PERANCANGAN PENGONTROL ROBOT BERKAMERA VIA JARINGAN INTERNET (TCP/IP)
Ardianto Puguh S P MAHASISWA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia
Dosen Pembimbing:
1. Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D. 2. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT.
Latar Belakang...
Kemajuan teknologi
Perkembangan fungsi Internet
Applikasi
Permasalahan
Masalah yang akan ditangani dari Tugas Akhir ini adalah perancangan dan pembuatan robot berkamera dengan sistem pengontrolan robot melalui wireless internet, sehingga bisa diakses di Internet melalui jaringan TCP/IP
TUJUAN Merancang Robot berkamera yang dapat dikontrol via jaringan Internet TCP/IP
Komputer user yang digunakan untuk mengontrol bersifat fleksibel (tidak hanya 1komputer itu saja) Robot dapat digunakan untuk memonitoring keadaan suatu lingkungan secara jarak jauh.
BATASAN MASALAH Robot ini hanya sebagai alat bantu untuk pembuktian bahwa dapat mengontrol suatu piranti via internet
Mobil2an Robot
Komunikasi 2 arah
Batasan Masalah User hanya sebagai client saja
Standart ieee 802.11 wireless
Server berada di robot
Akses User web browser
Dasar Teori TCP/IP TCP/IP adalah sekumpulan protokol yang didesain untuk melakukan fungsifungsi komunikasi data pada suatu jaringan. Protokol TCP menyediakan layanan transport connection oriented (jaminan)
Karakteristik TCP IP (RFC 793)
reliable, : acknowledgements and retransmissions
flow control (kebanjiran)
Error recovery (pengecekan error )
congestion control (pembatasan jaringan)
IP ADDRESS
WEB BROWSER Web Browser mempunyai tugas untuk menterjemahkan informasi yang diterima dari server Web dan menampilkan pada layar komputer
server Web Server Skrip PHP
Permintaan HTTP Suatu PHP Mesin PHP
Kode HTML
Broswer
Tanggapan HTTP
Client/user
Mekanisme pembangkitan Web secara dinamis
Proses Request Client/Server
WIRELESS LAN Tipe Standart Wireless IEEE 802.11 T ipe Wifi
Frekuensi (Ghz)
Kecepatan (Mbps) T eoritis
Aktual
Jarak (m) Indoor
Outdoor
802.11a
5
54
20
15
30
802.11b
2.4
11
4-6
20-30
90
802.11g
2.4
54
15- 19
45
90
802.11n
2.4/5
600
450
70
250
MODE WLAN
Client 3 Client 2
Client 1
Ad-Hoc
Akses point
PERANGCANGAN SISTEM Perencaan Sistem
Blok Diagram Sistem
PERANGCANGAN SISTEM Diagram Alir User
membuka
Web Browser Request
Balasan akses
P
Script HTML
ken an a t in erm
Web server i dal
pemilihan
Permintaan akses Ta m
Modul delphi
pil
an
ke
nd
eksekusi
ali
Mikro kontroller
mengirim Navigasi Robot
Kendali
PERANCANGAN HARDWARE Blok Rangkaian Robot
Mekanik Robot
•Mikrokontroller : AVR Atmega 16 •Motor DC :motor DC standar 6V •Wireless :Wi-Fi Modul (Standart IEEE802.11b/g) •Kamera : Ip Cam CMU •Battery :6V 3000 mAh NiMH rechargeable
Perangcangan Hardware Minimum ATMega 16
Perangcangan Hardware Driver Motor
input 1.0 high dan input 1.1 low maka pada motor 1 berputar ke kanan DSB input 1.2 high dan input 1.3 low maka pada motor 2 berputar ke kanan DSB
Navigasi Robot Kode 0 1 2 3
4
5
6
7
8
Gerak Stop
Keterangan
semua motor diam motor 1 & 2 bergerak maju bersamaan dengan Maju kecepatan sama motor 1 &2 bergerak mundur bersamaan dengan Mundur kecepatan sama Motor 3 akan berputar ke kiri dan motor 1 bergerak mundur & motor 2 bergerak maju tapi Belok Kiri dengan kecepatan yang lebih kecil Motor 3 akan berputar ke kanan dan motor 1 Belok Kanan bergerak maju & motor 2 bergerak mundur tapi dengan kecepatan yang lebih kecil Motor 3 akan berputar ke kanan dan motor 1 bergerak mundur & motor 2 bergerak maju tapi Putar Kiri dengan kecepatan yang lebih kecil Motor 3 akan berputar ke kiri dan motor 1 Putar Kanan bergerak maju & motor 2 bergerak mundur tapi dengan kecepatan yang lebih kecil Motor 3 akan berputar ke kanan dan motor 1 Putar Kiri bergerak mundur & motor 2 bergerak maju tapi dengan 20˚ dengan kecepatan yang lebih kecil dengan PWM Motor 3 akan berputar ke kiri dan motor 1 Putar Kanan bergerak maju & motor 2 bergerak mundur tapi dengan 20˚ dengan kecepatan yang lebih kecil dengan PWM
PERANCANGAN SOFTWARE Diagram alir Software
Perancangan Software Tampilan Login
PERANCANGAN SOFTWARE
Tampilan Main Page
PENGUJIAN & ANALISA HARDWARE (Robot)
Pengujian
Performance jaringan
MELIHAT MODE WLAN
STANDART ieee 802.11b Menurut IEEE 802.11b bekerja pada frekuensi 2,4 GHz bands ISM
antara 2.4000 dan 2.4835 GHz transfer rate 11Mbps namun pada kenyataannya dapat bekerja di 5,5Mbps , 2Mbps dan 1Mbps (Adaptive Rate Selection) throughput maksimum dari aplikasi hanya dapat dicapai sekitar 5,9 Mbit/s pada TCP. Range Area 30meter indoor & 90 meter Outdoor
ANALISA JARINGAN
THROUGHPUT 1User Address
Throughput A>B (bps)
Throughput B>A (bps)
1 192.168.2.2 192.168.2.10
183409,97
2542012,34
2 192.168.2.2 192.168.2.10
171096,71
2463569,47
3 192.168.2.2 192.168.2.10
170824,69
2605785,00
4 192.168.2.2 192.168.2.10
192718,51
3281148,80
5 192.168.2.2 192.168.2.10
239948,84
2981979,02
6 192.168.2.2 192.168.2.10
224912,52
2825102,41
7 192.168.2.2 192.168.2.10
171063,69
2164770,01
8 192.168.2.2 192.168.2.10
221107,26
2768022,31
9 192.168.2.2 192.168.2.10
229599,56
2877989,09
10 192.168.2.2 192.168.2.10
238008,26
2996272,63
204269,00
2750665,11
No
User (A)
Robot (B)
Rata-rata
Packet Loss Menurut TR 101 329
1 User No
Address User (A)
Robot (B)
Pack et Loss A>B Pack et Loss B>A (%) (%)
1 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000591
0,0000602
2 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000693
0,0000704
3 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000460
0,0000486
4 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000816
0,0000801
5 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000209
0,0000202
6 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000532
0,0000522
7 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000201
0,0000181
8 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000338
0,0000337
9 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000748
0,0000761
10 192.168.2.2 192.168.2.10
0,0000754
0,0000773
Rata-rata
0,0000534
0,0000537
KATEGORI DEGREDASI Sangat bagus
0
Bagus
3%
Sedang
15 %
Jelek
25 %
PACKET LOSS
Throughput 1 user dengan perbandingan jarak pada keadaan LOS Jarak Throughput A>B Throughput B>A Packet loss A>B Packet loss B>A (meter) (bps ) (bps ) (%) (%) 192718,51
3281148,80
0,0000816
0,0000801
10
238008,26
2996272,63
0,0000754
0,0000773
15
224912,52
2825102,41
0,0000532
0,0000522
20
221107,26
2768022,31
0,0000338
0,0000337
25
208950,69
2400209,43
0,0000596
0,0000603
30
201599,4
2303581,43
0,0000155
0,0000148
35
203751,06
2207017,96
0,0000143
0,0000133
40
171063,69
2164770,01
0,0000201
0,0000181
45
181682,59
2162277,52
0,0000002
0,0000016
50
182726,41
2105718,02
0,0000544
0,0000538
55
182456,75
2075775,84
0,0000612
0,0000588
60
192099,56
2047655,99
0,0000596
0,0000603
65
187551,94
1904492,48
0,0000731
0,0000719
70
178760,11
1854002,08
0,0000833
0,0000812
75
55574,9
497905,91
0,0000768
0,0000769
80
153611,06
1750600,87
0,0000617
0,0000632
85
137494,01
1348798,63
-0,0000527
-0,0000489
90
82283,86
884787,46
0,0000287
0,0000268
95
15549,87
11108,09
-0,3380873
-0,3380517
100
16075,21
9118,71
0,0000015
0,0000513
Throughput vs Jarak
3000000.00 2500000.00 Throughput (bps)
5
3500000.00
2000000.00 1500000.00 1000000.00 500000.00 0.00 5
15
25
35
45
Jarak (meter)
55
65
75
85
95
Throughput 1 user perbandingan jarak Obstacle Jarak Address (Meter) User (A) Robot (B)
Throughput A>B (bps)
Throughput B>A (bps)
Packet Loss Packet Loss A>B (%) B>A (%)
5
192.168.2.2 192.168.2.10
190559,24
3077342,65
0,000043
0,000043
10
192.168.2.2 192.168.2.10
153503,02
2487935,97
0,000014
0,000012
15
192.168.2.2 192.168.2.10
124914,27
1984346,62
0,000026
0,000030
20
192.168.2.2 192.168.2.10
35937,00
524481,88
-0,000006
0,000005
25
192.168.2.2 192.168.2.10
30680,56
387761,22
-0,000005
-0,000007
30
192.168.2.2 192.168.2.10 koneksi terputus koneksi terputus Rata-rata
107118,82
1692373,67
0,000014
Pada Jarak 20 meter robot sulit dikontrol
Pada jarak 30 meter koneksi terputus
0,000017
Nilai Throughput 2 user No
Address User (A)
Robot (B)
Throughput A>B (bps)
Throughput B>A (bps)
1 192.168.2.2 192.168.2.10
79936,24
1308945,72
2 192.168.2.2 192.168.2.10
66688,50
989424,49
3 192.168.2.2 192.168.2.10
86698,45
1199002,02
4 192.168.2.2 192.168.2.10
83213,49
1349470,80
5 192.168.2.2 192.168.2.10
125089,78
1967400,89
6 192.168.2.2 192.168.2.10
77393,43
1207611,53
7 192.168.2.2 192.168.2.10
107341,58
1656411,30
8 192.168.2.2 192.168.2.10
96708,91
1573383,72
9 192.168.2.2 192.168.2.10
58765,1
930162,66
10 192.168.2.2 192.168.2.10
113757,72 89559,32
1805214,53 1398702,77
Rata-rata
Nilai Throughputnya hampir setengah kali dari nilai Throughput pada saat diakses hanya dengan 1 user. Jadi bandwidth yang dipakai terbagi 2 antara user1 dan user2
Throughput 3 user No
Address User (A) Robot (B)
Throughput (bps)
A>B Throughput B>A (bps)
79118,15
1173438,96
2 192.168.2.2 192.168.2.10
80206,15
1168840,27
3 192.168.2.2 192.168.2.10
73990,1
1084490,68
4 192.168.2.2 192.168.2.10
75380,11
1173828,02
5 192.168.2.2 192.168.2.10
51229,1
774638,46
6 192.168.2.2 192.168.2.10
73116,67
1114335,69
7 192.168.2.2 192.168.2.10
65535,93
1042080,62
8 192.168.2.2 192.168.2.10
42708,92
628179,74
9 192.168.2.2 192.168.2.10
45382,16
667088,02
10 192.168.2.2 192.168.2.10
49190,4 63585,77
741384,62 956830,51
1 192.168.2.2
Rata-rata
192.168.2.10
GRAFIK Perbandingan Throughput vs User 3000000
Throughput (bps)
2500000
2000000
1500000
1000000
500000
0
1
2
Jumlah User
3
KESIMPULAN
Pada keadaan LOS(Line Of Sigh), user dengan robot yang terkoneksi dengan mode Ad-Hoc dapat mengontrol robot dengan radius jarak 90meter dengan minimal nilai Throughput yang diperoleh sebesar 1348798,63bps atau dapat diasumsikan minimal ±1Mbps agar robot dapat dikontrol dengan baik Pada keadaan Obstacle atau terhalang dinding, pada mode Ad-Hoc, user dapat mengontrol Robot dengan range area ±20 meter yaitu dengan nilai Throughput yang diperoleh sebesar 524481,88bps. Secara umum range area user dapat mengontrol robot tergantung dari spesifikasi wireless yang digunakan. Besarnya nilai rata-rata Throughput pada saat 1user yang mengakses robot adalah 2750665,10bps. Dan pada saat 2user adalah 1398702.77bps. Serta 3user adalah 956830,51bps. Sehingga semakin banyak user yang mengakses robot maka nilai Throughput semakin kecil karena bandwidth yang dipakai akan terbagi dengan jumlah user. Packet loss yang diperoleh rata-rata adalah 10^-5 (Sangat baik)
Saran Penggunaan spesifikasi wireless tipe 802.11n sehingga
kecepatan lebih besar dan range area yang lebih luas. Penggunaan IP addres Statis (alamat IP tetap) yang dikenali di jaringan internet untuk robot sehingga robot dapat dikontrol secara jarak jauh bahkan dapat dikontrol di seluruh dunia asalkan terhubung dengan internet. Penggunaan resolusi kamera yang lebih tinggi agar kualitas gambar atau video yang dihasilkan lebih baik. Baterai yang digunakan berkapasitas besar sehingga robot dapat dikontrol dalam waktu yang lama. Pengembangan lengan robot, sehingga robot memiliki fungsi yang lebih kompleks.
