Monitoring Power Supply BTS Melalui Internet Ari Indra Abrianto
#1
, Ali Husein Alasiry, ST., M.Eng#2, Paulus Sesetyo Wardana, ST. #3,Reesa Akbar, ST. #4 Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Kampus PENS-ITS Sukolilo, Surabaya
[email protected]
Abstrak--- Power supply dongah SPC4240 merupakan power supply BTS (Base Transceiver station). Power supply ini memiliki beberapa sensor yang sudah terintegrasi di dalamnya. Diantaranya sensor arus, tegangan, dan suhu. Keadaan sistem pada power supply bisa diketahui dengan detail apabila engineer datang ke lokasi dan membaca keadaan sistem dengan menggunakan komputer portabel yang dibawanya. power supply dongah SPC4240 merupakan power supply BTS (Base Transceiver station). Power supply ini memiliki beberapa sensor yang sudah terintegrasi di dalamnya. Diantaranya sensor arus, tegangan, dan suhu. Untuk mendapatkan data berupa status dan alarm yang terjadi pada power supply kita dapat menggunakan komunikasi serial yang mana terdapat minimum sistem lain sebagai lawan komunikasi yang dapat mengolah data. Minimum sistem tersebut akan mengirimkan data monitoring dan data alarm ke sebuah server melalui SMS. Dari sisi server sebagai penerima SMS, terdapat aplikasi SMS Gateway yang menyimpan dan mengolah SMS yang diterima dan dimasukkan ke database MySQL. Agar user bisa mengakses dengan mudah melalui internet, maka dibangun sebuah webserver pada server agar bisa diakses dengan mudah oleh engineer yang bersangkutan. Dengan adanya sistem ini, pengumpulan informasi yang dibutuhkan seorang engineer dalam melakukan maintenace power supply bisa dipermudah karena sistem merekam semua status dan alarm yang terjadi pada power supply BTS . Kata kunci--- dongah SPC4240, SMS Gateway, Visual Basic 6.0, MySQL, web server.
I.
PENDAHULUAN
Teknologi elektronika saat ini mengalami kemajuan yang cukup pesat, diantaranya pengembangan mikrokontroler sebagai sistem embedded yang bisa digunakan untuk berbagai aplikasi yang bermanfaat. Kemajuan dibidang telekomunikasi terutama pada kemajuan internet baik itu jaringan broadband maupun fiber optic dengan kecepatan transfer data hingga mencapai 3.1 Mbit/s – 7.2 Mbit/s tidak kalah pesat apabila kita bandingkan dengan kemajuan di bidang elektronika. Dari tahun ke tahun perkembangan internet yang semakin luas dan dengan harga yang semakin terjangkau serta sifat device-nya yang portable memungkinkan kita membangun sebuah sistem yang terintegrasi ke internet meski tanpa menggunakan kabel. Dengan beberapa kemajuan tekologi yang ditunjukkan di atas, kita sebagai engineer dituntut untuk dapat memanfaatkannya dalam berbagai aktifitas dikehidupan sehari-hari. Salah satu aplikasinya yang dapat dibuat adalah pembacaan kondisi sebuah sistem yang dapat dilakukan melalui internet tanpa harus mendatangi sistem tersebut. DONGAH SPC 4240 merupakan sebuah power supply BTS yang menggunakan komunikasi serial RS232 sebagai jenis komunikasinya dengan kabel sebagai medianya. Pengaturan dan monitoring ke power supply tersebut dapat dilakukan dengan menghubungkan suatu PC atau laptop ke power supply melalui kabel yang sudah terkonfigurasi secara serial. Dalam hal ini, pengecekan harus dilakukan setelah seorang engineer datang ke lokasi sistem power supply ini.
Hal ini tentunya sangat kurang efisien mengingat jarak dari beberapa BTS tidaklah dekat ditambah lagi mahalnya perawatan kendaraan yang digunakan dan jumlah bensin yang dihabiskan setiap harinya untuk melakukan pengecekan tersebut. Apabila terdapat gangguan atau kerusakan pada suatu power supply BTS. Beberapa engineer harus mendatangi lokasi untuk mengambil tindakan yang tepat setelah mengetahui status sistem yang gagal setelah mendapat informasi dari web yang merekam aktifitas power supply tersebut. Dengan menambahkan sebuah sistem yang mampu menyampaikan informasi ke seorang engineer tanpa harus mendatangi lokasi maka sistem tersebut bisa kita manfaatkan untuk meningkatkan efektifitas kerja seorang engineer. Engineer dapat melakukan monitoring saat suatu BTS dalam kondisi power failure sehingga saat engineer tersebut dapat mengetahui alarm apa saja yang terjadi pada BTS sehingga engineer bisa mengambil tindakan yang tepat sebelum mendatangi BTS tersebut . II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Power Supply SPC 4240 Power supply ini memiliki sensor On-Board yakni sensor tegangan, sensor arus, dan sensor suhu. beberapa parameter yang dimonitoring oleh embedded yang ada pada power supply ini adalah: 1. Tegangan AC R 2. Tegangan AC S
1 #1. Penulis #2. Pembimbing 1 #3. Pembimbing 2 #4. Pembimbing 3
3. 4. 5. 6. 7.
Tegangan AC T Tegangan DC Arus yang mengalir pada beban Arus yang mengalir pada batere Suhu batere
Power supply ini juga memiliki beberapa sistem status yang menunjukkan kondisi power supply tersebut dalam kondisi normal atau dalam kondisi alarm. Beberapa alarm yang ada pada power supply ini adalah: 1. AC volt status 2. Batas atas tegangan DC 3. Batas bawah tegangan DC 4. Over current 5. Tegangan batere hampir habis 6. Battere disconnect fail 7. Suhu batere melebihi ketentuan 8. Rangkaian surge arrester fail 9. Status tegangan batere
wavecom yang nantinya modul tersebut akan mengirimkan data-data melalui SMS dengan data yang sesuai dengan status dan alarm yang terjadi pada sistem. SMS dikirim secara periodik yaitu 30 menit sekali sebagai monitoring sistem secara berkala. SMS juga akan dikirim setiap terjadi perubahan kondisi pada sistem dari kondisi normal menjadi kondisi alarm atau dari kondisi alarm kembali ke kondisi normal. SMS yang dikirim oleh embedded yang terintegrasi ke power supply akan diterima oleh komputer server melalui program Visual Basic 6.0 melalui serial. Program Visual Basic 6.0 tersebut akan membaca nomor pengirim dan menyesuaikan dengan isi database. Apabila suatu nomor yang tidak ada dalam database atau tidak dikenali maka program visual basic 6.0 tersebut tidak akan menyimpan isi yang terdapat dalam SMS tersebut. Apabila nomor pengirim SMS terdapat pada database, maka program visual basic 6.0 akan melakukan parsing terhadap isi SMS tersebut dan menyimpannya kedalam database sesuai dengan tabel yang tersedia. Pada komputer server, terinstal sebuah web server menggunakan Apache 2.0 yang sudah terpaket saat menginstal XAMPP. Apache berfungsi untuk menangani protokol HTTP yang masuk ke server. Seluruh klien dapat melihat data status dan alarm yang terjadi pada sistem apabila suatu klien sudah melakukan login ke server melalui session yang dibuat pada saat pertama kali login.
Gambar 2.2. bentuk fisik tampak depan SPC4240
Gambar 2.3. bentuk fisik tampak depan SPC4240 Power supply men-supply perangkat radio BTS dengan tegangan output 45 volt DC dengan arus yang berkisar antara 0 – 100 A tergantung jumlah pelanggan yang sedang menggunakan BTS tersebut. Gambar 3.1 blok diagram sistem secara keseluruhan III. 3.1
PERENCANAAN SISTEM
Perancangan Keseluruhan Sistem
Sistem yang akan dibuat berupa sebuah sistem embedded yang terhubung ke power supply secara serial dan sebuah sistem embedded yang memiliki data yang random seolah-solah embedded sistem tersebut mendapat data dari power supply SPC 4240. Kedua embedded sistem tersebut akan mengirimkan data yang terekam dalam beberapa variabel. Untuk mengirimkan data ke komputer server, embedded sistem tersebut akan dihubungkan ke sebuah modul
3.2
Protokol SPC4240
Protokol pada kontroller SPC4240 yang dibaca oleh ATmega162 dibagi menjadi 3 bagian yaitu header, data, dan tail. Sebelum ATmega 162 menerima data yang diterima maka ATmega 162 harus mengirim perintah tertentu untuk merequest data ke power supply SPC4240. Perintah yang dikenali oleh kontroler pada SPC4240 sebagai berikut:
2
Tabel 1. Protokol Monitoring
1.
Jenis permintaan status Alarm
C520000105CA0B61
2.
Status
C520000107CA8762
No
Protokol (hex)
setelah kita mengirimkan perintah seperti diatas maka kita akan diberi balasan oleh power supply sesuai dengan data yang kita inginkan. Apabila kita mengirimkan perintah untuk request alarm dengan mengirimkan hex “C520000105CA0B61” ke serial 0 ATmega 162. Maka controller yang terpasang pada SPC4240 akan memberi balasan sebagai berikut: C50020050400000000CA0894 header
data
tail
Data yang diterima ATmega162 diatas merupakan status alarm. Data menunjukkan nilai “00000000” maka kondisi tersebut dapat dikatakan tanpa alarm. Parsing data alarm bisa kita lihat pada gambar berikut ini:
Data diatas dibagi menjadi 3 bagian yaitu header, data status, dan tail. Pembagian data diatas bisa kita lihat pada penjelasan berikut ini: Header : C500202706 Data status : DA00DF00DE000000000000001802B80000002F000501770 07400000000000000000000000000 Tail : CA244B Dari data status yang kita dapatkan kita dapat melakukan parsing agar data tersebut bisa diterjemahkan kedalam bentuk variable-variabel bertipe int. kita dapat mekalukan parsing hingga kita dapatkan seluruh data status yang ada pada power supply SPC4240 seperti tegangan AC RST, tegangan DC, arus beban, arus batere, suhu batere. Untuk lebih jelasnya, kita perhatikan tulisan dibawah ini: AC R = DA00 byte ke 6 dan 7 AC S = DF00 byte ke 8 dan 9 AC T = DE00 byte ke 10 dan 11 Tegangan DC = 1802 byte ke 18 dan 19 Arus beban = B800 byte ke 20 dan 21 Arus batere = 2F00 byte ke 24 dan 25 Suhu batere = 0501byte ke 26 dan 27 IV.
HASIL DAN ANALISA
4.1. PENGUJIAN PARSING PROTOKOL SPC 4240
Gambar 3.2 penjelasan data alarm Lain dengan data alarm, untuk meminta data status power supply kita menggunakan perintah nomor 2 yaitu mengirimkan hex “C520000107CA8762” pada serial 0 ATmega 162. Setelah kita mengirim perintah tersebut maka kita akan mendapatkan balasan data sebanyak 46byte. Contoh data tersebut adalah: C500202706DA00DF00DE000000000000001802B80000002 F00050177007400000000000000000000000000CA244B
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui hasil parsing yang dilakukan oleh mikrokontroler. 1) Peralatan ATmega 162 dilengkapi serial. Power supply SPC 4240. Software SPC4240 ( telkom ver.5 ).exe. LCD 16x2. 2) Persiapan Hubungkan serial 1 ATmega 162 dengan serial pada SPC4240. Pastikan kabel terkonfigurasi denga benar (cross). Pastikan ground pada RS232 terhubung dengan benar. 3) Program yang digunakan untuk uji komunikasi. SPC4240.exe dan program parsing mikrokontroler . 4) Hasil pengujian dan analisa Pengecekan dilakukan dengan membandingkan hasil output dari program SPC4240 (telkom ver.5).exe dengan output dari LCD. Dari sini saya dapat melihat parsing yang dilakukan sesuai atau tidak.
Gambar 4.1. Potongan gambar dari software SPC4240 pada sisi debug. Gambar diatas menunjukkan sisi debug dari software SPC4240. Pada saat saya membuka aplikasi SPC4240 versi B, akan terbuka 2 buah windows dimana terdiri atas window utama dan window untuk debug. Window utama menunjukkan data pembacaan setelah diparsing sementara window kedua
3
menunjukkan hasil pembacaan raw data sebelum diparsing. Berikut ini adalah gambar dari pembacaan data setelah diparsing pada window utama. Gambar 4.6. Potongan gambar dari software SPC4240 pada sisi debug. Dari data yang dikirimkan diatas, terdapat byte yang bernilai “01” pada data ke enam dari dua belas byte data keseluruhan yang diterima program. Hal ini menunjukkan adanya alarm pada sistem. Berikut ini adalah tampilan dari software SPC 4240.
Gambar 4.4. Tampilan software SPC4240. Dari gambar di atas, bisa dilihat bahwa software tersebut menunjukkan beberapa parameter yang sudah terbaca oleh sensor-sensor pada power supply. Pada pengujian ini, saya akan mengambil salah satu parameter yaitu AC_R. Pada gambar 4.4, nilai tegangan AC_R menunjukkan nilai 219V. Nilai yang ditampilkan pada LCD dibawah ini menunjukkan nilai ACR 219V. Hal ini menunjukkan parsing pada mikrokontroler sudah bisa dilakukan.
Gambar 4.7. Tampilan software SPC4240. Setelah diparsing oleh software SPC4240.exe. Alarm tersebut dikenali sebagai alarm AC VOLT. Hal ini sesuai dengan alarm yang dibuat pada sistem. Sedangkan gambar berikut ini merupakan tampilan LCD pada mikrokontroler yang sudah dihubungkan ke sistem.
Gambar 4.4. Tampilan LCD 16x2 pada mikrokontroler. Pengujian selanjutnya adalah pengujian protokol untuk alarm. dari sini saya mencoba untuk memanipulasi input AC pada sistem. Sistem dibuat seolah olah terputus dari sumber tegangan atau bisa dikatakan PLN dalam kondisi padam dengan mengubah switch ke kondisi off. Gambar dibawah ini adalah switch pada power supply yang sudah diubah ke posisi off.
Gambar 4.8. Tampilan LCD 16x2 pada mikrokontroler. Dari tampilan LCD diatas menunjukkan tampilan yang sesuai dengan HMI (Human Machine Interface) yang ada sehingga bisa dikatakan parsing protokol sudah sesuai dengan harapan. Setelah dilakukan pengujian parameter-parameter lainnya seperti yang tertulis pada BAB II, hasil yang ditampilakn LCD sama dengan nilai yang ada pada software SPC4240. 4.2. PENGUJIAN APLIKASI SMS GATEWAY Pada pengujian ini, saya akan mencoba untuk mengetahui kemampuan aplikasi SMS gateway yang dibuat dengan menggunakan Visual Basic 6.0.
Gambar 4.5. Posisi switch input dalam kondisi off. Setelah posisi switch dalam kondisi off, maka sistem akan mengirim alarm malalui serial yang menandakan bahwa nilai input ac dalam kondisi fail. Berikut ini adalah contoh program SPC4240 di sisi debug.
1) Peralatan yang digunakan 2 x Mikrokontroler. 2x LCD 16X2. Aplikasi SMS Gateway yang dibuat dengan Visual Basic 6.0. Handphone.
4
2) Persiapan 1. Persiapkan mikrokontroler dengan program parsing. 2. Jalankan program SMS Gateway.
Pada sisi aplikasi SMS Gateway semua sms dapat terbaca dan disimpan pada database MySQL.
3) Program yang digunakan 1. Program pada mikrokontroler kirim SMS secara periodik 5 detik sekali. 2. Program SMS gateway yang bisa menyimpan SMS yang masuk kedalam database. 4) Hasil pengujian dan analisa Pada pengujian kali ini, terdapat dua macam jenis pengujian yang pertama dengan mengirimkan SMS secara periodik dengan jangka waktu 5 detik sekali oleh 2 buah mikrokontroler dengan waktu pengiriman yang hampir bersamaan dan yang kedua adalah dengan mengirimkan SMS dengan format yang berbeda-beda. Pada pengujian pertama, mikrokontroler diberi program dengan flowchart sebagai berikut ini:
Gambar 4.11. Tampilan program pengujian SMS Gateway dengan tabel pengujian database. Dari gambar 4.18. bisa dilihat bahwa penerimaan SMS sesuai dengan harapan. Hal ini bisa dilihat pada data total dari penerimaan SMS menunjukkan nilai 100 yang mana nilai tersebut adalah jumlah pengiriman SMS yang dilakukan oleh kedua mikrokontroler. Pada tabel database yang terdapat di gambar 4.18 menunjukkan penyimpanan SMS dan identifikasi nomor pengirim yang berhasil tersimpan ke database. Hal ini menunjukkan bahwa aplikasi SMS gateway sudah berjalan dengan baik. Untuk pengujian selanjutnya, saya akan menguji parsing SMS yang dikirim oleh sistem monitoring ke server. Pengujian dilakukan dengan cara mengirim format SMS yang salah selanjutnya mengirim dengan format SMS yang sesuai dengan protokol. Dari pengujian ini diharapkan bisa mengetahui apakah parsing data SMS akan mengalami error atau tidak setelah ada format SMS yang salah. Berikut ini adalah gambar dari telepon genggam sebagai pengirim SMS dengan format yang salah tetapi nomor sudah terdaftar di database.
Gambar 4.9. flowchart pengiriman SMS secara periodik. Dari hasil percobaan pertama, didapatkan bahwa SMS terkirim seluruhnya oleh kedua mikrokontroler. Hal ini diketahui dengan melihat nilai urutan pengiriman pada LCD yang sudah mencapai akhir.
Gambar 4.12. Tampilan pengiriman SMS dengan format salah
Gambar 4.10. Tampilan LCD setelah mengirim 50 SMS.
Dari gambar diatas bisa kita lihat apabila kita mengirimkan dengan format SMS yang salah maka aplikasi SMS Gateway akan memparsing data dan mengenali adanya
5
kesalahan pengiriman SMS dengan menyimpan BTS mana yang mengirim pesan yang salah. Setelah pengiriman pesan yang salah, dan dikirimi pesan dengan format yang sesuai, kesalahan parsing data tidak akan terjadi dan data yang baru dengan format yang benar akan dikenali dengan baik dan disimpan kedalam database dengan benar.
diberikan alamat loopback (localhost) maka akan didapatkan tampilan index.php. seperti pada gambar berikut ini:
Gambar 4.15. Tampilan web index.php Setelah didapatkan tampilan web seperti diatas pengecekan status dari tidak ada status yang ada menjadi status listening pada port 80. Gambar 4.13. Tampilan pengiriman SMS dengan format benar 4.3. PENGUJIAN WEB MELALUI LOCALHOST DAN INTERNET. 1) Peralatan yang digunakan PC yang terinstal Apache, MySQL dan PHP atau dengan menginstal software XAMPP. Command Prompt Web Browser 2) Persiapan 1. Persiapkan komputer yang sudah terinstal XAMPP. 2. Persiapkan sebuah web browser. 3) Program yang digunakan 1. MySQL yang mempunyai database SPS4240. 2. “eyedatagrid.inc.php” yang merupakan library untuk menampilkan datagrid. 4) Hasil pengujian dan analisa. Kita bisa membuat suatu webserver dengan menginstal software Apache. Setelah kita instal Apache pada komputer kita maka komputer kita bisa kita gunakan sebagai web server dan mengenali protokol-protokol web. Tetapi, pada web yang dibuat dalam proyek akhir ini terdapat PHP script dan menggunakan MySQL untuk database.
Gambar 4.16. Koneksi aktif pada port 80. Untuk pengujian web melalui internet, tersedia sebuah domain gratis dengan fasilitas pendeteksi IP publik yang dinamis dan bisa update ke server. Setelah domain aktif, komputer klient akan mencoba mengakses dengan menggunakan provider lainnya. Seperti halnya localhost, halaman web akan tampil pada browser setelah memasukkan alamat yang sudah teregistrasi ke domain. Berikut ini adalah koneksi yang aktif pada sisi klien:
Gambar 4.17. Koneksi yang aktif pada sisi klien.
Salah satu IP pada kolom foreign address menunjukkan IP publik server yang membuka port 80 dengan state established yang mengindikasikan bahwa server dengan klien sudah terbentuk komunikasi.
Gambar 4.14. Tampilan koneksi yang aktif sebelum webserver dimulai Dari gambar diatas, tidak ada yang menunjukan terjadinya koneksi HTTP dimana port HTTP terdapat pada port 80. Setelah dilakukan running webserver pada komputer dan pada address bar yang terdapat pada web browser Gambar 4.1. Route dari klien ke server.
6
Gambar diatas menunjukkan rute yang dilalui dari klien menuju server. Pada nomor 1 sampai dengan 5 merupakan route dari provider yang digunakan pada sisi klien. Pada sisi klien menggunakan jasa koneksi internet Smartfren. Pada nomor 6 sampai dengan yang terakhir merupakan jaringan dari provider yang dipakai pada server. Pada sisi server menggunakan jasa provider telkomsel flash. Setiap kali malakukan ping pada suatu router, akan ditunjukkan waktu kirim dan terimanya data dari klien menuju server dan dan dikembalikan lagi ke klien. Waktu pertama merupakan waktu tercepat dalam melakukan ping, waktu kedua merupakan waktu terlama dalam melakukan ping, dan waktu ketiga merupakan waktu rata-rata ping.
BAB V PENUTUP
[2] ___, 2008, 64 x 8, Serial, I2C Real-Time Clock: DS1307, Maxim Integrated Products. [3] Raharjo, Budi , 2010, “Modul Pemrograman WEB (HTML, PHP, MySQL)”, Bandung, Modula. [4] http://id.wikipedia.org/wiki/Internet , diakses tanggal 9 juli 2011 pukul 10:51. [5] Widhi Wicaksono. Dhimas, 2007, “Pengontrolan PLC Berbasis SMS Menggunakan Pemrograman PHP Pada Aplikasi Rumah Tangga”, Tugas Akhir EEPIS-ITS. [6] Faiq Miyazi, Achmad, 2007, “Rancang Bangun Server Terminal Untuk Penjadwalan Dan Pengontrolan Trafic Light Berbasis SMS Menggunakan Visual Basic 6.0”, Tugas Akhir EEPIS-ITS. [7] http://www.bogotobogo.com/php/php1.php, diakses tanggal 12 juli 2011 pukul 01:57. [8] http://www.machine-informationsystems.com/RS232Wiring.html, diakses tanggal 25 juni 2011 pukul 02:00.
1.1. KESIMPULAN Dalam tugas akhir ini dititikberatkan pada komunikasi data yang disediakan oleh mikrokontroler yang terhubung dengan power supply SPC4240 hingga data tersebut sampai pada user yang mengaksesnya melalui internet. Setelah dilakukan perancangan alat dan pengujian sistem maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa : Sistem berhasil mengambil data parameter-parameter power supply dan mengirimkan ke server dengan error rata-rata antara data yang didapat dengan pengukuran adalah 2.8%. Engineer dapat mengakses dan melihat kondisi BTS dengan mudah melalui Internet. Pembacaan arus pada power supply yang digunakan pada saat pengambilan data perlu dilakukan kalibrasi ulang agar bisa didapatkan data yang sesuai dengan pengukuran.. 1.2. SARAN Dengan memperhatikan beberapa kelemahan dan kekurangan dari proyek akhir ini secara keseluruhan diberikan saran untuk sekiranya proyek akhir ini dapat dikembangkan pada masa yang akan datang agar lebih sempurna: Tampilan akhir proyek akhir ini yang berupa web yang sangat minimalis dirasa kurang dan perlu dikembangkan agar pengguna bisa dengan mudah membaca informasi BTS. Pengembangan embedded sistem untuk mengenali protokol power supply selain DONGAH SPC4240 bisa digabungkan ke sistem ini agar bisa dilakukan monitoring untuk tipe power supply yang berbedabeda.
DAFTAR PUSTAKA [1] ___, 2002, 8-bit Microcontroller with16KBytes In-System Programmable Flash: ATmega 162 , ATMEL Corp.
7
