ISSN (e): 2459-9638
Evaluasi Karakteristik XBee Pro dan nRF24L01+ sebagai Transceiver Nirkabel
BURHAN FAJRIANSYAH 1 , MUHAMMAD ICHWAN 2 , RATNA SUSANA 3 1,2,3 Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional Bandung e-mail : burhanfajriansyah@gmail.com

## ABSTRAK
Pemillihan  modul transciever  sebagai  media transmisi  data digital  menjadi  permasalahan bagi  perancang  ketika  mendesain  suatu  sistem  komunikasi  nirkabel.  Pada  penelitian  ini penulis melakukan evaluasi pada dua modul transceiver yaitu XBee Pro dan nRFf24L01+ dengan  tujuan  untuk  menentukan  modul transceiver  mana  yang  tepat  digunakan  untuk kebutuhan  perancangan  sistem Wireless  Sensor  Network  (WSN).  Evaluasi  dilakukan dengan  mengirimkan  data  dalam  bentuk  karakter  ASCII/ bytes  secara  kontinyu  maupun sekuensial  melalui  komunikasi  serial  UART.  Pada  pengaturan  untuk  mode data  rate  250 Kbps,  XBee  Pro  memiliki data  rate  27  Kbps  dan  nRF24L01+  16  Kbps  untuk  protokol komunikasi serial UART. Modul nRF24L01+ lebih unggul dalam mengirimkan data secara streaming  (kontinyu)  dibandingkan  Xbee  Pro, dan  nRF24L01+  memiliki  Round Time Trip (RTT) tercepat 0,003 sekon sedangkan XBee Pro hanya 0,036sekon. Pada aplikasi dalam ruangan  XBee  Pro  memiliki  performa  lebih  tinggi  karena  lebih  stabil  dalam  transmisi dengan hambatan 4 dinding sedangkan nRF24L01+ hanya 2 dinding.
Kata Kunci : UART, Data Rate, Nirkabel, XBee Pro, nRF24L01+.

## ABSTRACT
Chosing transciever  module  as  a  media  for  a  digital  transmission  data  has  becoming  a serious  problem  for  a  designer  to  design  a  wireless  communication  system.  In  this research,  author  do  the  evaluation  for  a  two  transceiver  module  that  are  XBee  Pro  and nRF24L01+,  the  purpose  is  to  chose  which  the  right  transceiver  module  that  designer need  to  make  a  Wireless  Sensor  Network  (WSN)  system.  The  evaluation  was  done  by sending a data in ASCII character/ bytes as continuous and sequensial method using serial communication UART. When data rate is set to 250 Kbps mode, XBee Pro data rate is 27 Kbps  and  nRF24L01+  16Kbps  for  serial  communicaton  UART  purpose.  nRF24L01+  is better at sending a streaming data (continuous) than XBee Pro, and also nRF24L01+ has a fastest  Round  Time  Trip  (RTT)  that  are  0,003  sec  while  XBee  Pro  only  0,036  sec.  For indoor application XBee Pro has a better perform because it work better until 4 brick wall while nRF24L01+ only 2 brick wall.
Keyword: UART, Data Rate, Wireless, XBee Pro, nRF24L01+.

## 1. PENDAHULUAN
Wireless Sensor Network (WSN) adalah suatu jaringan yang terbentuk oleh  node sensor yang terhubung satu sama lain secara nirkabel. Untuk menggunakan WSN diperlukan suatu perangkat yang dapat mengirim dan menerima data secara akurat dan dapat dioperasikan pada berbagai lingkungan. Perangkat yang digunakan sebagai media transmisi secara nirkabel tersebut adalah modul transceiver.  Ada  beberapa  pertimbangan  ketika  modul  transceiver  digunakan  dalam sistem  WSN.  Dalam  merancang  WSN,  perancang  harus  memutuskan  berapa  banyak  data dan seberapa sering data dikirimkan (Faludi, 2011) .
Display Unit Wireless Sensor Network Mikrokontroler Transceiver Memory Eksternal Sensor1 Sensor2 S u p p ly Node Sensor Arsitektur Minimum Node Sensor
Gambar 1. Arsitektur Wireless Sensor Network
Modul transceiver yang memanfaatkan radio frekuensi dalam transmisi data digital yang marak dipasarkan diantaranya adalah Xbee Pro dan nRF24L01+. Xbee Pro dan nRF24L01+ merupakan modul yang bekerja pada frekuensi tak berbayar (2,4 GHz) dan memiliki spesifikasi low cost, low data  rate  (250  Kbps)  dan  low  power.  Perbedaan  yang  signifikan  pada  kedua  modul  tersebut adalah  harga  dan  cara  pengoperasian  modul.  Xbee  Pro  memiliki  harga  yang  tinggi  dan pengoperasiannya lebih mudah sedangkan nRF24L01+ sebaliknya.
Berdasarkan sebuah penelitian berjudul Performance Analysis of Xbee ZB Module Based Wireless Sensor  Networks (Piyare,  2013) yang  meneliti  tentang  protokol  komunikasi  Xbee  ZB  seri  2. Dari penelitian tersebut didapatkan bahwa data rate XBee ZB pada mode 250 Kbps hanyalah 44 Kbps,  dengan  menggunakan  protokol  komunikasi  serial  RS232/UART.  Spesifikasi  250  Kbps tersebut terkadang membuat kerugian tersendiri untuk pengguna yang akan merancang aplikasi nirkabel, dikarenakan data rate dari modul tidak sesuai dengan spesifikasi yang ada.
Oleh karena itu pada penelitian ini dilakukan evaluasi pada dua modul transceiver yaitu Xbee Pro dan nRF24L01+. Dengan tujuan untuk menguji data rate, protokol komunikasi serial, toleransi dan performa modul transceiver pada aplikasi sistem monitoring di dalam ruangan. Dari evaluasi tersebut  didapatkan  referensi  untuk  paket  data  dan delay    (waktu)  transmisi  bagi  perancang yang akan mendesain sistem monitoring berbasis WSN. Evaluasi dilakukan dengan pengiriman data antar node sensor yang bersifat peer to peer.
Rumusan masalah untuk penelitian ini untuk beberapa evaluasi pada kedua modul transceiver, dilakukan  dengan  melihat  bagaimana  pengaruh baudrate  pada  protokol  komunikasi  serial
Evaluasi Karakteristik Xbee Pro dan nRF24L01+ Sebagai Transceiver Nirkabel
UART/RS232  terhadap  kinerja  modul.  Faktor-faktor  lain  yang  mempengaruhi  proses  transmisi diantaranya  adalah  pengaruh buffer,  data  rate  dan  hambatan  (obstacle)  berupa  dinding. Permasalahan  tersebut  dijawab  dengan  waktu  transmisi  dan  akurasi  dari  data  yang  diterima oleh unit penerima ( receiver).
Dalam  pembuatan  penelitian  ini  penulis  membatasi  kajian  yang  akan  dibahas.  Penelitian  ini tidak  membahas  modulasi  radio  frekuensi,  melainkan  protokol  komunikasi  serial  UART/RS232 yang digunakan. Pengiriman data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Docklight v2 di Personal  Computer  (PC)  bagian  transmitter  sebagai  pengganti  sensor,  sedangkan  sistem penyimpanan  data menggunakan  perangkat  lunak Terminal di Personal Computer (PC) bagian receiver.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Spesifikasi Sistem
Evaluasi  pada  penelitian  ini  ditujukan  untuk  menguji  modul  XBee  Pro  dan  nRF24L01+. Spesifikasi untuk kedua modul transceiver ini ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Modul Transceiver Parameter nRF24L01+ Xbee Pro Frekuensi RF 2,4 - 2,4385 GHz 2,4 GHz RF Data Rate 250 Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps 250 Kbps Interface SPI UART Antena PCB board Chip Pola radiasi bidirectional omnidirectional Daya transmit 0 dBm (1 mW) 10 dBm(100 mW) Sensitivitas penerima -85 dBm -100 dBm Modulasi GFSK QPSK Payload length 32 bytes 100 bytes Supply 1,9 - 3,6 Volt 2,8 - 3,4 Volt Jarak 100 m ( outdoor ), 30 m ( indoor ) 1500 m ( outdoor ), 100 m ( indoor ) Produksi 2008 2005
Untuk melakukan evaluasi pada kedua modul maka dirancang sistem transmisi dengan topologi peer to peer, yang ditunjukan pada Gambar 2.
PC (Receiver) Docklight v2.0
Mikrokontroler Modul Transciever RS232 Data Rate PC ( Transmitter ) Terminal Mikrokontroler Modul Transciever Node Sensor
Gambar 2. Blok Diagram Transmisi Peer to Peer

## Fajriansyah, dkk
Berdasarkan  tujuan  penelitian  yang  akan  dilakukan  dan  blok  diagram  dari  Gambar  2,  maka sistem yang dirancang untuk evaluasi pada modul XBee Pro dan nRF24L01+ memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1. Ditujukan untuk evaluasi pada RF data rate terhadap protokol komunikasi RS232 (UART) dengan data yang dikirimkan secara kontinyu ( streaming).
2. Evaluasi kedua modul transceiver dengan daya transmisi dan buffer maksimal.
3. Pengiriman  data  bersifat peer  to  peer,  dimana PC  (transmitter) menggunakan  perangkat lunak Terminal untuk mengirimkan data dan PC (receiver) menggunakan perangkat lunak Docklight v2.0 sebagai penampil data.
4. Data yang  berupa  karakter ASCII, dimana  satu karakter sama  dengan  10 bit,  terdiri  dari satu byte data ditambah 1 start bit dan 1 stop bit.
5. Evaluasi dilakukan di dalam ruangan ( indoor) dengan topologi peer to peer.

## 2.2 Perancangan Perangkat Keras
Untuk  dapat  menggunakan  modul transceiver  dibutuhkan  sistem  minimum  sehingga  dapat diintegrasikan  dengan Personal  Computer.  Sistem  minimum  dirancang  agar  membentuk arsitektur node  sensor.  Xbee  Pro  sudah  mengakomodir  pin  TTL  RS232/UART  untuk  dapat terintegrasi  dengan  protokol  komunikasi  RS232/UART  pada Personal  Computer.  Skematik rangkaian Xbee Pro dan realisasinya ditunjukan pada Gambar 3.
Gambar 3. Rangkaian Sistem Minimum Xbee Pro
Dapat dilihat pada Gambar 3, bahwa pin protokol komunikasi serial UART pada modul Xbee Pro yang digunakan adalah pin TX, RX, VCC dan GND.
Evaluasi Karakteristik Xbee Pro dan nRF24L01+ Sebagai Transceiver Nirkabel
Untuk  terhubung  dengan Personal  Computer  digunakan  konverter  USB  to  Serial  yang  dapat dilihat pada realisasi sistem minimum Xbee Pro yang ditunjukan pada Gambar 4.

## Gambar 4. Realisasi Sistem Minimum Xbee Pro
Berbeda  dengan  modul  Xbee  Pro,  modul  nRF24L01+  tidak  dapat  terhubung  langsung  dengan Personal Computer. Maka dari itu dibutuhkan mikrokontroler sebagai penghubung antara modul nRF24L01+  dengan Personal  Computer.  Mikrokontroler  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah mikrokontroler Atmega 328p dengan bootloader Arduino.
Mikrokontroler pada sistem minimum nRF24L01+ berperan sebagai konverter antara komunikasi serial RS232/UART ke protokol komunikasi serial SPI. Skematik rangkaian minimum nRF24L01+ yang terintegrasi dengan mikrokontroler Atmega 328p dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Rangkaian Sistem Minimum nRF24L01+
Dengan  menggunakan  sistem  minimum  yang  ditunjukan  pada  Gambar  5  modul  nRF24L01+ dapat  beroperasi  sama  dengan  Xbee  Pro,  yaitu  menggunakan  protokol  komunikasi  serial RS232/UART.
Realisasi dari sistem minimum modul nRF24L01+ dapat dilihat pada Gambar 6.

## Gambar 6. Realisasi Sistem Minimum nRF24L01+
Dari  Gambar  6  dapat  dilihat  untuk  terhubung  dengan Personal  Computer  sistem  minimum nRF24L01+ menggunakan konverter yang sama dengan konverter USB to Serial yang digunakan pada  sistem  minimum  Xbee  Pro.  Sistem  minimum  nRF24L01+  memiliki  konfigurasi  pin  yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Komunikasi Serial nRF24L01+
nRF24L01+ Atmega328p Konverter USB to serial Pin Nama 1 GND GND GND 2 VCC VCC VCC 3 CE PB0 - 4 CSN PB1 - 5 SCK PB5 - 6 MISO PB4 - 7 MOSI PB3 - 8 IRQ PD2 - - - PD0 TX - - PD1 RX

## 2.3 Perancangan Perangkat Lunak
Pada penelitian ini digunakan perangkat lunak Terminal dan Docklight v2.0. Pengujian dilakukan dengan  mengirimkan  data  dari  unit  pengirim  ( transmitter)  ke  unit  penerima  (receiver) menggunakan  topologi peer  to  peer.  Evaluasi  dilakukan  dengan  membandingkan  hasil pengiriman data dari unit penerima ( receiver) dengan data yang dikirimkan (transmitter).
Adapun  untuk  melakukan  pengujian  pada  kedua  modul transceiver,  perlu  untuk  dilakukan pengaturan  pada  komunikasi  RF  seperti data  rate,  frekuensi  kerja,  alamat  pengirim  dan penerima, jumlah paket data dan buffer yang digunakan.
Sedangkan pada komunikasi serial RS232/UART, pengaturan dilakukan melalui kecepatan baca perangkat yaitu baudrate.
Diagram alur sistem pengiriman data secara umum ditunjukan pada Gambar 7.

## Gambar 7. Diagram Alur Sistem Secara Umum
Dari Gambar 7 dapat dilihat terdapat 3 sub bagian dimana pada proses pengiriman data untuk evaluasi terdapat proses inisiasi, transmisi data dan penampil data. Proses inisiasi untuk kedua modul transceiver ditunjukan pada Gambar 8.
Mulai Inisiasi baudrate
Channel = 0 - 12
Alamat jaringan
PAN ID = 0x00 – 0xFF
Alamat pengirim dan penerima (MY dan DL) Delay (ms) Jumlah buffer = 0 - 100 Selesai Mulai Inisiasi baudrate SPI rate data (Fosc/4) CE,CSN,MISO,MOSI,SCK Data Rate (250KBPS) Frekuensi Kerja (0x04) Alamat Pengirim dan Penerima 3-5Bytes Delay (ms) Payload 32bytes Selesai

## (a)                                                                       (b)
Gambar 8. Inisiasi (a) Xbee Pro (b) nRF24L01+
Dari  Gambar  8(a)  dapat  dilihat  proses  inisiasi  untuk  modul  Xbee  Pro,  inisiasi  dilakukan  untuk menentukan nilai baudrate, kanal (frekuensi kerja), alamat pengirim dan penerima. Sedangkan pada modul nRF24L01+ yang ditunjukan Gambar 8(b) inisiasi dilakukan untuk mengatur mode data rate dan SPI rate data.
Start Initiation System Data Transmission Display Unit
Pengaturan untuk modul Xbee Pro dilakukan menggunakan perangkat lunak X-CTU, sedangkan pada nRf24L01+ pengaturan dapat dilakukan menggunakan perangkat lunak Arduino IDE atau Atmel Studio menggunakan bahasa pemrograman C. Alur pengiriman data dari unit pengirim ke unit penerima dapat dilihat pada Gambar 7.

## Mulai
Kirim Data ASCII Payload (1-100byte) Payload (1-30byte)
Masuk buffer unit pengirim Kirim data via antena pengirim Terima data via antena penerima
Tampilkan Kirim informasi ke unit pengirim

## Gambar 7. Diagram Alur Transmisi Data
Contoh  proses  transmisi  data  melalui  protokol  komunikasi  RS232/UART,  menggunakan perangkat  lunak Terminal  pada  bagian  pengirim  dan  Docklight  v2.0  pada  bagian  penerima, seperti yang ditunjukan pada Gambar 8.
Gambar 8. Transmisi Data
Evaluasi Karakteristik Xbee Pro dan nRF24L01+ Sebagai Transceiver Nirkabel
Dari  Gambar  8  dapat  diketahui  proses  transmisi  data  untuk  analisis,  dengan  menggunakan perbandingan antara data yang diterima ( Receiver) dengan data yang dikirimkan (Transmitter).

## 3. PENGUJIAN DAN ANALISIS
Berdasarkan  tujuan  dari  penelitian  ini  maka  dilakukan  pengujian  dengan  pengiriman  data menggunakan topologi peer to peer antar unit pengirim dan penerima dari modul XBee Pro dan nRF24L01+ .  Terdapat  4  parameter  pengujian,  dimana  hasil  pengujian  ini  dapat  digunakan sebagai  dasar  untuk  mendesain  sistem  WSN  yang  diaplikasikan  dalam  ruangan.  Pengujian dilakukan dengan mengirimkan data secara kontinyu dan sekuensial.
Pengujian  dilakukan  guna  mendapatkan  tujuan  dari  penelitian,  maka  dari  itu  pengujian  untuk XBee Pro dan nRF24L01+ dikategorikan sebagai berikut :
1. Pengujian data rate dilakukan untuk mengetahui berapa data rate modul transceiver ketika mentransmisikan data dari protokol komunikasi serial RS232/UART.
2. Pengujian streaming  data,  guna  mengetahui  apakah  modul  transceiver  dapat  digunakan untuk streaming data dan mengetahui toleransi dari protokol komunikasi serial.
3. Pengujian Round  Time  Trip,  untuk  mengetahui  variasi  delay  dan  lamanya  transmisi  untuk mendapatkan acknowledgement.  Pengujian  ini  untuk  mengetahui  pengaruh  protokol komunikasi serial RS232/UART dan jarak pada proses transmisi dalam ruangan.
4. Pengujian pada aplikasi terapan dilakukan untuk mengetahui performa dari modul transceiver dengan hambatan ( obstacle) dan spesifikasi dari masing-masing modul.

## 3.1 Pengujian Data Rate
XBee  Pro  dan  nRF24L01+  memiliki data  rate  yang  sama  yaitu  250  Kbps.  Transmisi  data dilakukan dengan  mengirimkan  data  secara  kontinyu sebanyak  120.000 bytes melalui protokol komunikasi  serial  RS232/UART.  Untuk  menguji  kapasitas  maksimal  digunakan baudrate maksimal  yaitu  115200  bps.  Transmisi  dilakukan  dengan  pengulangan  sebanyak  5  kali  untuk setiap modul transceiver. Waktu transmisi dicatat ketika data mulai dikirim hingga data diterima seluruhnya.
Tabel  3  menunjukan  waktu  transmisi  untuk  pengiriman  data  120.000 bytes  pada  modul  XBee Pro dan nRF24L01+ pada mode data rate masing-masing.
Tabel 3. Transmisi data 120.000 bytes Pengujian Waktu pada Transmisi 120.000 bytes Xbee Pro (250Kbps) nRF24L01+ (250Kbps) nRF24L01+ (1Mbps) nRF24L01+ (2Mbps) Uji ke-1 (s) 44,397 75.345 28.1 18.145 Uji ke-2 (s) 41,991 74.621 26.56 17.238 Uji ke-3 (s) 43,288 73.987 27.129 16.341 Uji ke-4 (s) 43,049 75.651 27.134 16.432 Uji ke-5 (s) 44.7 76.7 26.983 19.452 Rata-Rata (s) 43,485 75.2608 27.1812 17.5216
𝐷𝑎𝑡𝑎 𝑟𝑎𝑡𝑒  =   ( 𝑁 (𝑏𝑦𝑡𝑒𝑠) 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑠𝑖 (𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛) ) 𝑥10𝑏𝑖𝑡                                                                       (1)
Dengan menggunakan Persamaan 1 dan data dari Tabel 2, didapatkan data rate dengan standar RS232/UART. Data rate yang diperoleh ditunjukan pada Tabel 4.
Tabel 4. Data Rate Modul Transceiver Rate Sebenarnya Kbps KBps Xbee Pro 250 Kbps 27K 2,7K nRF24L01+ 250 Kbps 16K 1,6K nRF24L01+ 1 Mbps 44K 4,4K nRF24L01+ 2 Mbps 68K 6,8K
Hasil pengujian menunjukan bahwa data rate pada modul Xbee Pro dan nRF24L01+ tidak sesuai dengan kapasitas sebenarnya. Xbee Pro memiliki data rate maksimal hingga 27 Kbps atau 27000 bps, sedangkan nRF24L01+ memiliki data rate maksimal 16 Kbps atau 16000 bps.

## 3.2 Pengujian Streaming Data
Merujuk dari pengujian data rate, pada pengujian streaming data digunakan metode yang sama yaitu pengiriman data secara kontinyu ( streaming) sebanyak 120.000 bytes. Pengujian dilakukan dengan mengubah variabel baudrate dan jarak dari 1 hingga 10 meter. Pengujian ini dilakukan 5 kali setiap kali jarak dinaikan. Hasil pengujian ditunjukan pada Tabel 5.
Tabel 5. Persentase Byte Error Jarak (meter) Persentase error dengan mengubah baudrate Xbee Pro (%) Persentase error dengan mengubah baudrate Atmega 328p dan nRF24L01+ (%) 9600  19200  38400 57600 115200  9600  19200  38400  57600  115200 1 0 0 0 65.695  65.8367 0 0 0 0 0 2 0 0 0 70.052  87.5383 0 0 0 0 0 3 0 0 0 53.0988  82.152 0 0 0 0 0 4 0 0 0 75.779 75.972 0 0 0 0 0 5 0 0 0 62.56 87.55 0 0 0 0 0 6 0 0 0 76.621 72.993 0 0 0 0 0 7 0 0 0 62.6575  84.426 0 0 0 0 0 8 0 0 0 56.143 77.514 0 0 0 0 0 9 0 0 0 82.451  72.7917 0 0 0 0 0 10 0 0 0 43.66 63.1413 0 0 0 0 0
Dari hasil pengujian pada Tabel 4, modul nRF24L01+ dapat mengirimkan data secara streaming tanpa  ada error  untuk  keseluruhan  baudrate  yang  diuji.  Sedangkan  pada  modul  Xbee  Pro, proses transmisi secara streaming mengalami error ketika baudrate dinaikan, hal ini dikarenakan data  rate  XBee  Pro  dari  hasil  pengujian  sebelumnya  hanya  27000  bps,  sedangkan  perangkat mengirimkan  data  pada  kecepatan  57600  bps.  Dikarenakan  besarnya  perbedaan  kecepatan antara perangkat dengan data rate, maka terjadi penumpukan data pada buffer. Oleh karena itu ketika baudrate dinaikan di atas 27000 bps, maka perangkat gagal melakukan transmisi.
(a)
(b)
Gambar 9. Protokol Komunikasi Serial (a) Perbandingan Protokol UART dan SPI (b) Perioda 1

## bit Protokol SPI
Berbeda  dengan  nRF24L01+  yang  menggunakan  dua  protokol  komunikasi  untuk  terhubung dengan Personal  Computer.  Mikrokontroler  pada  sistem  minimum  nRF24L01+  berperan  untuk mengonversi  bit  data  pada  protokol  komunikasi  RS232/UART  menjadi  bit  data  dalam  bentuk SPI. Pada penelitian ini digunakan prescale  4. Hal tersebut dibuktikan dari Gambar 9a dimana terlihat perbandingan antara data dari protocol SPI pada pin MOSI, dengan data dari komunikasi serial UART pada pin TX.
Dari Gambar 9b dapat diketahui perioda untuk 1 bit pada protokol komunikasi SPI yaitu 0,25 us. Hal ini dikarenakan dengan clock 16 MHz didapatkan prescale 4 MHz. Dengan range waktu yang lebih singkat dari UART, perpindahan data dari protokol komunikasi UART ke nRF24L01+ melalui protokol komunikasi SPI dapat berlangsung dengan stabil tanpa adanya error atau penumpukan data pada buffer.

## 3.3 Pengujian Round Time Trip (RTT)
Setelah pengujian dengan pengiriman data secara kontinyu, pada pengujian ini pengiriman data dilakukan secara sekunsial, dengan jumlah byte tertentu dan merujuk pada besarnya kapasitas buffer  dari  XBee  Pro  dan  nRF24L01+.  Xbee  Pro  dengan  kapasitas  buffer  100  bytes  dan
nRF24L01+  dengan  kapasitas buffer  32  bytes.  Proses  pengambilan  data  untuk  menguji  RTT pada modul Xbee Pro dan nRF24L01+ menggunakan perangkat lunak Docklight yang ditunjukan pada Gambar 10.

## Gambar 10. Pengujian Round Time Trip
Dari Gambar 7 dapat dilihat waktu data dikirimkan dan waktu data diterima. Waktu untuk data dikirimkan diberi keterangan [TX] dan waktu untuk data diterima diberi keterangan [RX]. Selisih dari  waktu  pengiriman  dan  waktu  penerima  tersebut  digunakan  sebagai  waktu  untuk  RTT. Pengujian  dilakukan  dengan  mengirimkan  data  dengan delay  2  detik  setiap  byte  dikirimkan, pengiriman  data  pada  pengujian  ini  dilakukan  dengan  mengubah  variabel baudrate.  Tabel  6 menunjukkan  RTT  dari  modul  Xbee  Pro,  sedangkan  Tabel  7  menunjukkan  RTT  dari  modul nRF24L01+ .
Tabel 6. Round Time Trip Xbee Pro
Byte RTT Xbee Pro (detik) 9600  19200  38400  57600  115200 10 0.565  0.287  0.148 0.1 0.057 15 0.576  0.293  0.151  0.102 0.059 20 0.587  0.299  0.155  0.104 0.06 25 0.598  0.299  0.154  0.104 0.06 30 0.609 0.31 0.16 0.109 0.062 40 0.631  0.322  0.167  0.113 0.066 50 0.653  0.333  0.173  0.118 0.068 60 0.675  0.344  0.179  0.122 0.071 70 0.697  0.356  0.186  0.126 0.074 80 0.719  0.366  0.191  0.131 0.076 90 0.229  0.378  0.198  0.136 0.079 100 0.229  0.122 0.07 0.052 0.036
Tabel 7. Round Time Trip nRF24L01+ Byte RTT nRF24L01+ pada Atmega328p (detik) 9600  19200  38400  57600  115200 5 0.019  0.008  0.005  0.004 0.003 10 0.029  0.013  0.008  0.006 0.004 15 0.04 0.019 0.01 0.008 0.006 20 0.04 0.024  0.013  0.009 0.006 25 0.06 0.029  0.016  0.009 0.007 30 0.066  0.034  0.018  0.009 0.007 32 0.067  0.035  0.019  0.012 0.007
Berdasarkan Tabel 6 dan 7 dapat diketahui untuk mendapatkan acknowledgement, nRF24L01+ lebih  cepat  dibandingkan  XBee  Pro.  Hal  ini  dikarenakan  protokol  komunikasi  SPI  lebih  cepat
dibandingkan  protokol  komunikasi  RS232/UART  sehingga  pada  proses  transmisi  untuk mendapatkan nilai RTT nRF24L01+ dicapai dengan nilai tercepat yaitu 0,003 s sedangkan pada Xbee Pro yaitu 0,036 s.

## 3.4 Pengujian Pada Aplikasi Terapan
Pengujian  pada  aplikasi  terapan  dilakukan  untuk  mengetahui  hingga  sejauh  mana  jarak jangkauan  modul  XBee  Pro  dan  nRF24L01+,  jika  diterapkan  dalam  aplikasi  monitoring  data. Pada  penelitian  ini  modul  Xbee  Pro  dan  nRF24L01+  diaplikasikan  pada  sistem  monitoring  di sebuah  rumah  bersalin  dengan  luas  (18x12)  m 2 .  Data  yang  dikirimkan  memiliki  kapasitas  25 karakter ASCII/ bytes dan merepresentasikan data hasil pengukuran sensor yang dipakai untuk monitoring ruangan, seperti sensor suhu, kelembaban, pH, cahaya, asap, dll.
Sampling data untuk 25 karakter tersebut dilakukan setiap 500 ms. Pengujian dilakukan dengan kurun  waktu  1000  detik  sehingga  jumlah  data  keseluruhan  di  unit  penerima  adalah  50.000 bytes.  Representasi  keberhasilan  dari  pengujian  ini  yaitu  membandingkan  hasil  pengiriman dengan hasil yang ditampilkan pada unit penerima.
Hasil pengujian pada rumah bersalin ditunjukan pada Gambar 7.

## Gambar 11. Hasil Pengujian Pada Aplikasi Monitoring Ruangan
Hasil pengujian pada Gambar 11 menunjukkan di ruang mana saja transmisi untuk modul Xee Pro dan nRF24L01+ dilakukan. Modul nRF24L01+ dapat melakukan transmisi dengan hambatan mencapai  2  dinding  sedangkan  XBee  Pro  4  dinding.  Hal  tersebut  dapat  dilihat  bahwa
nRF24L01+  tidak  dapat  menerima  data  ketika  unit  pengirim  ( transmitter)  ditempatkan  pada ruangan 9,10,11, sedangkan XBee Pro tidak dapat menerima data pada ruangan 11.
Untuk  menjawab  hasil  pengujian  berdasarkan  teori  yang  mendukung  digunakan  persamaan  2 dan Tabel 8, sebagai berikut :
𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑇𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎(𝑑𝐵𝑚) = 𝐷𝑎𝑦𝑎 𝑃𝑎𝑛𝑐𝑎𝑟 + 𝐹𝑆𝐿 + 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑝𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑅𝑎𝑡𝑒                                             (2)
Tabel 8. Parameter Daya Modul Transciever Parameter Xbee Pro (dBm)  nRF24L01+ (dBm) Daya Pancar 18 0 Sensitifitas Daya Terima -100 -85 FSL (1-15)meter ± (-(40-70)) Absorption Dinding ±(-6)
Dengan menggunakan persamaan 2 dan spesifikasi yang ada pada Tabel 8 terbukti bahwa XBee Pro lebih stabil dibandingkan nRF24L01+, pada kasus 3 dinding oleh nRF24L01+ memiliki Daya terima mencapai -88 dBm sedangkan sensitivas daya terima dari modul tersebut adalah -85. Hal tersebut  mengakibatkan  nRF24L01  tidak  dapat  menerima  data  ketika  dihalangi  3  dinding ( obstacle). Berikut ini pembuktian untuk persamaan tersebut.
Daya terima = 0 – 70 – (3x6) = -88 dBm Daya terima < Sensitivitas Penerima -88 dBm < -85dBm
Hasil pengujian dirangkum menjadi 4 parameter dan dapat dilihat pada Tabel 9.
Tabel 9. Parameter Hasil Pengujian Parameter Xbee Pro nRF24L01+ Data Rate 250kbps (RS232) 27 Kbps 16 Kbps Data Rate 2Mbps (RS232) - 68 Kbps Streaming Hingga 38400 bps Stabil RTT 0,036s 0,003s Performa 4 dinding 2 dinding

## 4. KESIMPULAN
Dari hasil pengujian dan analisis yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan, yaitu:
1. Data rate yang dicapai Xbee Pro pada mode data rate 250 Kbps adalah 27 Kbps, sedangkan data rate nRF24L01+ adalah 16 Kbps. Akan tetapi pada data rate 2 Mbps dicapai kecepatan maksimal yaitu 68 Kbps. Pada data rate yang sama Xbee Pro dapat mentransmisikan lebih cepat  dari  nRF24L01+  sedangkan  pada  mode  yang  lain  nRF24L01+  dapat  mengungguli Xbee Pro.
2. Hasil pengujian menunjukkan bahwa kedua modul dapat digunakan untuk aplikasi streaming data.  Pada  modul  nRF24L01+,  proses  streaming  data  dapat  ditoleransi  hingga  baudrate 115200 bps, karena hingga baudrate tersebut proses transmisi data tidak mengalami error.
Sedangkan  pada  modul  Xbee  Pro,  toleransi  proses streaming  data  dapat  dicapai  hingga baudrate 38400 bps, transmisi data pada baudrate 57600 bps dan 115200 bps mengalami error.
3. Round  Time  Trip  pada  modul  Xbee  Pro  berdasarkan  hasil  pengujian  adalah  0,036  detik, sedangkan  modul  nRF24L01+  lebih  cepat  yaitu  0,003  detik.  Modul  nRF24L01+  dapat diaplikasikan untuk pengiriman data sekuensial dengan delay yang lebih kecil dibandingkan XBee Pro.
4. Pada  aplikasi terapan  di  rumah  bersalin  untuk  sistem  monitoring,  modul  Xbee  Pro  dengan daya  pancar  18  dBm  masih  stabil  hingga  4  dinding.  Sedangkan  untuk  modul  nRF24L01+ dengan daya pancar 0 dBm, transmisi data dapat menembus 2 dinding. Ketebalan dinding mencapai 25 cm.
5. Dari  hasil  penelitian  ini,  didapatkan  hasil  evaluasi  untuk  parameter data  rate,  stabilitas, akurasi  dan  toleransi  pada  modul  nRF24L01+  lebih  baik  dari  modul  Xbee  Pro.  Sedangkan pada uji performa ketika diberi hambatan ( obstacle), modul Xbee Pro lebih baik dari modul nRF24L01+.

## DAFTAR RUJUKAN
Carpenter,  Tom.  (2008). Certified  Wireless  Network  Administrator  Official  Study  Guide. United States of America: McGraw-Hill companies.
Piyare,  Rajeev.  (2013). Performance  Analysis  of  Xbee  ZB  Module  Based  Wireless  Sensor Networks . International Journal of Scientific and Engineering Research.
S.S.Sonavane, Dr.B.P.Patil, Dr.V.Kumar. (2007). Experimentation for Packet Loss on MSP430 and  nRF24L01  Based  Wireless  Sensor  Network.  Journal  of  Advanced  Networking  and Applications. 1(1): 25-29.
Faludi,  Robert.  (2007). Building  Wireless  Sensor  Networks..  United  States  of  America: O’Reilly
Nordic  Semiconductor.  (2008). nRF24L01+  Single  Chip  2.4GHz  Transceiver.  Product Specification  v1.0.  Diakses  pada  tanggal  28  September  2015  jam  08:00  WIB  dari https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/SMD/nRF24L01Pliss  Preliminary  Product Specification v1 0.pdf
Maxstream.  (2005). XBee TM /XBee-PRO TM OEM  RF  Modules.  Product  Manual  v1.06.  Diakses pada tanggal 28 September 2015 jam 09:00 WIB dari
https://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee-Datasheet.pdf