Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

1

ALAT PENGUJI KABEL LAN BERBASIS MIKROKONTROLER

Fajar Ramadhan Alumni Angkatan Tahun 2006 Pendidikan Teknik Elektronika Universitas Negeri

Jakarta dan bekerja sebagai Guru di SMA Mahatma, Jakarta Utara

Syufrijal Dosen Fakultas Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta

M. Ficky Duskarnaen

Doesn Fakultas Teknik Elektro Universitas Negeri Jakarta

La Ode Yusmail Alisa Mahasiswa Teknik Elektronika Universitas Negeri Jakarta Noreg (5215111719)

The study was conducted with the aim to design, test, and realize the LAN cable testers based

microcontroller ATmega 8535 is created with the aim of providing a choice in testing the LAN

cable UTP cabling with standard adjusted ANSI/TIA/EIA-568. Using the LCD 16 columns and 2

lines for displaying the results of testing of the microcontroller that serves as a data sender, data

receiving and processing data. Based on the results of research, tools LAN cable tester

microcontroller based has the ability to know the sequence of UTP cable that is attached to the pin

RJ45 male connector. Able to distinguish a straight cable configuration, cross, and rollover

Kata Kunci : ANSI/TIA/IEA, ATMega8535, LAN tester.

Dalam jaringan komputer, media

transmisi berperan sebagai jalur

pengiriman dan penerimaan data.

Dengan kata lain komunikasi dalam

suatu jaringan akan terganggu jika

kualitas jalur pengiriman dan

penerimaan datanya (media transmisi)

buruk. Dengan demikian diperlukan

suatu alat yang mampu menguji

kualitas dari media transmisi yang

digunakan, sehingga gangguan pada

suatu jaringan dapat dikurangi. Saat ini

banyak alat uji yang dibuat dan

dipasarkan, beberapa diantaranya

adalah alat penguji kabel LAN (Local

Area Network) analog dengan tampilan

antarmuka menggunakan LED, dan

alat penguji kabel LAN digital dengan

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 2

tampilan LCD. Namun harga LAN

tester digital yang relatif jauh lebih

mahal jika dibandingkan dengan LAN

tester analog membuat beberapa

kalangan lebih memilih menggunakan

LAN tester analog meskipun dengan

kemampuan yang sederhana.

Berdasarkan latar belakang yang

ada, penulis bermaksud untuk

membuat sebuah alat penguji kabel

LAN berbasis mikrokontroller

ATmega 8535 sebagai pengolah data,

yang mampu mengetahui urutan kabel

(wiremap) dan memberikan informasi

jenis konfigurasi kabel straight, cross,

rollover, atau fail dengan tampilan

antarmuka menggunakan layar LCD

16x2.

Dengan alat ini dapat membantu

melakukan pekerjaan dengan mudah,

cepat, tepat dan efisien.

Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang

telah diuraikan, dapat dirumuskan

masalah sebagai berikut:

“Bagaimana mendesain dan

membuat alat penguji kabel LAN

berbasis mikrokontroler ?”

Pembatasan Masalah

Dalam penelitian ini masalah akan

dibatasi pada LAN tester:

1. LAN tester mampu menguji

kabel LAN jenis UTP

berdasarkan standar

ANSI/TIA/EIA-568

2. Pengujian kabel meliputi urutan

kabel dan jenis konfigurasi

kabel

3. Antarmuka atau tampilan alat

menggunakan layar LCD 16x2

4. Mikrokontroler yang digunakan

yaitu ATmega 8535

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk

membuat alat penguji kabel LAN

berbasis mikrokontroler yang mampu

menguji kabel LAN jenis UTP sesuai

dengan standar ANSI/TIA/EIA-568

(Standarisasi Kabel)

Kegunaan Penelitian

1. Mengaplikasikan

mikrokontroler pada alat

penguji kabel UTP

2. Mempermudah dalam

pengujian kabel UTP

3. Memberikan alternatif

pengujian kabel UTP

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

3

Kajian Teoritis

Media Transmisi

Media transmisi adalah media yang

menghubungkan antara pengirim dan

penerima informasi (data). Sebelum

data di kirim melalui media transmisi,

data dari sumber informasi (source)

terlebih dahulu diubah menjadi kode

atau isyarat oleh pengirim (transmitter)

yang kemudian akan dimanipulasi

dengan berbagai macam cara untuk

diubah kembali menjadi data oleh

penerima (receiver) sehingga data

dapat sampai pada tujuan penerima

informasi (destination). Berikut adalah

gambaran sederhana suatu sistem

telekomunikasi pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Model sederhana sistem

telekomunikasi

Berdasarkan bentuk fisik, media

transmisi di golongkan menjadi dua,

yaitu saluran fisik (guided) dan saluran

non fisik (unguided) seperti pada

teknonolgi wireless. Media transmisi

saluran fisik memiliki ciri dapat dilihat

dan disentuh keberadaanya, ada yang

mengarahkan yaitu dalam aplikasi

jaringan adalah kabel. Berdasarkan

bahan pembuatan, media transmisi

kabel yang juga biasa disebut dengan

wireline dibagi menjadi dua, yaitu:

media tembaga (cooper media) dan

media optik (optical media). Media

tembaga dalam penulisan skripsi alat

penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler merupakan objek

penelitian dengan fokus pengujian

pada kabel jenis pasangan berpilin

(twisted pair) yaitu kabel UTP kategori

5e dengan konektor RJ 45 yang

terpasang pada kedua ujung kabel.

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 4

Kabel UTP

Kabel Unshielded Pwisted Pair

(UTP) adalah jenis kabel jaringan yang

menggunakan bahan dasar tembaga,

yang tidak dilengkapi dengan

pelindung (shield). Setiap kabel

memiliki pasangan yang dipilin atau

diputar dengan tujuan untuk

mengurangi atau meniadakan

interferensi elektromagnetik dari luar

seperti radiasi elektromagnetik. UTP

merupakan jenis kabel yang paling

umum yang sering digunakan di dalam

jaringan lokal (LAN), karena memiliki

harga yang rendah, pemesangan yang

mudah, fleksibel dan kinerja yang

ditunjukkan relatif bagus. Pada kabel

UTP, terdapat bahan meterial (insulasi)

satu lapis yang melindungi kabel dari

ketegangan fisik atau kerusakan tapi,

tidak seperti kabel Shielded Twisted

Pair (STP), bahan meterial (insulasi)

tersebut tidak melindungi kabel dari

interferensi elektromagnetik. Bentuk

fisik kabel UTP dapat dilihat pada

gambar 2.2, sedangkan rincian kode

warna pasangan kabel UTP dapat

dilihat pada tabel 2.1

Gambar 2.2 Kabel UTP dan kabel

STP

Tabel 2.1 Kode warna kabel dan

Nomor pasangan kabel UTP

Nomor Kode warna Pasangan kabel 1

Putih-biru dan Biru

Pasangan kabel 2

Putih -jingga dan Jingga

Pasangan kabel 3

Putih-hijau dan Hijau

Pasangan kabel 4

Putih -coklat dan Coklat

Kabel UTP memiliki impendansi

±100 Ohm, memiliki diameter 24

AWG (0.511 mm) dan tersedia dalam

beberapa kategori yang mempunyai

perbedaan pada kemampuan transmisi

UT ST

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

5

data yang dimiliki, seperti tertulis

dalam tabel 2.2

Tabel 2.2 Kategori kabel UTP Kategori kabel

Kegunaan

UTP kategori 1

Kualitas suara analog seperti bel pintu, dan sistem alarm

UTP kategori 2

Transmisi suara digital seperti sistem telepon digital

UTP kategori 3

10Base-T, 4Mbps Token Ring

UTP kategori 4

16Mbps Token Ring

UTP kategori 5/5e

100Base-TX, 1000Base-T

UTP kategori 6

100Base-TX, 1000Base-T, 10 Gigabit Ethernet

Kategori kabel yang paling

populer dan sering digunakan pada

suatu jaringan adalah kategori 5e,

karena telah mendukung transmisi data

dengan kecepatan mencapai hingga 1

gigabit per detik, dan memiliki harga

yang relatif lebih murah jika

dibandingkan dengan kategori 6 yang

memang dirancang khusus untuk

mendukung transmisi hingga 10

gigabit per detik. Sehingga dalam

penelitian ini penulis memilih UTP

kategori 5e sebagai objek penelitian

untuk membuat kabel LAN tester

berbasis mikrokontroler.

Konektor RJ 45 (Registered Jack 45)

Konektor RJ 45 merupakan standar

konektor yang dipasang pada ujung

kabel UTP kategori 3, kategori 4,

kategori 5, kategori 5e dan kategori 6.

Terdiri dari 8 pin konektor sehingga

dikenal juga dengan nama 8P8C (8

Position 8 conductor). Aplikasi RJ 45

biasa digunakan pada telepon dan

ethernet. Bentuk fisik konektor RJ 45

serta penomoran pin secara standar

dapat dilihat pada gambar 2.3,

Gambar 2.3 Konektor RJ 45

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 6

Tang Krimping (Crimping tool)

Tang krimping merupakan alat

yang digunakan untuk memasang kabel

UTP ke konektor RJ-45 atau RJ-11.

Selain digunakan sebagai alat krimping

pada konektor RJ 45, beberapa produk

tang krimping juga dilengkapi fungsi

tambahan seperti memotong dan

mengupas kabel. Prinsip kerja alat

yaitu dengan menjepit konektor RJ 45

yang telah terpasang kabel UTP

menggunakan tekanan tangan secara

manual. Bentuk fisik tang krimping

dapat dilihat pada gambar 2.4

Gambar 2.4 Tang krimping

Standar ANSI/TIA/EIA 568

Di masa lalu, perusahaan sering

memiliki infrastruktur kabel tersendiri

karena tidak adanya sistem kabel

tunggal yang mendukung semua

aplikasi perusahaan. Pada awal tahun

1985, sejumlah perusahaan besar yang

mewakili industri telekomunikasi dan

komputer menyatakan keprihatinan

atas kurangnya standar untuk

membangun sistem telekomunikasi

kabel. Asosiasi Industri Komunikasi

Komputer (Computer Communications

Industry Association = CCIA)

meminta Electronic Industries Alliance

(EIA) untuk melakukan tugas

mengembangkan standar yang

diperlukan.

Standar ANSI/TIA/EIA 568

menetapkan sistem telekomunikasi

kabel generik untuk bangunan

komersial yang akan mendukung

banyak produk, dan lingkungan

perusahaan. Standar ANSI/TIA/EIA

568 juga memberikan informasi yang

dapat digunakan untuk desain produk

telekomunikasi untuk perusahaan-

perusahaan komersial. Salah satu

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

7

standar ANSI/TIA/EIA 568 yang

berhubungan dengan penelitian kabel

LAN tester berbasis mikrokontroler

yang penulis buat adalah delapan

posisi pin pada Registred Jack 45

(RJ45) T568A dan T568B untuk

digunakan pada kabel UTP, seperti

yang terlihat pada gambar 2.5 dan tabel

2.3

Gambar 2.5 Delapan posisi pin pada

RJ45 T568A dan T568B Tabel 2.3 Fungsi pin RJ45 pada aplikasi jaringan 10Base-T dan

100Base-TX Pin Fungsi 1 Transmit + 2 Transmit - 3 Receive + 4 Not Used 5 Not Used 6 Receive - 7 Not Used 8 Not Used

Modul MikroAVR 8535 V2.0

Modul MikroAVR 8535 V2.0

merupakan rangkaian sistem minimum

untuk mikrokontroler ATmega 8535

yang dibuat oleh klinik robot creative

vision. Modul MikroAVR 8535 V2.0

telah dilengkapi dengan kristal

tambahan sebesar 8MHz, pengunduh

USB AVR yang telah terhubung pada

sistem program sehingga dapat

memasukan program secara langsung

melalui port USB. Terdapat daya

tambahan sebesar 5Vdc, sehingga tidak

memerlukan daya tambahan pada saat

melakukan download program, karena

daya bisa didapat dari USB yang

terhubung pada komputer (PC). Selain

digunakan untuk rangkaian sistem

minimum ATmega 8535, modul

MikroAVR dapat juga digunakan

untuk rangkaian sistem minimum

ATmega 16 dan sistem minimum

ATmega 32. Mendukung sistem

T568A 1 2 3 4 5 7 8

T568A 1 2 3 4 5 7 8

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 8

operasi Windows XP, Vista, dan

Windows 7. Bentuk fisik modul

MikroAVR 8535 V2.0 dapat dilihat

pada gambar 2.6

Gambar 2.6 Modul MikroAVR

8535 V2.0 Mikrokontroler ATmega 8535

Mikrokontroler adalah sebuah

sistem microprocessor yang di

dalamnya sudah terdapat CPU,

ROM, RAM, I/O, dan Clock.

Sehingga pengguna dapat langsung

memprogram isi ROM sesuai aturan

penggunaan oleh pabrik yang

membuatnya.

Istilah mikrokontroler berasal dari

kata microcontroller atau pengendali

mikro. Disebut sebagai pengendali

mikro karena mikrokontroler secara

fisik adalah sebuah keping kecil

(microchip) yang merupakan

komponen elektronika terintegrasi, dan

dalam pengaplikasiannya berfungsi

untuk mengendalikan sebuah pekerjaan

tertentu secara terprogram.

Mikrokontroler adalah single chip

komputer yang dapat diprogram dan

digunakan untuk tugas-tugas yang

berorientasi kendali (control).

Mikrokontroler muncul dengan dua

alasan utama, yaitu kebutuhan pasar

(market need) dan perkembangan

teknologi baru (expansion of

technology).

Fitur ATmega 8535

Adapun fitur-fitur yang dimiliki

oleh mikrokontroler ATmega 8535

adalah sebagai berikut. (M. Ary

Heryanto dan Wisnu Adi P : 2008)

1. Sistem mikroprosesor 8 bit

berbasis RISC dengan kecepatan

maksimal 16 MHz.

2. Memori flash 8 KB, SRAM

sebesar 512 byte, dan EEPROM

sebesar 512 byte.

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

9

3. 8 kanal ADC 10 bit

4. Komunikasi serial (USART)

dengan kecepatan maksimal 2,5

Mbps.

5. 6 pilihan sleep mode untuk

penghematan daya listrik

6. 32 jalur I/O yang terbagi menjadi

PORT A, PORT B, PORT C,

PORT D.

7. Timer/counter: 2 buah 8 bit

timer/counter, 1 buah 16 bit

timer/counter, serta 4 kanal PWM

8. Komparator analog

Arsitektur ATMega8535

Untuk memaksimalkan kinerja

dan sistem paralel (bekerja secara

bersamaan), mikrokontroler

ATmega8535 menggunakan arsitektur

harvard yang mempunyai ciri-ciri pada

pemisahan jalur dan memori untuk

program dan data. Memori program

diakses dengan metode single-level

pipelining, yaitu ketika sebuah

instruksi dijalankan, instruksi lain

berikutnya akan siap diambil dari

memori program. Gambar 2.7

menunjukkan arsitektur dari ATmega

8535.

Kerangka Berpikir

Mikrokontroler sebagai single chip

komputer yang dalam

pengaplikasiannya berfungsi untuk

pengendali yang dapat diprogram dan

digunakan untuk dapat melakukan

pengujian terhadap kabel UTP kategori

5e dengan konektor RJ 45 pada kedua

ujungnya, sehingga dengan melakukan

proses pemberian sinyal keluaran dan

pembacaan sinyal masukan dapat

diketahui urutan kabel dan jenis

konfigurasi kabel yang disesuaikan

dengan standar ANSI/TIA/EIA 568.

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 10

Sebagai antarmuka tampilan dan

indikator alat, digunakan LCD yang

untuk mengetahui hasil dari proses

pengolahan data dan analisa

mikrokontroler. Blok diagram alat

penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler dapat dilihat pada

gambar 2

Gambar 2 Blok diagram rancangan alat

Penguji kabel LAN

Port mikrokontroler yang akan

digunakan adalah Port A sebagai

masukan atau sebagai penerima data

(Rx), Port C sebagai keluaran data

(Tx), serta Port D sebagai pengendali

keluaran untuk LCD, sedangkan

sumber daya yang digunakan akan

diperoleh dari rangkaian catu daya

+5Vdc atau +9Vdc maupun baterai

9Vdc. Kabel LAN jenis UTP yang

akan diuji akan dimasukkan kedalam

konektor RJ45 female (Rx) dan

konektor RJ45 female (Tx). Kedelapan

Pin pada Port A dan C digunakan

secara maksimal, karena pada UTP

yang akan diuji memiliki 8 kabel. Pada

Port C, keluaran yang dihasilkan

berupa logika tinggi (1) dan rendah (0).

Masukan pada Port A merupakan aktif

rendah (bekerja jika diberikan logika

rendah) yang bertujuan untuk

menghindari kesalahan pembacaan

logika yang bersifat ambang (diantara

logika 0 dan 1). LCD yang digunakan

mempunyai tampilan sebanyak 2 baris

dan 16 kolom.

RANCANGAN PENELITIAN

Rancangan penelitian terbagi

menjadi dua bagian yaitu rancangan

perangkat keras terdiri dari sumber

tegangan DC, modul mikroAVR,

konektor RJ45, dan LCD 16x2, serta

perangkat lunak yang dibuat meng-

gunakan codevisionAVR 2.05. gambar

rancangan alat secara keseluruhan

dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3 Rancangan alat penguji

kabel LAN

KonektorKabelUTP

ModulMikroAVR8535

LCD16x2

RJ 45Tx

RJ 45Rx

Catu DayaPort A

Port C Port D

VCC

GND

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

11

Pada saat alat penguji kabel LAN

dihidupkan, LCD akan menampilkan

pemberitahuan bahwa alat penguji

kabel LAN telah siap digunakan.

Untuk mengetahui ada atau tidak

adanya kabel yang terpasang pada alat

penguji kabel LAN, mikrokontroler

akan mengirimkan data dari semua

port keluaran secara bersamaan

kemudian membaca data hasil keluaran

pada port masukan. Apabila tidak ada

satupun data yang terbaca oleh port

masukan mikrokontroler maka LCD

akan menampilkan pemberitahuan

untuk memasangkan kabel pada

konektor yang tersedia.

Namun jika data dapat terbaca,

maka mikrokontroler akan mengirim

data secara berurutan melalui port

keluaran mikrokontroler (Port C.0 –

C.7), kemudian akan membaca secara

berurutan port masukan (Pin A.0-A.7),

disimpan untuk kemudian dibaca

kembali sebelum ditampilkan pada

LCD.

Gambar 4 memperlihatkan alur kerja

alat penguji kabel LAN secara umum.

Gambar 4 Alur kerja program secara umum

HASIL PENELITIAN

Terdapat dua jenis pengujian pada

kabel UTP, yaitu: pengujian hantaran

tegangan dan pengujian konfigurasi

kabel setelah dipasangkan dengan

RJ45 male. Pengujian hantaran

tegangan dilakukan dengan

mengalirkan tegangan pada kabel UTP

yang memiliki panjang berbeda,

kemudian membandingkan besar

tegangan sebelum dialirkan ke kabel

dengan besar tegangan setelah

dialirkan ke kabel, pengujian dilakukan

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13 12

dengan menggunakan dua macam alat

uji yaitu multimeter merek HELES

type UX-838TR dan mikrokontroler

dengan ADC internal yang telah

dimasukkan program voltmeter.

Pengujian konfigurasi kabel dilakukan

setelah kedua ujung kabel UTP

dipasang RJ45 male. Pengujian

konfigurasi kabel menggunakan

network multimeter LinkRunner Pro

sebagai acuan terhadap pengujian alat

penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler

Gambar 5 memperlihatkan per-

bandingan pengujian konfigurasi kabel

UTP antara alat uji LinkRunner Pro

buatan Fluke Network dengan alat uji

yang penulis buat. Data hasil pengujian

menunjukan bahwa pengujian kabel

UTP dengan menggunakan Link

Runner Pro mempunyai hasil yang

sesuai dengan pengujian kabel UTP

yang menggunakan alat penguji kabel

LAN buatan penulis (LAN Tester

737rr).

Pengujian dengan

LinkRunner Pro

Pengujian dengan

Lan Tester 737rr

1. Konfigurasi kabel Straight (Kondisi baik)

2. Konfigurasi kabel Cross (Kondisi

Pengujian dengan

LinkRunner Pro

Pengujian dengan

Lan Tester 737rr

baik)

3. Konfigurasi kabel Straight

(kondisi buruk)

Gambar 5 Pengujian dengan LinkRunner Pro dan LAN Tester 737rr

PENUTUP

Kesimpulan

Dari penelitian yang telah

dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Alat penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler memiliki dua

macam sumber tegangan yang

dapat dipilih sesuai kebutuhan,

yaitu: sumber tegangan yang

berasal dari rangkaian catu daya

+9Vdc atau +5Vdc dan sumber

tegangan yang berasal dari

baterai +9Vdc.

2. Alat penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler terdiri dari satu

buah modul mikroAVR dengan

mikrokontroler produksi

ATMEL ATmega8535, satu

buah modul LCD 16x2, dua buah

konektor RJ45 female, dan satu

Alat Penguji Kabel LAN Berbasis Mikrokontroler (Fajar Ramadhan)

13

buah rangkaian catu daya +9Vdc

dan +5Vdc.

3. Alat penguji kabel LAN berbasis

mikrokontroler dapat mengetahui

konfigurasi kabel UTP,

diantaranya: konfigurasi kabel

straight, rollover, dan cross, serta

dapat mengetahui urutan pin

pada RJ45 male yang tidak

terhubung dengan kabel UTP.

Saran

Dalam pembuatan alat penguji

kabel LAN masih banyak kekurangan

yang perlu diperbaiki. Ada beberapa

bagian dari sistem yang perlu

dilakukan penyempurnaan agar alat

penguji kabel LAN dapat digunakan

dengan baik, yaitu:

1. Daya yang dibutuhkan untuk

mengoperasikan alat penguji kabel

LAN perlu dibuat lebih efisien

sehingga pada saat menggunakan

sumber tegangan yang berasal dari

baterai dapat bertahan lama.

2. Fungsi pada alat agar dapat

ditambahkan, tidak hanya untuk

mengetahui konfigurasi kabel

namun juga dapat mengetahui

panjang kabel dan letak kabel yang

putus.

3. Ukuran alat perlu diperkecil agar

mudah dibawa-bawa pada saat

melakukan pengujian kabel.

DAFTAR PUSTAKA

Barnett, David, David Groth dan Jim

McBee. 2004. Cabling: The

Complete Guide to Network

Wiring, Third Edition. London:

SYBEX Inc.

Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroler

AVR ATmega8/32/16/8535 dan

Pemrogramannya dengan

Bahasa C pada WinAVR.

Bandung: Informatika

Heryanto, Ary & Wisnu Adi. 2008.

Pemrograman Bahasa C Untuk

Mkikrokontroler ATMEGA8535.

Yogyakarta: Andi.

(HAELKA) Vol.??, No.??, September 2011:1-13

14