantaranya: semakin meningkatnya aktivitas bisnis, semakin tingginya kemampuan komputer, berubahnya landasan ekonomi dunia, persaingan global, meningkatnya kompleksitas teknologi, menyempitnya ruang waktu, Penelitian ini didanai oleh Program Research Grant IMHERE Project – POLMAN Bandung, 2008

J-1


nirkabel dengan bantuan sebuah PC (Personal Computer) untuk mengolah data serta beberapa mikrokontroler sebagai sumber data yang dikendalikan oleh client. Data yang diterima oleh PC kemudian akan diklasifikasikan berdasarkan parameter tertentu dan dibuat persentase dari data yang telah dikirimkan oleh responden. Perancangan sistem responsi nirkabel ini dimaksudkan untuk memfasilitasi suatu sistem polling yang memiliki banyak responden sebagai client yang memberikan input data pada server untuk kemudian diolah menjadi suatu informasi berdasarkan parameter tertentu. Selain itu, sistem ini juga dapat digunakan dalam penyelenggaraan ujian yang bersifat langsung sehingga dapat diperoleh data hasil ujian yang cepat, tepat dan praktis. Komunikasi data serial digunakan dalam sistem ini sehingga komunikasi data dapat dilakukan dalam jarak yang cukup jauh [Burkhard Kainka (1994)]. PC pun berisi protokol yang mengatur komunikasi data antara mikrokontroler dengan PC dan mengkonversikan data yang diterima menjadi sebuah informasi yang mempunyai makna tertentu.

Cellular (GSM, CDMA, 3G) Satellite (GMPCS) Istilah komunikasi data berhubungan erat dengan pengiriman data menggunakan sistem transmisi elektronik dari satu komputer ke komputer lain atau dari suatu komputer ke terminal tertentu. Data yang dimaksud di sini adalah sinyal-sinyal elektromagnetik yang dibangkitkan oleh sumber data yang dapat ditangkap dan dikirimkan kepada terminalterminal penerima. Sedangkan yang dimaksud terminal menurut International Telecommunications Union-Telephony (ITU-T) adalah data terminal equipment atau peralatan untuk terminal suatu data seperti printer, disk drive, monitor, papan ketik, plotter, scanner dan sebagainya [Teguh Wahyono (2003)]. Modulasi adalah pengaturan parameter dari sinyal pembawa (carrier signal) yang berfrekuensi tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang frekuensinya lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat disampaikan. Dengan kata lain modulasi adalah penumpangan sinyal informasi (pemodulasi) ke sinyal pembawa (carrier). Salah satu alasan penggunaan modulasi adalah untuk meminimalisasi interferensi sinyal pada pengiriman informasi yang menggunakan frekuensi sama atau berdekatan. Modulasi ASK adalah suatu metode menyisipkan data ke dalam bentuk gelombang AC pembawa (carrier). ASK bekerja dengan cara memvariasikan amplitudo dari sinyal yang dikirim berdasarkan data yang disisipkan dimana data yang disisipkan harus berupa data digital. Blok diagram proses modulasi dapat dilihat pada gambar 1. Modulasi ASK dapat dilihat pada gambar 2.

2. Komunikasi Nirkabel Komunikasi nirkabel merupakan suatu bentuk komunikasi modern yang memanfaatkan frekuensi/spektrum radio sebagai sarana untuk melakukan transmisi (pengiriman/penerimaan) informasi (suara, data, gambar, video) sampai ke tempat tujuan tanpa koneksi fisik. Penggunaan sistem ini dibatasi oleh ketersediaan spektrum (pita frekuensi), karena adanya inteferensi (saling mengganggu) jika digunakan bersamaan [Jamie McKenzie (2006)]. Keuntungan menggunakan komunikasi nirkabel antara lain : Agar dapat menjangkau daerah yang cukup luas Penggunaan sistem ini juga tidak memerlukan pemasangan kabel yang rumit Dapat dilakukan di mana saja (mobile) Namun jika saat pengiriman data terdapat suatu interferensi maka dapat terjadi gangguan komunikasi. Untuk mencegah suatu interferensi maka dibutuhkan pengaturan alokasi frekuensi yang digunakan oleh setiap daerah [Arania (2006)] Di bawah ini adalah beberapa pemanfaatan teknologi nirkabel di antaranya: Layanan bersifat tetap (fixed) Penggunaan sekitar rumah (Cordless-DECT) Sambungan lokal (Wireless Local Loop–WLL) Bluetooth : jarak pendek, kecepatan rendah. WiFi : jarak menengah, kecepatan cukup tinggi WiMAX : jarak jauh, kecepatan tinggi Satelit : jangkauan luas, kecepatan menengah RFID : jangkauan sangat kecil Layanan bersifat bergerak (mobile) Limited Mobility (Flexi)

Gambar 1. Blok diagram proses modulasi

Gambar 2. Modulasi ASK Bila data input berupa logika ‘0’ maka output berupa gelombang carrier. Bila data input berupa logika ‘1’ maka output tidak menghasilkan gelombang keluaran [Wikipedia (2009)]. Keuntungan ASK: Rangkaian modulator dan demulator tidak rumit, biaya lebih murah. J-2


Kekurangan ASK: mudah terpengaruh pada peningkatan mendadak, sensitif terhadap noise, memerlukan bandwidth yang lebar, penggunaan daya tidak efektif. Pada penelitian ini digunakan Modul RF buatan LAIPAC. Modul ini sering sekali digunakan sebagai alat untuk komunikasi data secara wireless. Biasanya kedua modul ini dihubungkan dengan mikrokontroller atau peralatan digital yang lainnya. Input data adalah serial dengan level TTL (Transistor-Transistor Logic). Jarak pancar maksimum dari modul RF ini adalah 100 meter tanpa halangan dan 30 meter di dalam gedung. Ukuran ini dapat dipengaruhi oleh faktor antenna, kebisingan, dan tegangan kerja dari pemancar.

Perangkat transmisi radio terdiri dari pengirim dan penerima sinyal yang berfungsi untuk mengkomunikasikan data antara konsol respon dan komputer. Pengirim sinyal terpasang pada konsol respon, sedangkan penerima sinyal berdiri sendiri tertapi terhubung ke komputer melalui kabel serial RS 232. Penerima sinyal berisi mikrokontroler, penerima radio dan terminal komunikasi serial. Software aplikasi tersimpan pada komputer yang bertindak sebagai pusat pengolahan pertanyaan dan data. Database tersimpan pada komputer dan berfungsi untuk penyimpanan data baik yang sudah maupun belum diolah oleh software aplikasi. Pada database ini tersimpan juga master jawaban yang dapat digunakan untuk mengolah jawaban peserta training dengan cepat. Arsitektur sistem yang dikembangkan dapat dilihat pada gambar 4. Prosedur pelaksanaan kuis dapat dilihat pada gambar 4.

3. Sistem Yang Dikembangkan Dalam perancangan sistem ini dibutuhkan suatu alat yang dapat mentransmisikan data secara nirkabel dari banyak client ke satu server. Pengiriman data dilakukan secara serial karena jumlah kanal yang digunakan hanya satu buah untuk mengirimkan data dan satu buah untuk menerima data, dan juga untuk menghindari rugi-rugi tegangan oleh kabel pada saat pengiriman data. Dengan menggunakan mikrokontroler, data serial dikirim dari transmitter pada client ke receiver dengan prinsip pengolahan data serial berdasarkan [Yuliadi Erdani (2006)]. Data yang diterima oleh receiver kemudian diteruskan ke PC untuk diolah ke dalam database. Data yang telah diolah tersebut kemudian ditampilkan menjadi data statistik sebagai persentase jawaban ataupun nilai akhir pada aplikasi ujian. Sistem yang dikembangkan dalam kegiatan penelitian ini yaitu sistim untuk mengolah responsi pengguna dalam bentuk pertanyaan-pertanyaan kuis. Sistem ini ditunjang oleh teknologi informasi dan komunikasi nirkabel. Gambar 3 menunjukan ilustrasi dari sistem yang dikembangkan.

Gambar 4. Arsitektur sistem Pertama-tama komputer melalui software aplikasi mengakuisisi data-data pertanyaan dan master jawaban ke database. Setelah mendapatkan data-data tersebut, komputer menampilkan pertanyaan ke peserta melalui proyektor secara bertahap. Peserta menjawab setiap pertanyaan yang diajukan komputer dalam waktu yang ditentukan. Setiap jawaban dari peserta diolah oleh komputer dan hasilnya disimpan di database serta langsung ditampilkan ke proyektor. Pada akhir sesi, komputer akan mengolah dan menampilkan hasil akhir dari masing-masing peserta dalam bentuk tabel dan diagram serta menampilkan analisanya secara statistik.

Gambar 3. Ilustrasi sistem Sistem tersebut memiliki empat komponen utama, yaitu konsol respon, perangkat transmisi radio, software aplikasi dan database. Konsol respon merupakan perangkat elektronik yang tersusun atas mikrokontroler dan pemancar radio.

Gambar 5. Blok Diagram Sistem Responsi Nirkabel J-3


Secara garis besar alur proses pada Sistem Responsi Nirkabel dapat dilihat pada blok diagram berikut (gambar 5): Untuk membangun software aplikasi untuk sistem responsi nirkabel dengan tampilan yang menarik dan atraktif, diperlukan suatu bahasa pemrograman yang bekerja di lingkungan berbasis GUI (Graphical User Interface). Untuk itu peneliti mempergunakan Microsoft Visual Basic.NET 2005 dalam pembuatan software aplikasi ini [Eko Priyo Utomo (2006)]. Selain itu, bahasa pemrograman ini menghasilkan aplikasi yang bekerja dalam sistem operasi Windows, sehingga kita tidak perlu mengatur kinerja bagian dalam hardware ketika melakukan komunikasi dengan hardware karena Windows telah mengaturnya secara otomatis. Visual Basic.NET 2005 pun menawarkan solusi-solusi yang praktis dalam mengembangkan aplikasi-aplikasi .NET. Dan bahasa pemrograman ini pun cukup mudah dipelajari. Hasil jawaban test yang tersimpan dalam database akan ditampilkan dan disimpan dalam file Microsoft Excel 2003. Rancangan proses pengiriman data ke dalam Microsoft Excel 2003 adalah sebagai berikut (gambar 6):

Gambar 8. Modul Receiver Hardware utama dari sistem responsi nirkabel ini adalah modul pengirim data (transmitter) terlihat pada gambar 7, modul penerima data (receiver) terlihat pada gambar 8 dan PC (Personal Computer). Sedangkan hardware pendukung sistem ini antara lain power supply dan kabel serial DB9.

Gambar 9. Database Database yang digunakan dalam software aplikasi Sistem Responsi Nirkabel ini dibangun dengan menggunakan Microsoft Access 2003 [dikdik Dwi Prasetyo (2006)]. Pada Microsoft Acces 2003 Database Management System jenis ini telah tesedia wizard yang memberikan bantuan dalam pembuatan suatu tabel. Database yang dirancang untuk menunjang kinerja software aplikasi Sistem Responsi Nirkabel terdiri atas 5 tabel, yaitu: DataPeserta, Test, Jawaban, MataKuliah, dan MasterSoal. Gambar 9 berikut ini ditunjukkan relasi antar tabel dalam database yang dirancang beserta keterangan untuk tiap tabel

Gambar 6. Proses pengiriman database ke Microsoft Excel

4. Hasil dan Pembahasan

Gambar 7. Modul transmitter (station)

Gambar 10. Hasil Pengujian sistem komunikasi nirkabel J-4


‘Mulai Ujian’. Kemudian akan muncul tampilan seperti gambar di bawah. Selanjutnya program akan mulai menghitung mundur dari 5 sampai 0. Waktu tersebut merupakan waktu tenggang yang diberikan untuk responden menjawab pertanyaan yang ditampilkan di layar. Pada program ini terdapat tombol ‘Stop Ujian’ yang digunakan untuk menghentikan program ketika simulasi sedang berlangsung. Setelah simulasi selesai, hasil ujian dapat dilihat dengan menekan tombol ‘Lihat Hasil’. Kemudian akan muncul tampilan seperti terlihat pada gambar 12. Dengan demikian dapat diketahui hasil akhir dari ujian yang telah dilakukan oleh para responden.

Pengujian dilakukan dengan cara mencoba langsung kinerja dari setiap komponen pendukung sistem dan menggabungkan semua komponen tersebut menjadi satu kesatuan sistem untuk membentuk sistem responsi nirkabel. Hal ini dilakukan untuk memudahkan dalam penelusuran kesalahan yang terjadi ketika sistem tidak berfungsi dengan baik sesuai dengan apa yang diharapkan. Komunikasi Nirkabel Menggunakan TLP / RLP 434A Komunikasi serial dengan mikrokontroler Komunikasi serial antara mikrokontroler dengan PC Gambar 10 menunjukan hasil pengujian system komunikasi nirkabel. Data-data yang diperoleh menunjukan bahwa komunikasi nirkabel antara station dengan PC berfungsi dengan baik.

5. Ucapan Terimakasih Kami sampaikan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada Program Research Grant IMHERE Polman Bandung, mantan mahasiswa 3AEC Angkatan 2004 Polman Bandung saudara Ricky Kurniawan dan Rully Sumargono, mahasiswa lainnya serta pihak-pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan kegiatan penelitian ini.

6. Kesimpulan Berdasarkan hasil yang diperoleh dari uji coba, maka dapat disimpulkan bahwa hardware dari sistem responsi nirkabel ini dapat berkomunikasi dengan baik antara modul transmitter dan modul receiver sesuai dengan perancangan. Data yang dikirim oleh client dapat ditampilkan di PC. Kompatibilitas antara hardware dengan software teruji dengan berhasilnya dilakukan simulasi ujian ketika keduanya difungsikan bersama-sama. Dengan protokol pengiriman dan pembacaan data 4-byte, data yang diterima oleh receiver dapat disaring hanya sebatas data respon dari client mengingat kemungkinan adanya perangkat lain yang bekerja pada frekuensi yang sama. Data yang dikirimkan oleh modul receiver ke PC merupakan data 2-byte yang terdiri atas byte alamat station dan byte jawaban dari respon client. Kendati demikian, sistem ini masih memiliki beberapa kelemahan. Data yang dikirim oleh modul transmitter tidak memiliki pengaman sehingga ada kemungkinan data tersebut dapat dibajak oleh alat yang bekerja pada frekuensi yang sama. Selain itu, modul RF yang digunakan hanya dapat bekerja pada hubungan satu-ke-satu sehingga dengan metode pengiriman data yang digunakan saat ini masih memungkinkan terjadi hang ataupun kegagalan pengiriman data ketika sistem dioperasikan untuk jumlah client yang cukup banyak.

Gambar 11. Tampilan program simulasi Selanjutnya dilakukan pengujian aplikasi. Pada pengujian ini, digunakan dua buah modul SiReN transmitter, satu buah SiReN receiver, PC dan software simulasi ujian langsung berbasis Visual Basic.NET. Langkah pertama dari pengujian ini adalah mengaktifkan program simulasi sehingga tampak tampilan program tersebut seperti gambar 11.

Daftar Pustaka

Gambar 12. Display Hasil Ujian

Arania (2006) Sistem Komunikasi Bergerak, diakses tanggal 6 Februari 2009 dari internet: http://www.stttelkom.ac.id/

Kemudian semua responden menyalakan modul transmitter masing-masing. Untuk memulai simulasi, pada program simulasi ujian tekan tombol J-5


Berger C (2001), Wireless: Changing Teaching and Learning "Everywhere, Everytime, Educause Review. Burkhard Kainka (1994), Messen , Steuern und Regeln ueber die RS-232 Schnittstelle, ISBN 37723-6057-2, Franzis-Verlag Gmbh, Munich, 1994. Didik Dwi Prasetyo (2006), Pemrograman Aplikasi Database dengan Microsoft Visual Basic.NET 2005 dan MS Access, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta Eko Priyo Utomo (2006), Membuat Aplikasi Data Base dengan Visual Basic.NET, CV. Yrama Widya, Bandung Jamie McKenzie (2006), The unwired classroom, wireless computer come of age, The Education Technology Journal, From Now On, vol 10, no. 4, January 2001, diakses tanggal 8 Juni 2006 dari http://www.fno.org/jan01/wireless.html Kenneth C. Laudon,. and Jane Price Laudon (1991), Information Systems and Organizations in Management Information Systems: A Contemporary Perspective, 2d ed., 95-142. New York: Macmillan, Susanto Azhar (2004), Sistem Informasi Manajemen – Konsep dan Pengembangannya, Lingga Jaya, Bandung, pp. 1-5, ISBN 979-96103-7-0 Teguh Wahyono (2003), Prinsip Dasar dan Teknologi Komunikasi Data, Graha Ilmu, Yogyakarta Wikipedia (2009), Amplitude Shift Keying, diakses tanggal 6 Februari 2009 dari internet: http://en.wikipedia.org/ William Stallings (2001), Komunikasi Data dan Komputer – Dasar-dasar Komunikasi Data, Salemba Teknika, Jakarta. Yuliadi Erdani (2006), Developing Multifunctional Serial-Parallel Data Communication Interface for PC-based Control System, Proc. Seminar Nasional Aplikasi Teknology Informasi, June 17th, 2006, Yogyakarta – Indonesia. ISSN 1907-5022

J-6

PENGEMBANGAN HARDWARE DAN SOFTWARE SISTIM RESPONSI NIRKABEL (SIREN)

Recommend Documents