Arduino dan Xbee

Setelah sekian lama tidak ngeblog karena banyaknya tugas di akhir semester, akhirnya sekarang saya berkesempatan untuk ngeblog lagi. Setelah membahas mengenai nRF24L01 pada postingan sebelumnya, dan juga saya sudah me-mention xbee pada postingan sebelumnya, kali ini saya akan membahas mengenai komunikasi antara Xbee dengan arduino. Tujuannya agar pembaca dapat memahami perbedaan Xbee dan nRF24L01.

Buku yang saya gunakan untuk belajar Xbee adalah Building Wireless Sensor Networks. Buku ini menjelaskan banyak hal mengenai Xbee mulai dari dasar hingga implementasinya. Namun sangat disayangkan karena buku ini hanya membahas mengenai xbee series 2.

Seperti yang diketahui, xbee ada 2 jenis, yaitu Xbee series 1 dan Xbee series 2, antara Xbee series 1 dan series 2 tidak bisa saling terhubung, karena protokolnya berbeda. Xbee series 1 beroperasi dengan menggunakan protokol 802.15.4(Low-Rate Wireless Personal Networks) sedangkan Xbee series 2 beroperasi pada protokol Zigbee (protokol yang dibangun diatas 802.15.4). Saya akan menggunakan Xbee series 2, saya memilih Xbee S2 karena setelah saya mencari tahu di internet, Xbee series 2 dapat mengimplementasikan mesh networking.

Gambar 1 - Xbee Series 2

Xbee S2 dapat mengimplementasikan mesh networking karena pada Xbee S2 tiap module XBee dapat ditentukan perannya dalam suatu topologi jaringan yang hendak kita bangun. Peran yang dimaksud adalah sebagai Coordinator, Router maupun End-Device.

Saya tidak akan membahas lebih lanjut mengenai Xbee, karena bisa satu buku untuk membahas Xbee sendiri, saya sangat menyarankan pembaca membaca buku Building Wireless Sensor Networks agar dapat memahami XBee S2 dengan lebih baik.

Untuk melakukan setting pada Xbee, dibutuhkan Xbee adapter, yaitu suatu adapter yang berisi chip converter FTDI to serial untuk mengupload firmware pada Xbee. Xbee ini unik karena memliki ukuran pin yang tidak biasa, sehingga memerlukan breakout board untuk dapat mengoperasikannya pada breadboard pada umumnya.

Gambar 2 - Xbee adapter dan breakout board

Yang paling perlu diperhatikan ketika menggunakan xbee adalah pastikan xbee terhubung dengan sumber tegangan sebesar 3.3V, karena berdasarkan pengalaman orang lain (saya belum dan tidak mau mencoba) ketika xbee dihubungkan dengan sumber tegangan 5V maka modul xbee tersebut dapat menjadi bricked atau rusak.

Oke, untuk percobaan kali ini, saya akan membuat 1 Xbee untuk mengirimkan kata-kata dan 1 Xbee lagi sebagai pemroses data, saya akan menggunakan alat sebagai berikut:

1. Arduino Uno x1
2. Arduino Mega x1
3. Xbee S2 x2
4. Xbee adapter x1
5. Xbee breakout board x2
6. breadboard x1
7. LED x1
8. kabel (untuk jumper) secukupnya

Nah, langkah pertama yang saya lakukan adalah melakukan setting pada Xbee. Saya akan mensetting firmware pada Xbee saya, 1 sebagai Coordinator dengan mode API, 1 lagi sebagai router dengan mode AT. Untuk mengupdate firmware pada Xbee digunakan program dari Digi yang bernama X-CTU. Program ini dapat diunduh secara gratis dari website Digi.

Gambar 3 - 1 buah Xbee S2 di setting dengan mode Coordinator API

Gambar 4 - 1 buah Xbee S2 di setting dengan mode Router AT

Nah, setelah mensetting XBee, saya langsung membuat rangkaian seperti pada gambar 5.

Gambar 5 - rangkaian Xbee S2 dengan mode Router ATyang terhubung dengan Arduino Mega

Selanjutnya saya juga membuat rangkaian untuk Xbee 1 lagi dan Arduino seperti pada gambar 6.

Gambar 6 - rangkaian Xbee S2 dengan mode Coordinator API yang terhubung dengan Arduino Uno

Nah jadi dari rangkaian itu dapat diketahui bahwa saya akan menyalakan LED di Arduino Uno berdasarkan data yang dikirim dari XBee yang terhubung dengan Arduino Mega. Kode yang saya gunakan adalah

void setup(){
  Serial3.begin(9600);
}

void loop(){
  Serial3.print("on");
  delay(500);
  Serial3.print("off");
  delay(500);
}

int LED = 11;
int debugLED = 13;

void setup() {
  pinMode(LED,OUTPUT);
  pinMode(debugLED,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // make sure everything we need is in the buffer
  if (Serial.available() >= 21) {
    // look for the start byte
    if (Serial.read() == 0x7E) {
      //blink debug LED to indicate when data is received
      digitalWrite(debugLED, HIGH);
      delay(10); 
      digitalWrite(debugLED, LOW);
      // read the variables that we're not using out of the buffer
      for (int i = 0; i<20; i++) {
        byte discard = Serial.read();
      }
      char pertama = Serial.read();
      char kedua = Serial.read();
      char ketiga = Serial.read();
      if((pertama == 'o') && (kedua == 'n')){
        digitalWrite(LED, HIGH);
      }
      else if((pertama == 'o') && (kedua == 'f') && (ketiga == 'f')){
        digitalWrite(LED, LOW);
      }
    }
  }
}

Hasil akhir percobaan ini dapat dilihat pada video berikut.

Nah setelah mencoba menggunakan Xbee dan nRF24L01, saya dapat mengatakan bahwa menggunakan Xbee masih lebih mudah dibandingkan dengan nRF24L01, hal ini dikarenakan untuk mengoperasikan nRF24L01, diperlukan pembuatan kode dari scratch/ dasar. Hal ini bisa menjadi keuntungan maupun kerugian bagi nRF24L01, karena dengan membuat kode sendiri bisa membuat nRF24L01 menjadi lebih sesuai dengan apa yang kita inginkan, namun disisi lain, dimana waktu dan tingkat kerumitan sangat diperhitungkan nRF24L01 sangat tidak disarankan. Di lain sisi, Xbee hanya tinggal plug & play saja (setelah di setting) namun perlu dipertimbangkan untuk menggunakan Xbee karena harganya yang berbeda jauh sekali dengan nRF24L01.

Demikian postingan saya kali ini, semoga bermanfaat!