BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

Sebelum membuat sebuah alat, diperlukan landasan-landasan teori dari setiap komponen yang akan dipergunakan sehingga dapat diketahui karakteristik dari alat tersebut serta prinsip dari alat yang dipergunakan sehingga menghasilkan keluaran sesuai yang diharapkan. Pada bab ini menjelaskan teori komponen yang digunakan pada rangkaian. Namun teori tersebut tidak dijelaskan secara keseluruhan, melainkan hanya sebagian kecil yang berkaitan dengan rangkaian yang dibuat. Di bawah ini merupakan penjelasan dari beberapa komponen yang dipergunakan dalam membuat “Rancang Bangun Alat Penghitung Harga Barang Dengan Menggunakan RFID Dan WEB Interface Berbasis Arduino”.

7 http://digilib.mercubuana.ac.id/

8

2.1

Sistem Conveyor Penjelesan teori tersebut bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja suatu

komponen sehingga dalam proses kerja dapat diketahui cara menggunakan dan hasil yang dikeluarkan. Selanjutnya tujuan dan komponen akan dijelaskan sebagai berikut : 1. Tujuan pembuatan Conveyor dengan RFID untuk mencapai 3 utama, yaitu : a. Kemudahan, dalam hal ini kemudahan yang di dapat dalam proses penghitungan suatu barang menjadi hal utama dalam tujuan pembuatannya. b. Keefisienan, para pembeli dapat dengan mudahnya meletakan sendiri setiap item barang belanjaannya dengan terscan secara otomatis. c. Inovasi, sistem kerja dari conveyor dan RFID ini tidaklah menggunakan server berbasis aplikasi, namun menggukan web interface yang sudah terkoneksikan dengan router wireless.

2.2

Mikrokontroler Mikrokontroler merupakan sebuah processor yang digunakan untuk

kepentingan sistem kendali. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen dasar yang sama. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi-instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu

http://digilib.mercubuana.ac.id/

9

sendiri yang dibuat oleh seorang programmer. Program ini menginstruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang diinginkan programmer. Beberapa fitur yang umumnya ada didalam mikrokontroler adalah sebagai berikut: 1. RAM (Random Access Memory) RAM digunakan oleh mikrokontroler untuk penyimpanan variable. Memori ini bersifat volatile yang berarti akan kehilangan semua datanya jika tidak mendapatkan catu daya. 2. ROM (Read Only Memory) ROM seringkali disebut sebagai kode memori karena berfungsi untuk penyimpanan program yang akan diberikan oleh user. 3. Register Merupakan tempat penyimpanan nilai-nilai yang akan digunakan dalam proses yang telah disediakan oleh mikrokontroler. 4. Special Function Register Merupakan register khusus yang berfungsi untuk mengatur jalannya mikrokontroler. Register ini terletak pada RAM. 5. Input dan Output Pin Pin input adalah bagian yang berfungsi sebagai penerima signal dari luar, pin ini dapat dihubungkan ke berbagai media inputan seperti keypad, sensor dan sebagainya. Pin output adalah bagian yang berfungsi untuk mengeluarkan signal dari hasil proses algoritma mikrokontroler.


10

6. Interrupt Interrupt bagian mikrokontroler yang berfungsi sebagai bagian yang dapat melakukan interupsi, sehingga ketika program utama sedang berjalan, program utama tersebut dapat diinterupsi dan menjalankan program interupsi terlebih dahulu. Beberapa interrupt pada umumnya adalah sebagai berikut : a. Interrput External Interrupt akan terjadi bila ada inputan dari pin interrupt. b. Interrupt Timer Interrupt akan terjadi bila waktu tertentu telah tercapai. c. Interrupt Serial Interrupt yang akan terjadi ketika ada penerimaan data dari komunikasi serial.

2.3

Arduino Arduino merupakan platform prototyping berbasis open source elektronik

yang mudah digunakan (fleksibel) baik dari perangkat keras (hardware) maupun perangkat lunaknya (software). Arduino mempunyai input yang dapat menerima input dari berbagai sensor dan outputnya sebagai pengendali seperti lampu, buzzer, dan aktuator lainnya. Arduino board mikrokontroler dapat diprogram menggunakan bahasa pemrograman aduino. Arduino dapat bekerja mandiri atau dapat juga berkomunikasi dengan perangkat keras yang lain seperti komputer melalui perangkat lunak seperti (flash, pengolahan, maxMSP).


11

Arduino memiliki beberapa jenis papan yang telah di sesuaikan dengan fungsi dan tugasnya masing-masing, diantaranya adalah sebagai berikut : a. Arduino USB : (Arduino Uno, Arduino Deumilanov, dan lain-lain) b. Arduino Serial c. Arduino Mega : (Arduino Mega dan Arduino Mega2560) d. Arduino Lilypad : (Lilypad 00, Lilypad 01 dan lain-lain) e. Arduino BT f. Arduino Nano : (Arduino Nano3.0, Arduino Nano2.0)

2.3.1 Arduino Mega2560 Arduino

Mega2560

adalah

papan

mikrokontroler

berbasiskan

ATmega2560. Arduino Mega2560 memiliki 54 pin digital input/output, dimana 15 pin dapat digunakan sebagai output PWM, 16 pin sebagai input analog, dan 4 pin sebagai UART (port serial hardware), 16 MHz kristal osilator, koneksi USB, jack power, header ICSP, dan tombol reset. Ini semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer melalui kabel USB atau power dihubungkan dengan adaptor AC-DC atau baterai untuk mulai mengaktifkannya. Arduino Mega2560 kompatibel dengan sebagian besar shield yang dirancang untuk Arduino Duemilanove atau Arduino Diecimila. Arduino Mega2560 berbeda dari papan sebelumnya, karena versi terbaru sudah tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Tapi, menggunakan chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2) yang diprogram sebagai konverter USB-to-serial.

Arduino Mega2560 Revisi 2


12

memiliki resistor penarik jalur HWB 8U2 ke Ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

Gambar 2.1 Arduino Mega2560 Arduino Mega2560 Revisi 3 memiliki fitur-fitur baru berikut : a. Pertama adalah pinout : Ditambahkan pin SDA dan pin SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya ditempatkan dekat dengan pin RESET, IOREF memungkinkan shield untuk beradaptasi dengan tegangan yang tersedia pada papan. Di masa depan, shield akan kompatibel baik dengan papan yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan 5 Volt dan dengan Arduino Due yang beroperasi dengan tegangan 3.3 Volt. Dan ada dua pin yang tidak terhubung, yang disediakan untuk tujuan masa depan. b. Kedua adalah sirkuit RESET. c. Ketiga adalah Chip ATmega16U2 menggantikan chip ATmega8U2.

2.3.2 Sumber Daya Arduino Mega2560 dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya eksternal. Sumber daya dipilih secara otomatis. Untuk sumber daya


13

eksternal (non-USB) dapat berasal baik dari adaptor AC-DC atau baterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan memasukkan 2.1mm jack DC ke port listrik papan. Baterai dapat dimasukkan pada pin header Gnd dan Vin dari konektor daya. Board dapat beroperasi pada pasokan eksternal dari 6 sampai 20 Volt. Namun jika tegangan kurang dari 6 Volt kemungkinan tidak stabil pada perangkat sangat besar. Jika menggunakan lebih dari 12 V regulator tegangan bisa panas dan merusak papan. Rentang yang dianjurkan adalah 7 sampai 12 Volt. Pin listrik yang tersedia adalah sebagai berikut : a. VIN. Input tegangan ke papan Arduino ketika menggunakan sumber daya eksternal dapat disediakan melalui pin ini, atau jika menggunakan sumber tegangan melalui colokan listrik. b. 5 V. Pin ini merupakan output 5 V yang telah diatur oleh regulator papan Arduino. Papan dapat diaktifkan dengan daya, baik dari colokan listrik DC (7-12 V), konektor USB (5 V), atau pin VIN board (7-12 V). Jika tegangan dimasukan melalui pin 5 V atau 3.3 V secara langsung (tanpa melewati regulator) dapat merusak papan Arduino. Penulis tidak menyarankan itu. c. Tegangan

pada pin 3.3 V dihasilkan oleh regulator on-board.

Menyediakan arus maksimum 50 mA. d. GND. Pin untuk ground. e. IOREF. Pin ini di papan Arduino memberikan tegangan referensi ketika mikrokontroler beroperasi. Sebuah shield yang dikonfigurasi dengan benar dapat membaca pin tegangan IOREF sehingga dapat


14

memilih sumber daya yang tepat agar dapat bekerja dengan 5 V atau 3.3 V. Tabel 2.1 Data Spesifikasi Arduino Mega2560 Mikrokontroler

ATmega2560

Tegangan Operasi

5V

Input Voltage

7-12V (Rekomendasi)

Input Voltage

6-20V (limit)

Pin Digital I/O

54 (15 pin output PWM)

Pins Input Analog

16

Arus DC per pin I/O

40 mA

Arus DC untuk pin 3.3V

50 mA

Flash Memory

256 KB (8 KB bootloader)

SRAM

8 KB

EEPROM

4 KB

Clock Speed

16 MHz

2.3.3 Memori Mikrokontroler ATmega2560 memiliki 256 KB flash memory untuk menyimpan kode (8 KB bootloader), 8 KB SRAM dan 4 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan library EEPROM). 2.3.4 Input dan Output Masing-masing dari 54 digital pin pada Arduino Mega dapat digunakan sebagai input atau output, menggunakan fungsi pinMode() , digitalWrite() , dan digitalRead(). Arduino Mega2560 beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin


15

dapat memberikan atau menerima arus maksimum 40 mA dan memiliki resistor pull-up internal (yang terputus secara default) sebesar 20-50 kOhms. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus, antara lain: a. Serial : 0 (RX) dan 1 (TX); Serial 1 : 19 (RX) dan 18 (TX); Serial 2 : 17 (RX) dan 16 (TX); Serial 3 : 15 (RX) dan 14 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan (TX) data serial TTL. Pins 0 dan 1 juga terhubung ke pin chip ATmega16U2 Serial USB-to-TTL. b. Eksternal Interupsi : Pin 2 (interrupt 0), pin 3 (interrupt 1), pin 18 (interrupt 5), pin 19 (interrupt 4), pin 20 (interrupt 3), dan pin 21 (interrupt 2). Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu sebuah interupsi pada nilai yang rendah, meningkat atau menurun, atau perubah nilai. c. SPI : Pin 50 (MISO), pin 51 (MOSI), pin 52 (SCK), pin 53 (SS). Pin ini mendukung komunikasi SPI menggunakan library SPI. Pin SPI juga terhubung dengan header ICSP, yang secara fisik kompatibel dengan Arduino Uno, Arduino Duemilanove dan Arduino Diecimila. d. LED : Pin 13. Tersedia secara built-in pada papan Arduino ATmega2560. LED terhubung ke pin digital 13. e. TWI : Pin 20 (SDA) dan pin 21 (SCL). Yang mendukung komunikasi TWI menggunakan library Wire. Arduino Mega2560 memiliki 16 pin sebagai analog input, yang masingmasing menyediakan resolusi 10 bit (yaitu 1024 nilai yang berbeda). Secara default pin ini dapat diukur/diatur dari mulai Ground sampai dengan 5 Volt, juga memungkinkan untuk mengubah titik jangkauan tertinggi atau terendah mereka


16

menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Ada beberapa pin lainnya yang tersedia, antara lain: a. AREF : Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan fungsi analogReference(). b. RESET : Jalur LOW ini digunakan untuk me-reset (menghidupkan ulang)

mikrokontroler.

Jalur

ini

biasanya

digunakan

untuk

menambahkan tombol reset pada shield yang menghalangi papan utama Arduino.

2.3.5 Komunikasi Arduino Mega2560 memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, dengan Arduino lain, atau dengan mikrokontroler lainnya. Arduino ATmega328 menyediakan 4 hardware komunikasi serial UART TTL (5 Volt). Sebuah chip ATmega16U2 (ATmega8U2 pada papan Revisi 1 dan Revisi 2) yang terdapat pada papan digunakan sebagai media komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai COM Port Virtual (pada Device komputer) untuk berkomunikasi dengan perangkat lunak pada komputer, untuk sistem operasi Windows masih tetap memerlukan file inf, tetapi untuk sistem operasi OS X dan Linux akan mengenali papan sebagai port COM secara otomatis. Perangkat lunak Arduino termasuk didalamnya serial monitor memungkinkan data tekstual sederhana dikirim ke dan dari papan Arduino. LED RX dan TX yang tersedia pada papan akan berkedip ketika data sedang dikirim atau diterima melalui chip USB-to-serial yang terhubung melalui USB komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial seperti pada pin 0 dan 1).


17

Sebuah library SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada salah satu pin digital Mega2560. ATmega2560 juga mendukung komunikasi TWI dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk library Wire digunakan untuk menyederhanakan penggunaan bus TWI. Untuk komunikasi SPI, menggunakan library SPI.

2.3.6 Perlindungan Arus USB Arduino Mega2560 memiliki polyfuse reset yang melindungi port pada USB computer dari arus pendek atau berlebih. Meskipun kebanyakan computer memberikan perlindungan internal sendiri, sekering menyediakan lapisan perlindungan tambahan. Jika lebih dari 500 mA, sekering otomatis bekerja.

2.3.7 Pemograman Arduino Mega dapat diprogram dengan software. (Mengenai pemahasan lebih rinci tentang perangkat lunak Arduino akan dibahas pada artikel terpisah). ATmega2560 pada Arduino Mega sudah tersedia preburned dengan bootloader yang memungkinkan Anda untuk meng-upload kode baru tanpa menggunakan programmer hardware eksternal. Hal ini karena komunikasi yang terjadi menggunakan protokol asli STK500. Anda juga dapat melewati (bypass) bootloader dan program mikrokontroler melalui pin header ICSP (In-Circuit Serial Programming). Chip ATmega16U2 (atau 8U2 pada board Rev. 1 dan Rev. 2) source code firmware tersedia pada repositori Arduino. ATmega16U2/8U2 dapat dimuat dengan bootloader DFU, yang dapat diaktifkan melalui:


18

a. Pada board Revisi 1 : Menghubungkan jumper solder di bagian belakang papan (dekat dengan peta Italia) dan kemudian akan me-reset 8U2. b. Pada board Revisi 2 : Ada resistor yang menghubungkan jalur HWB 8U2/16U2 ke ground, sehingga lebih mudah untuk dimasukkan ke dalam mode DFU.

2.3.8 Perangkat Lunak Lingkungan open-source Arduino memudahkan untuk menulis kode dan meng-upload ke board Arduino. Hal ini dapat berjalan pada sistem operasi Windows, Mac OS X, dan Linux. Berdasarkan pengolahan, avr-gcc, dan perangkat lunak sumber terbuka lainnya.

Gambar 2.2 Tampilan Framework Arduino Mega2560


19

2.3.9 Otomatis Software Reset Arduino Mega2560 didesain dengan cara yang memungkinkan untuk mereset melalui perangkat lunak yang berjalan pada komputer yang terhubung. Salah satu jalur kontrol hardware (DTR) mengalir dari ATmega8U2/16U2 dan terhubung ke jalur reset dari ATmega2560 melalui kapasitor 100 nanofarad. Bila jalur ini di-set rendah/low, jalur reset drop cukup lama untuk me-reset chip. Perangkat lunak Arduino menggunakan kemampuan ini untuk memungkinkan meng-upload kode dengan hanya menekan tombol upload pada perangkat lunak Arduino. Ini berarti bahwa bootloader memiliki rentang waktu yang lebih pendek, seperti menurunkan DTR dapat terkoordinasi (berjalan beriringan) dengan dimulainya upload.

2.3.10 Karakteristik Fisik dan Kompabilitas Shield Maksimum panjang dan lebar PCB Mega2560 adalah 4 x 2.1 inch (10,16 x 5,3 cm), dengan konektor USB dan jack power menonjol melampaui batas dimensi. Empat lubang sekrup memungkinkan papan terpasang pada suatu permukaan atau wadah. Perhatikan bahwa jarak antara pin digital 7 dan 8 adalah 160 mil (0.16”), tidak seperti pin lainnya dengan kelipatan genap berjarak 100 mil. Arduino Mega2560 dirancang agar kompatibel dengan sebagian shield yang dirancang untuk Arduino Uno, Arduino Diecimila atau Arduino Duemilanove. Pin Digital 0-13 (pin AREF berdekatan dan pin GND), input analog 0 sampai 5, header power, dan header ICSP berada di lokasi yang ekuivalen. Selanjutnya UART utama (port serial) terletak di pin yang sama (0 dan 1), seperti pin interupsi


20

eksternal 0 dan 1 (masing-masing pada pin 2 dan 3). SPI di kedua header ICSP yaitu Mega2560 dan Duemilanove/Diecimila [1].

2.4

RFID ( Radio Frequency Identification ) RFID merupakan singkatan dari Radio Frequency Identification dalam

bahasa Inggris, sedangkan dalam bahasa Indonesia adalah identifikasi frekuensi radio. Secara umum lebih dikenal dengan RFID. RFID adalah sebuah teknologi gelombang radio fleksibel yang digunakan untuk mengidentifikasi manusia, hewan bahkan benda sekalipun secara otomatis dengan pembacaan informasi elektrik pada jarak tertentu sesuai dengan jenis label yang digunakan. Cara pembacaan informasi elektrik ini, RFID menggunakan tag atau transponder ( Transmitter + Responder) berisikan antena dan microchip yaitu berupa stiker adesif yang tertera pada suatu produk. Informasi elektrik yang unik ini berupa serial number, model, warna, tempat perakitan dan data lain yang berhubungan erat dengan produk tersebut. Transponder itu sendiri adalah sebuah modul elektronik yang mampu Transmit informasi dan merespon dengan informasi [2]. Berikut ini adalah bentuk fisik modul RFID – RDM6300 :


21

Gambar 2.3 Bentuk fisik modul RFID-RDM6300

2.4.1

Sistem RFID Sebuah sistem identifikasi frekuensi radio menggunakan tag atau label

yang dipasang pada objek untuk diidentifikasi. Radio dua arah pemancarpenerima, dimana disebut sebagai pemeriksa atau pembaca, mengirimkan sinyal ke tag lalu membaca responnya. Umumnya, pembaca mengirimkan hasil pengamatan tersebut ke sistem komputer yang menjalankan perangkat lunak atau perangkat lunak tengah RFID. Informasi Tag disimpan secara elektronik di dalam memori non-volatil. Tag RFID mencakup pemancar dan penerima frekuensi radio kecil. Sebuah pembaca RFID mengirimkan sinyal radio yang dikodekan untuk memeriksa tag. Lalu, tag menerima pesan dan merespon informasi yang diidentifikasinya. Ini mungkin hanya terjadi untuk tag dengan nomor seri khusus, atau mungkin untuk sebuah produk yang berkaitan dengan informasi seperti jumlah stok, lot atau nomor tumpak, tanggal produksi, atau informasi spesifik lainnya. Berikut ini adalah gambar sistem RFID:


22

Gambar 2.4 Arsitektur RFID

2.4.2 Komponen - Komponen RFID Secara garis besar sebuah sistem RFID terdiri atas tiga komponen utama, yaitu tag atau sticker, reader. Secara ringkas, mekanisme kerja yang terjadi dalam sebuah sistem RFID adalah bahwa sebuah reader frekuensi radio melakukan scanning terhadap data yang tersimpan dalam tag, kemudian mengirimkan informasi tersebut ke sebuah basis data yang menyimpan data yang terkandung dalam tag tersebut.

2.4.2.1 RFID Tag Sebuah tag RFID atau transponder, terdiri atas sebuah mikro (microchip) dan sebuah antena. Chip mikro itu sendiri dapat berukuran sekecil butiran pasir, seukuran 0.4 mm. Chip tersebut menyimpan nomor seri yang unik atau informasi lainnya tergantung kepada tipe memorinya [3].


23

Gambar 2.5 Bentuk fisik RFID tag 2.4.2.2 RFID Reader RFID Reader atau pembaca RFID adalah merupakan penghubung antara aplikasi perangkat lunak dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Gelombang radio yang diemisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya. Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antena. Sebuah pembaca RFID harus menyelesaikan dua buah tugas, yaitu : Menerima perintah dari perangkat lunak aplikasi, Berkomunikasi dengan tag RFID. Berikut ini adalah gambar pin dari RFID – RDM6300 :

Gambar 2.6 PIN RFID – RDM6300


24

2.5

Motor DC Gear Motor DC Gear adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan

arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional. Motor DC dipergunakan untuk menggerakan conveyor belt. Motor dapat bergerak ke arah kanan dan kiri. Pada saat motor ini beroperasi, biasanya terjadi induksi yang mengakibatkan tegangan menjadi sangat tinggi sehingga diperlukan motor driver untuk mengatur motor agar tidak mengganggu rangkaian lain yang berhubungan dengan motor [7].

Gambar 2.7 Motor DC Gear


25

2.6

Sensor PING Sensor PING adalah sensor ultrasonik yang merupakan sebuah sensor

yang memanfaatkan pancaran gelombang ultrasonik. Sensor PING ini terdiri dari rangkaian pemancar ultrasonik yang disebut transmitter dan rangkaian penerima ultrasonik disebut receiver. Sensor ini dapat mengukur jarak antara 2 cm sampai 3 m. Keluaran dari sensor ini berupa pulsa yang lebarnya merepresentasikan jarak. Lebar pulsanya bervariasi dari 115 uS sampai 18,5 mS. Sensor ultrasonik ping HC-SR04 terdiri dari sebuah chip pembangkit sinyal 40KHz, sebuah speaker ultrasonik dan sebuah mikropon ultrasonik. Speaker ultrasonik mengubah sinyal 40 KHz menjadi suara sementara mikropon ultrasonik berfungsi untuk mendeteksi pantulan suaranya. Sensor ultrasonik ping HC-SR04 memberikan metode yang mudah pengukuran jarak. Sensor ini sangat cocok untuk sejumlah aplikasi yang mengharuskan untuk melakukan pengukuran antara bergerak atau benda diam.

Gambar 2.8 Bentuk fisik sensor PING


26

2.7

Motor Driver Driver motor DC ultra ini yang digunakan untuk proyek-proyek skala kecil

menggunakan populer IC - LM2575. Driver ini memberikan cara kerja yang ampuh untuk digunakan pada tegangan 36V @ 15A motor. UVLO (Under Voltage latch-Out) memiliki penjaga yang aman untuk sistem yang digunakan. Hal ini sangat sesuai untuk digunakan pada output 5V untuk Arduino atau perangkat lain, dan antarmuka yang meliputi ESD (discharge elektro-statis) perlindungan terhadap elektro statis.

Gambar 2.9 15A Single DC motor driver [9]

2.8

Konsep Jaringan Komputer

2.8.1 Ethernet Ethernet adalah sebuah metode akses media jaringan dimana semua host dijaringan tersebut berbagi bandwidth yang sama dari sebuah link. Ethernet menjadi popular karena ia mudah sekali disesuaikan dengan kebutuhan (scalable), artinya cukup mudah untuk mengintegrasikan teknologi baru seperti Fast Ethernet dan Gigabit Ethernet kedalam infrastruktur yang ada.Ethernet Menggunakan spesialisasi fisik layer physical dan Data Link.. Kelebihannya yang cukup


27

menonjol adalah kemampuannya yang dapat mensupport berbagai protokol yang berada pada layer di atasnya dan juga dengan investasi cost yang bisa dikatakan relative murah. Untuk mengenal cara kerja TCP/IP , Perlu dipahami beberapa konsep dasar dalam teknologi jaringan computer. Dalam jaringan computer terdapat arsitektur standar yang dibuat oleh sebuah badan dunia. Standar yang dikenal sebagai OSI Reference model yang terdiri atas 7 Lapisan (layer) : 1. Lapisan fisik : Mentransmisikan data dari suatu node ke node yang lain 2. Lapisan data link : memformat data menjadi record dan mendeteksi kesalahan 3. Lapisan jaringan : menyebabkan lapisan fisik mentransfer frames dari node ke node 4. Lapisan transport : memungkinkan user node dan host node berkomunikasi 5. Lapisan sessions : bertugas mengatur dialog dalam pertukaran data 6. Lapisan penyaji : memformat data sehingga dapat disajikan oleh user. 7. Lapisan aplikasi : mengendalikan input user dari terminal dan melaksanakan program aplikasi pemakaian dalam host


28

Gambar 2.10 OSI Layer

2.8.2 Cara Kerja Ethernet Untuk dapat mengakses jaringan maka semua perangkat yang berbasis Ethernet menggunakan Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD), Yaitu sebuah protocol yang membantu peralatan jaringan untuk berbagi bandwidth

secara merata tanpa mengalami kejadian dimana dua

perangkat mengirimkan data pada saat yang bersamaan. CSMA/CD diciptakan untuk mengatasi masalah collision yang terjadi ketika paket paket dikirimkan secara serentak dari titik jaringan yang berbeda.

2.8.3 Internet Protocol (IP) Internet protocol didesain untuk digunakan pada jaringan berbasis paket (Packet-based network) seperti internet. Ia menyediakan mekanisme untuk mengirim datagram dari sumber ke tujuan (addressing) dan untuk fragmentasi jika dibutuhkan mengirimkan melalui small-packet networks.


29

Sebuah datagram bisa jadi gagal mencapai tujuan karena beberapa hal : 

Host tujuan tidak terhubung ke jaringan



Datagram rusak



Router salah mengarahkan datagram

Protokol level yang lebih tinggi seperti TCP dapat mengkompensasi tipe kegagalan ini. Internet control message protocol (ICMP) menyediakan mekanisme pelaporan masalah dan membuat pesan diagnostic, misalnya jika datagram tidak dapat mencapai tujuan atau ketika gateway tidak dapat memiliki kapasitas buffering untuk mem-forward sebuah datagram.

2.8.4 Transmission Control Protocol (TCP) Transmission control protocol (TCP) adalah protocol pada layer transport dari stack jaringan TCP/IP. TCP sangat reliable, berorientasi koneksi host-to-host untuk digunakan pada packet switched network. TCP memecah stream byte yang continue

menjadi segmen-segmen dan mengirimkannya sebagai frame IP.

Sekumpulan protocol TCP/IP dimodelkan sebagai berikut. TCP/IP MODEL APPLICATION TRANSPORT INTERNET NETWORK ACCESS

Gambar 2.11 Arsitektur Protocol TCP/IP


30

Dalam TCP/IP terjadi penyampaian data dari protocol yang berada disatu layer ke protocol yang berada di layer lainnya. Setiap protocol memperlakukan semua informasi yang diterimanya dari protocol lain sebagai data. Untuk menghubungkan antara 1 komputer ke komputer/perangkat lainnya digunakan NIC (Network interface Card) serta kabel jaringan komputer seperti RJ45.

2.9

Ethernet Shield Ethernet shield merupakan sebuah shield Ethernet

mikrokontroler

Arduino. Ethernet shield ini merupakan sarana pengembangan TCP/IP berbasi modul jaringan W5100 yang berfungsi sebagai jembatan antara mikrokontroler dengan jaringan internet atau Ethernet tanpa memerlukan bantuan komputer. Ethernet shield ini cocok untuk aplikasi-aplikasi embedded yang membutuhkan komunikasi dengan jaringan internet atau Ethernet, seperti serial to Ethernet converter, web server, smart house, dsb. Ethernet shield adalah sebuah shield modul jaringan yang menyertakan chip W5100 (TCP/IP hardware chip), Ethernet PHY (IP101A), dan MAG-Jack (RJ45 dengan X’FMR).


31

Gambar 2.12 Ethernet Shield Gambar 2.12 memperlihatkan board Ethernet shield. Komunikasi antara chip prosessor di board Arduino Uni (master) dengan prosessor di board ethernet (slave) berupa bus SPI (Serial Peripheral Interface). Empat sinyal SPI adalah Master In Slave Out (MISO), Master Out Serial In (MOSI), Serial Clock (SCLK) dan Chip Select (CS). Pada master dan slave terdapat register serial shift yang mengirimkan byte melalui sinyal MOSI (master → slave) dan MISO (slave → master) [6]. Untuk menghubungkan ethernet shield dengan komputer, hub, atau router gunakan kabel ethernet standar (CAT5 atau CAT6 dengan konektor RJ45). Board Arduino berkomunikasi dengan W5100 dan SD card menggunakan bus SPI (melalui ICSP header). Bus ini terwakili oleh pin 51, 52, dan 53. Pin 50 digunakan untuk mengaktifkan chip W5100. Ada beberapa LED yang digunakan sebagai indikator pada Ethernet Shield ini, yaitu : 1. PWR : mengindikasikan ada tidaknya tegangan yang mensupply shield


32

2. LINK : mengindikasikan koneksi jaringan, dan berkedip saat lalulintas data 3. FULLD : mengindikasikan bahwa koneksi jaringan merupakan full duplex 4. 100M : mengindikasikan koneksi jaringan 100 Mb/s 5. RX : berkedip ketika shield menerima data 6. TX : berkedip ketika shield mengirim data 7. COLL : berkedip ketika network collisions terdeteksi.

2.10

LCD 20x4 Merupakan LCD standar dengan layar yang dapat menampilkan 20

karakter dengan 4 baris.

Gambar 2.13 LCD Display 20x4

Spesifikasi : 1. Number of Characters: 20 characters x 4 Lines 2. Blue LED backlight with white char Color 3. Adjustable contrast 4. Supply voltage: 5V


33

5. View direction: Wide viewing angle 6. Dot size: 0.55 x 0.55 mm 7. Dot pitch: 0.60 x 0.60 mm 8. Character size: 2.96 x 4.75 mm 9. Character pitch: 3.55 x 5.35 mm 10. Size: 98x60x24mm 11. Weight: 75g [10]

2.11

Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk

mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm) [4].

Gambar 2.14 Buzzer 5 volt DC


34

2.12

XAMPP Pengertian XAMPP adalah perangkat lunak ( free software) bebas, yang

mendukung untuk banyak sistem operasi, yang merupakan kompilasi dari beberapa program. Fungsi XAMPP sendiri adalah sebagai server yang berdiri sendiri (localhost), yang terdiri beberapa program antara lain : Apache HTTP Server, MySQL database, dan penerjemah bahasa yang ditulis dengan bahasa pemrograman PHP dan Perl. Nama XAMPP sendiri merupakan singkatan dari X (empat sistem operasi apapun), Apache, MySQL, PHP dan Perl. Program ini tersedia dalam GNU General Public License dan bebas, merupakan web server yang mudah untuk digunakan yang dapat menampilkan halaman web yang dinamis. Berikut beberapa definisi program lainnya yang terdapat dalam XAMPP. Server HTTP Apache atau Server Web/WWW Apache adalah server web yang dapat dijalankan di banyak sistem operasi seperti (Unix, BSD, Linux, Microsoft Windows dan Novell Netware serta platform lainnya) yang berguna untuk melayani dan memfungsikan situs web. Protokol yang digunakan untuk melayani fasilitas web/www ini menggunakan HTTP. MySQL adalah sebuah perangkat lunak sistem manajemen basis data SQL (bahasa Inggris: database management system) atau DBMS yang multithread, multi-user, dengan sekitar 6 juta instalasi di seluruh dunia. MySQL AB membuat MySQL tersedia sebagai perangkat lunak gratis dibawah lisensi GNU General Public License (GPL), tetapi mereka juga menjual dibawah lisensi komersial untuk kasus-kasus dimana penggunaannya tidak cocok dengan penggunaan GPL.


35

PHP: Hypertext Preprocessor adalah bahasa skrip yang dapat ditanamkan atau disisipkan ke dalam HTML. PHP banyak dipakai untuk memrogram situs web dinamis. PHP dapat digunakan untuk membangun sebuah CMS. phpMyAdmin adalah perangkat lunak bebas yang ditulis dalam bahasa pemrograman PHP yang digunakan untuk menangani administrasi MySQL melalui Jejaring Jagat Jembar (World Wide Web). phpMyAdmin mendukung berbagai operasi MySQL, diantaranya (mengelola basis data, tabel-tabel, bidang (fields), relasi (relations), indeks, pengguna (users), perijinan (permissions), dan lain-lain). Pada dasarnya, mengelola basis data dengan MySQL harus dilakukan dengan cara mengetikkan baris-baris perintah yang sesuai (command line) untuk setiap maksud tertentu. Jika seseorang ingin membuat basis data (database), ketikkan baris perintah yang sesuai untuk membuat basis data. Jika seseorang menghapus tabel, ketikkan baris perintah yang sesuai untuk menghapus tabel. Hal tersebut tentu saja sangat menyulitkan karena seseorang harus hafal dan mengetikkan perintahnya satu per satu. Saat ini banyak sekali perangkat lunak yang dapat dimanfaatkan untuk mengelola basis data dalam MySQL, salah satunya adalah phpMyAdmin. Dengan phpMyAdmin, seseorang dapat membuat database, membuat tabel, mengisi data, dan lain-lain dengan mudah, tanpa harus menghafal baris perintahnya. phpMyAdmin merupakan bagian untuk mengelola basis data MySQL yang ada di komputer. Untuk membukanya, buka browser lalu ketikkan alamat http://localhost/phpmyadmin, maka akan muncul halaman phpMyAdmin. Di situ nantinya seseorang bisa membuat (create) basis data baru, dan mengelolanya [8]. Berikut ini adalah gambar ikon dari XAMPP :


36

Gambar 2.15 Ikon XAMPP


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents