MODUL 2

Komunikasi ZigBee to ZigBee

Kelompok 10 :

Alfi M akbar Baria (611110064)

Muhammad irsyad naufal (611110062)

Hafiidh as syahidulhaq (611111094)

Rianto march S (611111100)

BENGKEL KOMUNIKASI NIRKABEL

D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

FAKULTAS ELEKTRO DAN KOMUNIKASI

BANDUNG-2013

1. Tujuan

1. Mahasiswa memahami konsep IEEE 802.15.4 Wireless PAN (ZigBee).

2. Mahasiswa dapat mengkonfigurasi dan melakukan konmunikasi antar PC menggunakan

ZigBee dengan bantuan arduino atau dengan X Bee USB adapter V 2.0.

2. Dasar Teori

ZigBee adalah standar dari IEEE 802.15.4 untuk komunikasi data pada alat konsumen pribadi maupun untuk skala bisnis. ZigBee didesain dengan konsumsi daya yang rendah dan bekerja untuk jaringan personal tingkat rendah. Perangkat ZigBee biasa digunakan untuk mengendalikan sebuah alat lain maupun sebagai sebuah sensor yang wireless. ZigBee memliki fitur dimana mampu mengatur jaringan sendiri, maupun mengatur pertukaran data pada jaringan. Kelebihan dari ZigBee lainnya adalah membutuhkan daya rendah, sehingga bisa digunakan sebagai alat pengatur secara wireless yang penginstalan hanya perlu dilakukan sekali, karena hanya dengan satu baterai dapat membuat ZigBee bertahan hingga setahun. Selain itu ZigBee juga memiliki topologi jaringan “mesh” sehingga mampu membentuk jaringan yang lebih luas dan data yang lebih diandalkan.

Pendahuluan

Teknologi tanpa kabel atau wireless telah mengalami berkembang yang pesat dan penggunaan teknologi ini sendiri tidak lagi asing bagi masyarakat. Teknologi wireless yang banyak digunakan oleh masyarakat seperti bluetooth, mapun wifi, karena kedua perangkat ini sudah banyak diaplikasikan pada smartphone, laptop, dan beberapa gadget lainnya. Namun ZigBee sendiri bukan lah sebuah komunikasi yang digunakan untuk pengiriman data yang besar atau transfer rate yang tinggi. Bluetooth dan wifi merupakan sebuah standart yang bekerja untuk transfer rate dari tingkatan sedang hingga tinggi, sehingga cocok digunakan untuk pengiriman data yang besar. Sedangkan untuk sebuah device transfer rate rendah dapat kita gunakan standar ZigBee. ZigBee adalah spesifikasi untuk protocol komunikasi tingkat tinggi yang mengacu pada standart IEEE 802.15.4 yang berhubungan dengan wireless personel area networks (WPANs). Teknologi dari ZigBee sendiri dimaksudkan untuk penggunaan pengiriman data secara wireless yang membutuhkan transmisi data rendah dan juga konsumsi daya rendah, dan juga tidak lebih mahal dibandingkan dengan WPANs lain seperti Bluetooth. Standar ZigBee sendiri lebih banyak

diaplikasikan kepada system tertanam (embedded application) seperti pengendalian industri atau pengendali alat lain secara wireless, data logging, dan juga sensor wireless dan lain-lain. ZigBee memilki transfer rate sekitar 250Kbps, yang lebih rendah dibandingkan dengan WPANs lain seperti bluetooh yang mempunyai transfer rate dengan 1Mbps. Sedangkan jarak atau range kerja dari ZigBee sendiri sekitar 76m, yang dimana jaraknya lebih jauh dibandingkan dengan Bluetooh. Dengan konsumsi daya yang rendah, maka sebuah alat yang menggunakan standar ZigBee dapat menggunakan sebuah baterai yang dapat membuat alat tersbut bertahan selama setengah sampai satu tahun. Prediksinya, bahwa semua smart home akan memilki setidaknya 60 buah ZigBee dimana tiap ZigBee tersebut akan dapat saling berkomunikasi dan melakukan pekerjaan mereka secara bebas.

Perbedaad ZigBee, Bluetooth, Wifi

.

Fitur Keamanan

Integritas data dan keamanan merupakan salah satu fitur yang menguntungkan dari Teknologi ZigBee. MAC sub layer yang menyediakan keamanan tersebut, dimana mempunyai 4 hal yang digunakan untuk mengamankan data, yaitu:

Accsess control, bahwa setiap device memilki list yang berisikan device yang dipercaya pada jaringan sehingga tidak setiap device langsung dapat dihubungkan.

Adanya enkripsi data dengan menggunakan kunci symmetric 128 bit. Adanya frame sebuah data membuat tidak mudah memanipulasi data yang ada

tanpa kunci cryptographic. Pengecekan data secara sekuensial dimana jika data yang diterima ternyata sama

atau belum di update dengan sebelumnya maka data tersebut akan ditolak.

Arsitektur

ZigBee pada awalnya didesain untuk sebuah jaringan yang kecil yang dimana mengandalakan dalam penyebaran data dari tiap device masing-masing. ZigBee dibuat sesuai dengan permintaan pasar yang membutuhkan sebuah jaringan yang mampu mengkonsumsi daya rendah , dengan andal dan aman. Untuk itu aliansi ZigBee bekerja sama dengan IEEE unutk membuat sebuah jaringan yang dinginkan pasar. Contoh dari kerjasama kedua grup tersebut adalah ZigBee software layer. Selain itu aliansi ZigBee juga menyediakan pengetesan terhadap dan sertifikasi terhadap alat yang menggunakan ZigBee. Bedasarkan standart dari OSI layer yang telah ada, maka stack dari protocol ZigBee dibuat dalam struktur layer.

Gambar arsitektur ZigBee

Pada layer bagian MAC dan PHY dibuat oleh IEEE sedangkan sisa layer keatasnya dibuat oleh aliansi ZigBee .

Spesifikasi X Bee

3. Peralatan praktikum

1. 2 set PC / Laptop.2. 2 set Modul zigbee.3. 2 set arduino UNO.4. Driver arduino UNO.5. X-CTU Software.6. Putty Software.7. 1 set X Bee USB Adapter V 2.0.8. 2 set XBee shield V 1.4.9. 2 USB cable.10. 1 Mini USB cable.

4. Prosedur Praktikum

1. Sebelum melakukan konfigurasi, kita harus terlebih dahulu melakukan update driver software arduino UNO dan X bee USB adapter.

2. Hubungkan arduino UNO ke PC/Laptop lalu masuk ke device manager klik kanan pada unknown device, pilih Update Driver Software.

3. Pilih browse my computer for driver software.

4. Lalu pilih directory dimana kita menyimpan driver arduino dan klik next.

5. Jika berhasil akan muncul tampilan seperti berikut :

6. Selanjutnya kita melakukan instalasi driver pada XBee USB Adapter V 2.0. Langkah – langkahnya sama seperti kita melakukan instalasi driver pada arduino UNO.

7. Ketika semua driver telah terinstal selanjutnya kita melakukan konfigurasi pada ZiggBee yang kita gunakan. Pada praktium kali ini kita menggunakan X bee PRO series 1.

8. Hubungkan modul Xbee dengan XBee USB adapter ke PC/Laptop dengan mini USB cable.

9. Buka software X-CTU lalu pilih port yang kita gunakan untuk X bee.

10. Klik test query untuk memastikan apakah terjadi error communication atau tidak.

11. Jika semua berjalan lancar akan muncul tampilan seperti berikut ini :

12. Selanjutnya pilih menu Modem configuration.

13. Pilih read

14. Isi ID PAN-ID dengan 3332

15. Isi DL dengan angka 2

16. Isi MY denga angka 3. Setelah itu pilih menu write untuk meload konfigurasi ke Xbee.

17 NOTE : Untuk konfigurasi XBee yang kedua, lakukan proses yang sama seperti konfigurasi XBee yang pertama. Pada kolom PAN ID isi dengan nilai yang sama seperti konfigurasi Xbee 1. Hanya saja pada kolom DL dan MY isi dengan nila yang berlawanan dengan Nilai pada XBee 1. Jika pada Xbee 1 kita isi DL = 2 dan MY = 3, maka pada XBee 2 kita isi DL = 3 dan MY = 2.

18 Jika proses konfigurasi XBee telah selesai, kita lanjutkan dengan konfigurasi pada Arduini UNO.

19 Hubungkan kedua Arduino UNO ke PC/Laptop dengan USB cable.

20 Jalankan program Arduino.exe.

21 Pilih port USB yang kita gunakan untuk masing – masing Arduino UNO dengan cara klik menu tools serial port lalu pilih port yang kita gunakan. Untuk memastikannya lihat device manager. Disini saya menggunakan port 13 dan 15.

22 Load program berikut pada masing – masing Arduino yang ingin kita jadikan sebagai Rx dan Tx.

Program untuk Tx Program untuk Rx

23 Klik tab untuk meload program ke masing masing arduino.

24 Setelah konfigurasi XBee dan Arduino selesai, selanjutnya kita lakukan koneksi untuk hardware.

25 Untuk melakukan Peer to Peer connetion dengan Xbee dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dangan mengirim data secara otomatis dengan bantuan Aduino UNO atau kita bisa mengirim data secara manual dari XBee malaui hyper terminal Putty.

26 Pada percobaan pertama kita akan melakukan xbee peer to peer connection dengan megirim data secara otomatis dengan bantuan Arduino UNO.

27 Hubungkan Xbee1, Xbee shield1, dengan arduino UNO yang telah kita load program Tx. Selanjutnya Hubungkan Xbee2, Xbee shield2 dengan arduino UNO yang telah kita load program Rx. Hubungkan pada pin – pin yang sesuai.

28 hubungkan arduino Tx pada PC 1 dan Arduino Rx pada PC 2 dengan USB cable.

29 Buka program arduino.exe pada PC 1 dan PC 2. Jangan lupa untuk memilih port yang kita gunakan pada menu tools (lihat device manager).

30 Selanjutnya Buka serial monitor di software Arduino.exe pada PC 2 yang kita jadikan sebagai Rx dengan memilih menu . Jika langkah – langkah yang kita lakukan sudah benar maka program Tx yang kita upload pada arduino akan muncul pada layar terminal Pada PC yang kita hubungkan dengan Arduino yang telah kita upload program Rx.

PC 1 Sebagai Tx PC 2 Sebagai Rx

31 Percobaan pertama telah barhasil. Selanjutnya kita akan melakukan percoban kedua yaitu komunikasi antar PC dengan zigbee dengan mengirim data secara manual.

32 Langkah pertama yang kita lakukan adalah menghubungkan Xbee1 dengan Xbee USB adapter ke PC 1 Dengan Mini USB cable. Kemudian hubungkan Xbee2, Xbee shield, dengan arduino UNO Yang telah di upload Program Rx ke PC 2 dengan USB cable.

33 Jika semua proses telah dilakukan, kita bisa malakukan komunikasi lewat terminal dengan bantuan software putty.

34 Buka software putty Pada PC 1.

35 Pilih menu serial lalu atur serial line sesuai dengan port USB yang kita gunakan pada PC1.

36 Klik open untuk menampilkan jendela terminal Putty Pada PC 1.

37 Selanjutnya kita beralih ke PC 2.

38 Buka software arduino.exe pada PC 2 dan tentukan port yang kita gunakan (prosesnya sama seperti percobaan pertama). Selanjutnya buka serial monitor pada software arduino.exe.

39 Kirim data dari PC 1 melalui terminal putty dengan mengetik karakter tertentu. Jika berhasil maka karakter yang di kirim dari PC 1 akan muncul di PC 2 pada serial monitor arduino.exe yang telah kita buka.

PC 1 PC 2

Daftar Pustaka

1. http://id.wikipedia.org/wiki/ZigBee 2. https://docs.google.com/viewer?

a=v&q=cache:5EeDf0SbHwwJ:louveebabylouilittlevampy.files.wordpress.com/2010/02/

zigbee.pdf+&hl=id&pid=bl&srcid=ADGEESjZt7hVx2wlI6LIMk4gi3OBWt10A5v0CI28xRT4Gj

PeAGKz57BqEsiOmUPMp4YsakXmmL55BuNVf0iGDxgdY6sNeMCKydfXAgl-

QDYgtPoqIxBzd2su7y-nTyBI4tcC4sR79-OY&sig=AHIEtbS0Bu-_FiMnPJE6ZDI7mqPRfbQOEw

3. http://www.balam.us/projects/xbee-tutorial.html

4. https://www.sparkfun.com/pages/xbee_guide