Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu

Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu

Oleh Ignatius Prima Haryo Prabowo NIM : 622007009

Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Sistem Embedded Program Studi Sistem Komputer Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I

Pembimbing II

Saptadi Nugroho, M.Sc.

Darmawan Utomo, M.Eng.

Tanggal :

Tanggal :

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA

: Ignatius Prima Haryo Prabowo

NIM

: 622007009

JUDUL SKRIPSI

: Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga,

Januari 2014

Materai Rp, 6000,Ignatius Prima Haryo Prabowo

INTISARI

Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem yang dapat digunakan untuk mengendalikan lampu dan pompa air listrik yang berada di rumah dari jarak jauh dengan antarmuka halaman web yang dapat diakses menggunakan jaringan internet atau tanpa jaringan internet melalui PC atau smartphone. Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan. Terdapat satu buah modul master dan dua buah modul slave yang telah dirancang sebelumnya, dengan cara kerja sistem yang dibuat adalah modul Raspberry Pi akan mengirimkan data yang didapat dari pengguna melalui halaman web ke modul modem PLC menggunakan komunikasi serial untuk diteruskan ke modul slave menggunakan komunikasi jala-jala sehingga menghasilkan perintah untuk pengontrolan peralatan yang terhubung pada modul slave. Pada hasil pengujian keseluruhan sistem, pengontrolan berhasil dilakukan dengan menggunakan jaringan internet melalui PC dengan tingkat keberhasilan sebesar 90%. Pada pengujian tanpa menggunakan jaringan internet melalui smartphone via wifi memiliki nilai prosentase keberhasilan sebesar 92%. Sedangkan untuk hasil pengujian melalui penjadwalan memiliki nilai prosentase keberhasilan sebesar 95%. Kegagalan dalam pengontrolan terjadi apabila pengiriman data perintah pengontrolan dari modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi dari modul slave ke modul master, hal tersebut disebabkan karena modul master dan modul slave berkomunikasi secara half-duplex. Namun kegagalan tersebut dapat diketahui langsung oleh pengguna dengan melihat gambar indikator yang ada pada halaman web. Apabila gambar indikator pada halaman web tidak berubah, berarti terjadi kegagalan dalam pengontrolan peralatan sehingga pengguna dapat mengulangi perintah untuk melakukan pengontrolan peralatan.

i

ABSTRACT

In this thesis designed a system that can be used to control lamps and electric water pump that applied at home remotely with a web page interface that can be accessed by using the internet or local area network via a PC or smartphone. The system was made in this thesis also has timetable facility and can be used to monitor the room temperature. There is one master module and two slave modules that have been designed previously[9]. Raspberry Pi module communicate with the modem PLC module on the master module using serial communication, while the master module and slave modules will communicate by using the power line cable. On the results of testing, the entire system perform the control using internet network via a PC success rate is 90%. In the test without using the internet via a smartphone success rate is 92%. As for test results through timetable success rate is 95%. Failure in the control device when the data transmission controlled from the master modul to slave modules at the same time with the data transmission of information from the slave modules to master module, it is because the master module and slave modules communicate in halfduplex mode. However, the failure can be unknown directly by the user with view the pictures indicators exist on the web page. When the indicator image on a web page does not change, then there is a failure in the control device so that the user can repeat the command for controlling the device.

ii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa atas segala rahmat yang diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Tuhan Yesus dan Bunda Maria terima kasih atas kesehatan, penyertaan dan rejeki yang telah diberikan, sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan studi demi meraih gelar ST. 2. Babe Aloysius Widiono dan Emak Carolina Widiono Pattinama, terima kasih untuk semua yang telah diberikan selama ini. Mbak Arie, Mas Dody, Mbak Agnes, Mas Markus, terima kasih untuk bantuan, dukungan,

dan doanya.

Ponakanku Marsel, “om akhirnya lulus sel”. 3. Bapak Saptadi Nugroho, M.Sc dan Bapak Darmawan Utomo, M.Eng selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih untuk bimbingan dan masukannya selama pembuatan skripsi ini. 4. Keluarga besar Bapak A. Joko Purnomo terima kasih untuk dukungannya dan untuk Restituta Ria Purniasetyaning Tyas terima kasih untuk doa, dukungan , dan selalu menemani selama penulis membuat skripsi ini. 5. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak Vera. 6. “Pembimbing 3”, Ius07, Handoko09, Heri07, Albert07, Tio07 terima kasih banyak untuk saran, masukan, dan bantuan-bantuannya. 7. Keluarga besar FTEK angkatan 2007, kenangan yang tak akan terlupakan bersama kalian. 8. Keluarga besar kos “Duren” lantai 1. 9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. iii

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Januari 2014

Penulis

iv

DAFTAR ISI INTISARI .............................................................................................................................. i ABSTRACT ......................................................................................................................... ii KATA PENGANTAR ......................................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................................ v DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii DAFTAR TABEL ............................................................................................................... ix DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................................... x BAB I

BAB II

PENDAHULUAN ........................................................................................ 1 1.1

Tujuan .................................................................................................. 1

1.2

Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.3

Spesifikasi Sistem ................................................................................ 3

1.4

Sistematika Penulisan .......................................................................... 4

DASAR TEORI ........................................................................................... 6 2.1

Raspberry Pi ........................................................................................ 6

2.2

Komunikasi Jala-Jala / Power Line Carrier ....................................... 8

2.3

Mikrokontroler ATMega8535 ............................................................. 9

2.4

Sensor suhu DS18B20 ......................................................................... 9

2.5

HyperText Markup Language (HTML) ............................................ 10

2.6

PHP: HyperText Prepocessor (PHP) ................................................ 11

2.7

Web server ......................................................................................... 11

2.8

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) ............. 12

2.9

Transmisi Serial Asynchronous ....................................................... 13

2.10 Metode Transmisi Data ...................................................................... 13 BAB III

PERANCANGAN SISTEM ...................................................................... 15 3.1

Gambaran sistem ............................................................................... 15

3.2

Perancangan Perangkat Keras ........................................................... 17 3.2.1 Perangkat Keras Modul Master .............................................. 17 3.2.1.1 Bagian Modul Raspberry Pi ....................................... 17 3.2.1.2 Bagian modem PLC ................................................... 23 3.2.2 Perangkat Keras Modul Slave ................................................ 24 3.2.2.1 Bagian modem PLC ................................................... 24 v

3.2.2.2 Bagian Mikrokontroler ............................................... 24 3.2.2.3 Bagian Rangkaian Saklar ........................................... 25 3.2.2.4 DIP switch ................................................................. 26 3.3

Perancangan Perangkat Lunak ........................................................... 27 3.3.1 Protokol Komunikasi Data ..................................................... 27 3.3.2 Perangkat Lunak Modul Master ............................................ 28 3.3.2.1. Tampilan halaman web ............................................ 28 3.3.2.2. File Htaccess............................................................. 33 3.3.2.3. Menambahkan Library Serial Pada Bahasa Pemrograman Python ............................................... 33 3.3.2.4. Program Kirim.py .................................................... 33 3.3.2.5. Program Terima.py .................................................. 35 3.3.3 Perangkat Lunak Modul Slave .............................................. 37

BAB IV

BAB V

PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................. 38 4.1

Pengujian Web Server......................................................................... 38

4.2

Pengujian Halaman Web .................................................................... 39

4.3

Pengujian Gambar Indikator Pada Halaman Web kontrol ................ 41

4.4

Pengujian Komunikasi Serial Pada Raspberry Pi ............................. 42

4.5

Pengujian Sensor Suhu ...................................................................... 44

4.6

Pengujian Sistem Keseluruhan .......................................................... 45

KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 52 5.1

Kesimpulan ........................................................................................ 52

5.2

Saran Pengembangan ......................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 54 LAMPIRAN ....................................................................................................................... 55

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Raspberry Pi model B ................................................................................. 6 Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 .......................................... 9 Gambar 2.3. Konfigurasi pin DS18b20 .......................................................................... 10 Gambar 2.4. Contoh program PHP dalam file HTML .................................................... 11 Gambar 2.5. Proses request dari pengguna dan response dari server ............................. 12 Gambar 2.6. Data yang ditransmisikan secara serial ....................................................... 13 Gambar 3.1. Gambaran keseluruhan sistem yang dirancang ........................................... 15 Gambar 3.2. Gambaran sistem modul Master ................................................................. 17 Gambar 3.3. Aplikasi Win32DiskImager ........................................................................ 18 Gambar 3.4. Pengaturan alamat IP pada Raspberry Pi .................................................... 19 Gambar 3.5. Pengaturan pada file “interfaces” untuk jaringan internet menggunakan Port ethernet ............................................................................................... 20 Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan ..................................................................... 22 Gambar 3.7. User berhasil terdaftar pada grup “dialout” ................................................ 22 Gambar 3.8. Perangkat keras modul master .................................................................... 23 Gambar 3.9. Gambaran sistem modul slave .................................................................... 24 Gambar 3.10. Perangkat keras modul slave ...................................................................... 26 Gambar 3.11. Peringatan username atau password yang dimasukan salah ...................... 29 Gambar 3.12. Tampilan halaman login.php ...................................................................... 29 Gambar 3.13. Tampilan halaman web kontrol.php ........................................................... 30 Gambar 3.14. Peringatan pada jam ON ............................................................................ 31 Gambar 3.15. Peringatan pada jam OFF .......................................................................... 31 Gambar 3.16. Tampilan halaman penjadwalan.php .......................................................... 31 Gambar 3.17. Diagram alir halaman web keseluruhan ..................................................... 32 Gambar 3.18. Diagram alir program kirim.py ................................................................... 34 Gambar 3.19. Diagram alir program terima.py ................................................................. 35 Gambar 3.20. Diagram alir program pada mikrokontroler ................................................ 37 Gambar 4.1. Tampilan halaman web yang muncul pertama kali .................................... 38 Gambar 4.2. Tampilan halaman web kontrol sebelum ada pengontrolan ....................... 42 Gambar 4.3. Tampilan halaman web kontrol setelah ada pengontrolan ......................... 42 vii

Gambar 4.4. Data tombol yang dikirim .......................................................................... 43 Gambar 4.5. Data yang diterima melalui terminal Raspberry Pi .................................... 43 Gambar 4.6. Skema pengujian sensor suhu ..................................................................... 44 Gambar 4.7. Suhu awal sensor ........................................................................................ 45 Gambar 4.8. Suhu setelah dipanaskan ............................................................................. 45 Gambar 4.9. Skema pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi Internet melalui PC .................................................................................... 46 Gambar 4.10. Skema pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone ......................................................... 48 Gambar 4.11. Skema pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC ...................................... 50 Gambar 4.12. Pengujian keseluruhan sistem ..................................................................... 51 Gambar 4.13 Skema bagian mikrokontroler pada modul slave ....................................... 55

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1.

Perbandingan spesifikasi sistem .................................................................. 2

Tabel 2.1

Konfigurasi dari pin GPIO yang tersedia pada Raspberry Pi ....................... 7

Tabel 3.1.

Modul yang terdapat pada modul master ..................................................... 16

Tabel 3.2.

Modul yang terdapat pada modul slave ....................................................... 16

Tabel 3.3.

Pin yang digunakan pada modul Raspberry Pi ............................................ 21

Tabel 3.4.

Konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler ..................... 25

Tabel 4.1.

Hasil pengujian halaman web ....................................................................... 39

Tabel 4.1.

Hasil pengujian halaman web ....................................................................... 40

Tabel 4.2.

Hasil pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC .................................................................................................... 47

Tabel 4.3.

Hasil pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone ....................................................................... 48

Tabel 4.4.

Hasil pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC .................................................. 50

ix

x

DAFTAR SINGKATAN

PLC

Power Line Carrier

HTML

HyperText Markup Language

PHP

PHP: HyperText Prepocessor

TCP/IP

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

PC

Personal Computer

SoC

System on a chip

CPU

Central Processing Unit

GPU

Graphics Processing Unit

IC

Integrated Circuit

USB

Universal Serial Bus

DSI

Display Serial Interfaces

CSI

Camera Serial Interfaces

OS

Operating System

SD

Secure Digital

MSB

Most Significant Bit

HTTP

HyperText Transfer Protocol

HTTPS

HyperText Transfer Protocol Secure

ISP

Internet Service Provider

BFSK

Binary Frequency Shift Keying

LAN

Local Area Network

x

BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan membahas mengenai tujuan dan latar belakang permasalahan yang mendasari pembuatan skripsi ini, spesifikasi alat yang akan direalisasikan, dan sistematika penulisan. 1.1. Tujuan Merancang dan merealisasikan sebuah sistem menggunakan Raspberry Pi sebagai web server sehingga dapat digunakan untuk mengendalikan lampu rumah, pompa air secara menyala atau mati dan dapat melakukan pemantauan suhu ruangan melalui halaman web. 1.2. Latar Belakang Penggunaan internet bukan lagi menjadi hal yang istimewa di kehidupan masyarakat saat ini. Internet memberikan kemudahan untuk berbagai kebutuhan, sebagai contoh untuk mengirim pesan, mencari berbagai informasi, dan masih banyak lagi. Namun dengan kemajuan jaman dan berkembangnya teknologi, internet dapat dimanfaatkan menjadi pendukung dalam sebuah sistem. Dengan mengandalkan koneksi jaringan internet yang mudah didapat dan fasilitas yang dimiliki, memungkinkan dibangunnya sebuah sistem yang dapat digunakan untuk mengendalikan lampu atau peralatan listrik lainnya. Biasanya pemilik rumah akan menyalakan lampu teras rumahnya ketika akan meninggalkan rumah dalam jangka waktu yang lama dan rumah yang akan ditinggalkan dalam keadaan kosong atau tidak ada orang di rumah. Sehingga lampu akan terus menyala pada waktu siang dan malam hari selama pemilik rumah pergi. Hal tersebut dilakukan karena terkadang orang lain beranggapan jika lampu rumah tidak menyala pada malam hari, berarti tidak ada orang di dalam rumah tersebut. Anggapan tersebut dapat menimbulkan niat untuk melakukan tindak kejahatan seperti pencurian. Namun, cara tersebut tidaklah efisien jika dilihat dari segi manajemen penghematan listrik, karena seharian penuh lampu akan terus menyala dan mengakibatkan meningkatnya jumlah tagihan listrik di rumah. Sangatlah tidak efektif jika pemilik rumah harus kembali ke rumah hanya untuk menyalakan atau mematikan lampu rumahnya. Berdasarkan permasalahan di atas, telah dibuat sebuah sistem yang dapat dipergunakan untuk mengendalikan lampu rumah dan pompa air listrik dengan 1

2

menggunakan jaringan internet berbasiskan web sebagai media untuk mengakses server yang berada di rumah dan melalui media kabel listrik PLN bertegangan 220 V AC sebagai komunikasi antar modulnya. Server yang digunakan berupa komputer kecil bernama Raspberry Pi dengan menggunakan protokol TCP/IP untuk komunikasi jaringannya. Sedangkan untuk komunikasi antar modulnya menggunakan metode komunikasi yang bernama Komunikasi Jala-Jala. Keuntungan apabila menggunakan sistem ini adalah, memberi kemudahan bagi pemilik rumah untuk mengontrol lampu rumah tanpa harus kembali ke rumah, dan lebih efisien karena pengguna juga dapat memanajemen penggunaan listrik lampu rumahnya. Pemilik rumah juga tidak perlu membuat ulang instalasi kabel di rumah, karena dapat menggunakan instalasi kabel rumah yang sudah ada untuk media komunikasi antar modulnya. Pemanfaatan pengendali jarak jauh menggunakan protokol pada jaringan sudah pernah dibuat oleh mahasiswa Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer UKSW[6] dan mahasiswa Fakultas Teknologi Industri Universitas pembangunan Nasional “veteran”[7]. Tabel 1.1 menunjukan perbandingan spesifikasi sistem pemanfaatan pengendali jarak jauh menggunakan protocol pada jaringan yang telah dibuat sebelumnya, dengan sistem yang dirancang dalam skripsi ini.

Tabel 1.1. Perbandingan spesifikasi sistem. No. Kategori

Sistem yang

Sistem yang

Sistem yang

dibangun oleh

dibangun oleh

dibangun oleh

Rudy Darmawan

Didik

Ign.Prima H.P.

Kartono

Krisdayanto

1.

Pengontrol ON/OFF.

Ya.

Ya.

Ya.

2.

Menggunakan

Ya.

Ya.

Ya.

Ya.

Ya.

halaman web sebagai antar muka. 3.

Terdapat fitur untuk

Tidak.

waktu penjadwalan.

Hanya terdapat fitur untuk menyalakan dan mematikan lampu. (bersambung)

3

Tabel 1.1. Perbandingan spesifikasi sistem. (Lanjutan) No.

4.

Kategori

Sistem yang

Sistem yang

Sistem yang

dibangun oleh

dibangun oleh

dibangun oleh

Rudy Darmawan

Didik

Ign.Prima H.P.

Kartono

Krisdayanto

Bekerja pada Local

Ya.

Ya.

Ya.

Area Network. 5.

6.

7.

Menggunakan

Tidak.

Tidak.

Ya.

komunikasi jala-

Menggunakan level

Menggunakan

jala.

tegangan yang

level tegangan

keluar dari

yang keluar dari

mikrokontroler,

mikrokontroler,

yang langsung

yang langsung

terhubung dengan

terhubung dengan

relay.

relay.

Menggunakan

Tidak.

Tidak.

koneksi internet.

Menggunakan

Menggunakan

jaringan lokal.

jaringan lokal.

Server yang

Menggunakan

Menggunakan

Menggunakan

digunakan.

mikrokontroler dari

Wiznet Wiz110sr

Raspberry Pi

keluarga MCS-51.

Embedded Web

model B.

Ya.

Server. 8.

Sensor suhu.

Tidak.

Tidak.

Ya.

1.3. Spesifikasi Sistem Sesuai dengan surat tugas skripsi yang dikeluarkan oleh Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana dengan nomor 35/I.3/FTEK/V/2013 pada tanggal 21 Mei 2013, spesifikasi skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Sistem memakai modul Raspberry Pi yang digunakan sebagai web server yang akan diakses menggunakan jaringan internet atau tanpa jaringan internet melalui komputer atau telepon selular menggunakan web browser sehingga dapat mengendalikan dua buah lampu 220 volt AC, satu buah pompa air listrik, dan memantau suhu ruangan.

4

2. Pengguna harus memasukan ID dan password diawal tampilan website untuk mendapatkan akses mengendalikan peralatan yang dikendalikan. Tampilan halaman website untuk bagian pengontrol berupa peta area teras dan halaman belakang. Setiap area tersebut akan terdapat tombol yang memiliki perbedaan pada tampilan tombol untuk alat yang dikendalikan sehingga dapat membedakan dalam kondisi ON/OFF dan terdapat kolom untuk mengisi penjadwalan yaitu menentukan jam untuk menyalakan dan mematikan peralatan yang ingin dikendalikan serta tampilan informasi tentang suhu dalam derajat celcius dari sensor suhu. 3. Disediakan sembilan tombol pengontrol pada tampilan web dan dua modul penerima dengan nomor alamat yang dapat diubah sesuai dengan nomor tombol yang tersedia pada tampilan web pengontrol. 4. Pada modul pengirim, Raspberry Pi dapat terhubung dengan satu buah modem PLC yang dibuat oleh Vinsensius Rahmat Setyo Purnomo, menggunakan komunikasi serial. 5. Pada sistem yang akan dibuat, terdapat satu modul pengirim dan dua modul penerima. Pada modul pengirim terdiri dari satu modul server berupa Raspberry Pi model B dan satu modeem PLC. Pada modul penerima terdiri dari modem PLC, mikrokontroler, rangkaian saklar, dan sensor suhu. Komuniksai antara modul pengirim dengan modul penerima menggunakan komunikasi jala-jala. 6. Akan terjadi perubahan warna indikator pada web sebagai penanda bahwa sumber pada modul penerima atau modul slave berhasil atau tidak berhasil dikontrol.

1.4. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan pada skripsi ini terdiri dari lima bab, berikut adalah penjelasan dari kelima bab tersebut. BAB I Pendahuluan, pada bab ini berisi tentang tujuan dan latar belakang permasalahan yang mendasari pembuatan skripsi ini, spesifikasi alat yang akan direalisasikan dalam skripsi dan sistematika penulisan skripsi. BAB II Dasar Teori, bab ini berisi tentang pembahasan beberapa dasar teori yang mendukung pembuatan skipsi.

5

BAB III Perancangan Sistem, bab ini berisi tentang penjelasan perancangan sistem, penjelasan konfigurasi pada modul master dan modul slave, serta perancangan perangkat lunak hingga menjadi sebuah sistem. BAB IV Pengujian dan Analisis, pada bab ini berisi tentang pengujian perangkat keras maupun perangkat lunak yang telah dirancang dan direalisasikan. BAB V Penutup, bagian penutup berisi tentang kesimpulan dan saran-saran pengembangan.

BAB II DASAR TEORI Pada bab ini membahas dasar teori yang digunakan dalam perancangan skripsi ini. Teori yang digunakan pada skirpsi ini adalah Raspberry Pi, komunikasi jala-jala/power line carrier (PLC), mikrokontroler ATmega8535, sensor suhu DS18B20, HyperText Markup Language (HTML), PHP: HyperText Prepocessor (PHP), web server, Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP), Transmisi Serial Asynchronous, dan Metode Transmisi Data.

2.1. Raspberry Pi Raspberry pi merupakan sebuah komputer yang berukuran kecil yang dapat digunakan seperti sebuah Personal Computer (PC). Dikatakan kecil karena kurang lebih ukurannya sebesar kartu nama dan untuk dapat menghidupkannya dapat menggunakan charger/adaptor yang biasa digunakan pada telepon selular sebesar 5V. Raspberry Pi menggunakan teknologi System on a chip (SoC) dimana Central Processing Unit(CPU), Graphics Processing Unit (GPU), dan memori ada dalam satu kesatuan Integrated Circuit (IC) yang sampai saat ini telah tersedia dalam dua versi yaitu model A dan model B. Perbedaannya ada pada port Universal Serial Bus (USB) dan port ethernet. Pada model A tidak tersedianya port ethernet dan hanya tersedia 1 port USB sedangkan pada model B tersedia port ethernet dan 2 port USB. Gambar 2.1 menunjukan Raspberry Pi model B yang digunakan.

Gambar 2.1. Raspberry Pi model B. 6

7

Penjelasan dari Gambar 2.1 adalah sebagai berikut[3]: 1. Pin GPIO. 2. Port Display Serial Interfaces (DSI). 3. Port RCA video output. 4. Prosesor Broadcom BCM2835 700MHz . 5. Grafis Broadcom VideoCore IV. 6. Memori (SDRAM) 512 MB. 7. Port HDMI video ouput. 8. Port 3,5mm audio output. 9. Port USB. 10. Port Camera Serial Interfaces (CSI). 11. Port ethernet dengan antarmuka RJ45.

Tabel 2.1 Konfigurasi dari pin GPIO yang tersedia pada Raspberry Pi. Kegunaan pin

Nomor Pin

Nomor Pin

Kegunaan pin

Menyediakan tegangan 3,3V.

1

2

Masukan dari luar untuk menyalakalan Raspberry Pi sebesar 5V.

GPIO/SDA0 untuk I²C.

3

4

Masukan dari luar untuk menyalakalan Raspberry Pi sebesar 5V.

GPIO/SCL0 untuk I²C.

5

6

Ground.

GPIO/CLK.

7

8

GPIO/TX untuk UART.

Ground.

9

10

GPIO/RX untuk UART.

GPIO.

11

12

GPIO/PWM.

GPIO.

13

14

Ground .

GPIO.

15

16

GPIO.

Menyediakan tegangan 3,3V.

17

18

GPIO.

GPIO/MOSI untuk SPI.

19

20

Ground .

GPIO/MISO untuk SPI.

21

22

GPIO. (Bersambung)

8

Tabel 2.1 Konfigurasi dari pin GPIO yang tersedia pada Raspberry Pi. (Lanjutan) Kegunaan pin

Nomor Pin

Nomor Pin

Kegunaan pin

GPIO/SCLK untuk SPI.

23

24

GPIO.

Ground.

25

26

GPIO.

Terdapat 26 pin pada Raspberry Pi yang terhubung langsung pada sistem yang dengan bantuan program untuk menjalankannya sehingga dapat digunakan sesuai dengan fungsinya. Selain dapat digunakan untuk pin input/output, terdapat beberapa pin yang memiliki fungsi khusus. Sebagai contoh, pada Tabel 2.1 dapat dilihat pada pin nomor 8 dan 10 selain dapat digunakan untuk pin input/output dapat juga digunakan untuk berkomunikasi secara serial. Python merupakan bahasa pemrograman yang mendukung dan dapat digunakan langsung untuk mengontrol pin-pin yang tersedia pada Raspberry Pi tersebut. Layaknya sebuah PC, Raspberry Pi membutuhkan Operating System (OS) agar dapat digunakan. OS ini disimpan dalam Secure Digital (SD) Card yang digunakan juga untuk media penyimpanan data seperti halnya hard disk. OS yang digunakan untuk Raspberry Pi merupakan varian dari OS Linux. Debian merupakan salah satu varian dari OS Linux yang dapat digunakan dan secara gratis bisa didapatkan pada situs resmi Raspberry Pi.

2.2. Komunikasi Jala-Jala / Power Line Carrier (PLC) Komunikasi jala-jalah adalah komunikasi yang menggunakan listrik PLN sebagai medianya. Data yang dikomunikasikan berupa gelombang sinyal yang telah dimodulasi lalu ditumpangkan pada gelombang sinyal listrik PLN. Seperti yang telah dijelaskan, komunikasi jala-jala menggunakan listrik PLN sebagai medianya, yang artinya komunikasi jala-jala dapat memanfaatkan instalasi kabel listrik yang telah ada untuk digunakan sebagai media komunikasi jala-jala. Untuk dapat mengaplikasikan komunikasi jala-jala, modul PLC yang digunakan adalah modul modem PLC yang telah dibuat oleh saudara Vinsensius Rahmat Setyo Purnomo (622007012) yang digunakan sebagai tugas akhir dengan judul “Sistem Pengendali Peralatan Elektronik Serta Pemantauan Suhu Ruangan Berbasis Mikrokontroler Dengan Media Komunikasi Jala-Jala”. Komponen utama yang digunkan pada modul ini adalah IC LM1893.

9

IC

LM18 1893

yang

digunakan

memiliki

fungsi

untuk

memodulasi

atau u

mendemodulasik ikan data digital dan sebagai antarmuka ka untuk komunikasi jala-jala listrik.

2.3. Mikrokont ntroler ATMega 8535 “ATMega ga 8535 merupakan sebuah sistem m microprosesor di mana di dalamnya a sudah terdapatt CPU, C ROM, I/O, clock dan peralatan an internal lainnya yang sudah saling g terhubung dan terorganisasi t (teralamati) dengan bbaik oleh pabrik pembuatnya dan n dikemas dalam satu sa chip yang siap pakai dan diprog ogram sesuai aturan penggunaan oleh h pabrik yang membuatnya”[10, m h.3]. Gambar 22.2 menunjukan konfigurasi pin in mikrokontroler ATMega A 8535. Fitur yang dimilikii oleh mikrokontroler ATMega 8535 5 adalah sebagai berikut: be 1. Memo mori flash sebesar 8KB. 2. EEPR ROM sebesar 512 Byte. 3. SRAM M sebesar 512 Byte. 4. Salura ran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A A, B, C, dan D. 5. Interu rupsi internal dan external. 6. USAR RT untuk komunikasi serial. 7. ADC. C.

Gam ambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokon ontroler ATMega8535 [4, h.2].

2.4. Sensor suh uhu DS18B20 “DS18B2 20 adalah sensor suhu yang dapatt mengukur suhu dari -55ºC sampai ai dengan 125ºC. Sensor S ini menggunakan antarmuka 11-wire untuk komunikasinya, dengan n data keluaran sebesar se 9-bit dimana Most Significant nt Bit (MSB) atau bit ke-9 merupakan n penanda suhu tersebut te positif atau negative. Setiapp kenaikan 1-bit pada data keluaran n

10

mewakili kenaika kan suhu sebesar 0,5ºC”[8, h.1]. Gam mbar 2.3 menunjukan konfigurasi pin in pada DS18B20.

Gambar 2.3. Konfigurasi pin in DS18b20 [8, h.1].

2.5. HyperText xt Markup Language (HTML) HTML ada dalah bahasa yang digunakan untuk meembangun halaman web yang diakses es menggunakan web w browser. Disebut bahasa mar arkup atau bertanda karena dalam m pembuatannya setiap s informasi yang ingin dit itampilkan pada halaman website te penulisannya harus ha diawali dan diakhiri dengan an sebuah tanda. Semisalnya ingin in menampilkan tuliasan tul yang bergaris bawah, makaa dalam penulisan file HTML harus us memberikan tand nda “” diawal kalimat dan “”” ddiakhir kalimatnya. File HTML dapat at dibuat dengan menggunakan m teks editor seperti notpa tpad yang tersedia pada OS Windows. s. Struktur dasar dari da HTML adalah sebagai berikut[5, h. h.9]: • HTML Setiap halaman web harus diawali da dan ditutup dengan tanda HTML L “ . . . ”. Penulisan HTM TML tidak case sensitif sehingga bisa sa menggun unakan huruf besar ataupun kecil. • HEAD Bagian n header h menggunakan tanda “ . . . ”. Di dalam bagian n ini biasa sanya terdapat tanda “<TITLE> . . . < ” yang menampilkan judul ul dari hala alaman web ke dalam judul web brows wser, title ini akan disimpan pada saat at menggun unakan fasilitas Bookmark dan digu gunakan sebagai keyword pada saat at melakuk ukan pencarian.

11

• BODY Diantara tanda “ . . . ” digunakan untuk menampilkan tulisan, gambar, link dan semua yang ingin ditampilkan pada halaman web.

2.6. PHP: HyperText Prepocessor (PHP) PHP: Hypertext Prepocessor(PHP) merupakan salah satu contoh dari bahasa pemrograman web dimana program web diterjemahkan di server. Program PHP dapat disertakan dalam file HTML dengan memberikan tanda “” diakhir programnya. Gambar 2.4 menunjukan contoh program PHP yang disertakan dalam file HTML yang menghasilkan halaman web login.

Gambar 2.4. Contoh program PHP dalam file HTML.

2.7. Web server Web server merupakan perangkat lunak yang diletakan di dalam komputer server yang bersifat pasif, yang tugasnya adalah untuk melayani permintaan (request) dari komputer klien yang bersifat aktif di dalam jaringan komputer dengan menggunakan protokol HyperText Transfer Protocol (HTTP) atau HyperText Transfer Protocol Secure (HTTPS). Web server Apache dipilih untuk digunakan karena mudah dalam konfigurasi, mendukung untuk ditanamkan dalam modul Raspberry Pi dan dapat digunakan secara gratis. Gambar 2.5 menunjukan proses request dari pengguna dan response dari server.

12

Gambar 2.5. Proses request dari pengguna dan response dari server. Gambar 2.5 menunjukan proses request dari pengguna dimana pengguna dengan menggunakan web browser untuk mengakses web server melalui HTTP request yang diarahkan oleh proxy server ke web server yang akan dituju. Pada web server, request tersebut diproses menggunakan PHP untuk mengakses file sistem yang berada pada server dan dikirimkan kembali ke pengguna melalui HTTP response yang ditampilkan pada web browser.

2.8. Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) TCP/IP adalah standar komunikasi data yang digunakan dalam proses tukar-menukar data dari satu komputer ke komputer lain di dalam jaringan internet. TCP/IP terdiri dari empat lapisan/layer protokol yang memiliki fungsi dan kegunaan masing-masing. Berikut penejelasan dari setaip lapisan protokolnya: 1. Network Access Layer Network Access Layer adalah lapisan paling bawah pada TCP/IP yang menyediakan sarana untuk dapat menerima dan mengirim data melalui perangkat antarmuka jaringan sehingga dapat berkomunikasi dengan perangkat lain. 2. Internet Layer Pada lapisan ini menangani alamat untuk setiap perangkat, mendapatkan data dari Transport Layer untuk diubah menjadi paket data sebelum diteruskan ke Network Access Layer untuk dikirim ke perangkat lain, dan menangani pengiriman paket data sesuai dengan tujuannya.

13

3. Transport Layer

Transport Layer adalah lapisan yang bertanggung jawab membuat hubungan antara perangkat pengirim dan penerima sehingga dapat digunakan untuk pengiriman data. 4. Aplication Layer Aplication Layer merupakan lapisan teratas pada TCP/IP yang menyediakan layanan untuk aplikasi komputer yang menggunakan jaringan.

2.9. Transmisi Serial Asynchronous Pada transmisi data serial, data dikirim setiap bitnya secara berurutan dalam satuan waktu. Gambar 2.6 menunjukan gambar dari data yang ditransmisikan secara serial.

Gambar 2.6. Data yang ditransmisikan secara serial. Terdapat tiga mode dalam transmisi data serial, yaitu asynchronous, synchronous dan isochronous. Pada transmisi serial asynchronous, data dikirim per karakter setiap kali pengirimannya dengan tambahan start bit yang bernilai “0” atau low, dan stop bit yang berniali “1” atau high. Start bit yang berada di awal karakter data berfungsi sebagai penanda dimulainya data karakter yang dikirimkan, sedangkan stop bit berfungsi sebagai penanda akhir dari bit karakter yang dikirimkan.

2.10. Metode Transmisi Data Terdapat tiga metode dalam transmisi data, yaitu simplex, half duplex dan full duplex. Penjelasan dari tiap-tiap metodenya adalah sebagai berikut: 1.

Simplex Pada metode simplex arah transmisinya adalah satu arah. Sehingga peralatan yang menggunakan metode simplex, hanya dapat berfungsi sebagai pengirim atau penerima.

14

2.

Half duplex Pada metode half duplex arah transmisinya adalah dua arah. Peralatan yang menggunakan metode half duplex dapat difungsikan sebagai pengirim atau penerima namun penggunaannya secara bergantian. Metode half duplex inilah yang digunakan oleh modem PLC untuk mentransmisikan data.

3.

Full duplex Pada metode full duplex hampir sama seperti pada metode half duplex. Perbedaannya adalah pada metode ini pengirim dan penerima dapat melakukan transmisi data secara bersamaan.

BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini dibahas perancangan sistem pengendali peralatan dan pemantauan suhu melalui web dengan menggunakan komunikasi jala-jala sebagai media komunikasi antar modul. Perancangan terdiri dari perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak. 3.1. Gambaran Sistem

Gambar 3.1. Gambaran keseluruhan sistem yang dirancang. Gambar 3.1 menunjukan gambaran keseluruhan sistem yang dirancang. Terdapat dua modul yang dirancang, yaitu modul master

dan modul slave. Modul master akan

terhubung pada router dan juga terhubung dengan modul slave. Pada modul router, modul master berkomunikasi menggunakan protokol TCP/IP sedangkan pada modul slave komunikasinya menggunakan komunikasi jala-jala. Modul master dapat diakses melalui PC atau smart phone dengan menggunakan jaringan internet atau tanpa jaringan internet untuk mengendalikan lampu dan pompa air listrik yang terhubung pada modul slave. 15

16

Terdapat perubahan pada modul master dan modul slave yang sebelumnya telah dirancang[9]. Pada perancangan sebelumnya modul master diakses langsung oleh pengguna dengan antarmuka keypad yang terdapat pada modul master. Sedangkan pada skripsi ini modul master dapat diakses oleh pengguna melalui PC atau smartphone dengan antarmuka halaman web menggunakan jaringan internet atau tanpa jaringan internet. Pada modul slave perbedaannya adalah alamat pada sumber yang telah disediakan modul slave dapat berubah-ubah sesuai dengan keinginan penggunanya, sedangakan pada perancangan sebelumnya alamat sumber yang tersedia pada modul slave tidak dapat diubah. Tabel 3.1 dan Tabel 3.2 menunjukan perubahan isi dari modul master dan modul slave yang digunakan.

Tabel 3.1. Modul yang terdapat pada modul master. Nama Modul

Modul yang digunakan pada

Modul yang digunakan

skripsi Vinsensius Rahmat

pada skripsi ini

Setyo Purnomo 1. Modem PLC.

Ya.

Ya.

2. Mikrokontroler

Ya.

Tidak.

ATmega8535.

Diganti dengan modul Raspberry Pi.

Tabel 3.2. Modul yang terdapat pada modul slave. Nama Modul

Modul yang digunakan pada

Modul yang digunakan

skripsi Vinsensius Rahmat Setyo

pada skripsi ini

Purnomo 1. Modem PLC.

Ya.

Ya.

2. Mikrokontroler

Ya.

Ya.

Ya.

Ya.

ATmega8535. 3. Rangkaian saklar. (Bersambung)

17

Tabel 3.2. Modul yang terdapat pada modul slave.(Lanjutan) Nama Modul

Modul yang digunakan pada

Modul yang digunakan

skripsi Vinsensius Rahmat Setyo

pada skripsi ini

Purnomo 4. Sensor Suhu.

Ya.

Ya.

5. DIP Switch

Tidak.

Ya.

3.2. Perancangan Perangkat Keras Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan hingga perealisasian perangkat keras pada modul master dan modul slave.

3.2.1. Perangkat Keras Modul Master Modul master merupakan modul yang menyediakan layanan bagi pengguna berupa tampilan halaman web yang dapat digunakan untuk pengontrolan peralatan yang terhubung pada modul slave. Selain menyediakan tampilan halaman web bagi pengguna untuk mengontrol peralatan, modul master juga menerima informasi dari modul slave, berupa informasi suhu, nomor peralatan serta kondisi dari peralatan yang ada pada modul slave yang akan tertampil pada halaman web pengontrol. Pada modul master terdapat dua buah modul, yaitu modul Raspberry Pi dan modul modem PLC. Gambar 3.2 menunjukan gambaran perancangan sistem pada modul master dan selanjutnya akan dijelaskan perancangan dan fungsi dari masing-masing bagian pada modul master.

Gambar 3.2. Gambaran sistem modul Master.

3.2.1.1. Bagian Modul Raspberry Pi Raspberry Pi digunakan sebagai web server yang akan melayani permintaan pengguna melalui web browser berupa tampilan halaman web yang telah ditanamkan

18

dalam modul Raspberry Pi. Tampilan halaman web yang ditampilkan tersebut digunakan sebagai antarmuka untuk mengontrol peralatan berupa lampu dan pompa air listrik. Selain digunakan sebagai web server, modul Raspberry Pi ini juga berfungsi untuk berkomunikasi dengan modem PLC menggunakan komunikasi serial. Berikut akan dijelaskan pengaturan yang diperlukan pada modul Raspberry Pi. • Pemasangan Operating System (OS). Setelah mendapatkan OS Raspbian melalui situs resmi Raspberry Pi, diperlukan aplikasi tambahan untuk menanamkan OS Raspbian tersebut pada SD card, karena file OS yang didapat berformat image file. Aplikasi yang dapat digunakan

adalah

“Win32DiskImager”.

Gambar

3.3

menunjukan

aplikasi ”Win32DiskImager” yang digunakan untuk menanamkan OS Rasbian pada SD card.

Gambar 3.3 Aplikasi Win32DiskImager. Keterangan Gambar 3.3 adalah sebagai berikut: 1. Mencari lokasi file OS yang telah didapatkan. 2. Menentukan drive/lokasi dari SD card yang digunakan. 3. Mengisi file OS pada SD card.

• Pengaturan alamat Alamat IP pada Raspberry Pi nantinya digunakan untuk pengalamatan dari modul Raspberry Pi itu sendiri sehingga dapat diakses menggunakan protokol TCP/IP melalui port ethernet dengan antarmuka RJ45. Pengaturannya adalah dengan cara mengedit isi dari file “interfaces” yang ada pada direktori “/etc/network”. Gambar 3.4 menunjukan pengaturan alamat IP pada modul Raspberry Pi.

19

Gambar 3.4. Pengaturan alamat IP pada Raspberry Pi. Penjelasan Gambar 3.4 adalah sebagai berikut: 1. Pada baris “iface eth0 inet” diubah menjadi static. 2. Mengisi address yang diinginkan dan netmask yang sesuai dengan address.

• Pengaturan jaringan internet Terdapat dua cara yang dapat digunakan sehingga modul Raspberry Pi dapat terhubung dengan jaringan internet, yaitu melalui port ethernet atau melalui port USB. Bila menggunakan port ethernet pengaturannya hampir sama dengan pengaturan pada alamat IP. Dengan mengedit isi dari file “interfaces” yang ada pada direktori “/etc/network”, yaitu dengan menambahkan alamat gateway dan network. Gambar 3.5 menunjukan isi dari file “interfaces” untuk pengaturan jaringan internet menggunakan port ethernet.

20

Gambar 3.5. Pengaturan pada file “interfaces” untuk jaringan internet menggunakan port ethernet. Untuk pengaturan pada port USB agak berbeda dengan pengaturan bila menggunakan port ethernet. Dibutuhkan sebuah aplikasi agar Internet Service Provider(ISP) yang ada pada modem internet dapat digunakan, salah satu aplikasi yang dapat digunakan adalah “Sakis3g”. Berikut pengeturan jaringan internet pada modul Raspberry Pi menggunakan port USB[2]. 1. Menginstal point to point protocol dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo apt-get install ppp”. Dengan catatan modul Raspberry Pi sudah terhubung dengan koneksi internet. 2. Mendownload aplikasi sakis3g. 3. Membuat file baru dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo mkdir /usr/bin/modem3g”. 4. Memberi hak akses pada file tersebut, dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo chmod 100 /usr/bin/modem3g”. 5. Menempatkan aplikasi sakis3g yang telah didownlod pada file yang telah dibuat yaitu pada direktori “/usr/bin/modem3g” dan memberikan hak akses dengan mengetikan “sudo chmod +x sakis3g”. 6. Untuk menjalankannya dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo ./sakis3g connect”. 7. Untuk menghentikannya dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo ./sakis3g disconnect”.

21

• Pemasangan web server Perlu adanya pengaturan pada modul Raspberry Pi agar dapat dimanfaatkan sebagai web server sehingga dapat melayani permintaan dari pengguna berupa menampilkan halaman web dan dapat melakukan perintah pengontrolan peralatan melalui halaman web. Caranya adalah dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5”. Dengan catatan, modul Raspberry Pi sudah terhubung dengan koneksi internet. Langkah-langkah pemasangan web server pada modul Raspberry Pi terdapat pada halaman lampiran.

• Konfigurasi pin yang digunakan Terdapat lima pin pada Raspberry Pi yang akan digunakan, ke-lima pin tersebut berfungsi agar Raspberry Pi dan modul modem PLC pada modul master dapat saling berkomunikasi menggunakan komunikasi serial. Ke-lima pin yang akan digunakan dihubungkan langsung pada modul modem PLC, kecuali pin TX dari modul modem PLC. Perlu ditambahkan rangkaian sederhana untuk menghubungkan pin TX pada modul modem PLC dengan pin RX pada Raspberry Pi. Rangkaian sederhana tersebut berupa pembagi tegangan yang akan dibahas setelah sub-bab ini. Tabel 3.3 menunjukan pin pada modul Raspberry Pi yang digunakan beserta nomor dan fungsinya.

Tabel 3.3. Pin yang digunakan pada modul Raspberry Pi. No. PIN

Fungsi

6

Ground

8

TX

10

RX

11

Selector ke modem PLC

14

Ground

• Rangkaian pembagi tegangan Pembagi tegangan ini digunakan untuk menurunkan tegangan pin TX pada modem PLC yang mengarah ke pin RX pada modul Raspberry Pi. “Level tegangan dari pin TX dari modem PLC perlu di turunkan untuk membatasi tegangan yang masuk pada pin RX karena Raspberry Pi menggunakan level tegangan 3,3V”[1].

22

Komponen yang digunakan adalah dua buah resistor sebesar 2,2 kΩ dan 3,3 kΩ yang disusun secara seri. Gambar 3.6 menunjukan realisai dari rangkaian pembagi tegangan.

Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan. • Pengaturan penggunaan komunikasi serial Modul Raspberry Pi berkomunikasi dengan modul modem PLC menggunakan komunikasi serial. Perlu dilakukan pengaturan karena pada dasarnya komunikasi serial pada Raspberry Pi digunakan sebagai antarmuka untuk login ke dalam Raspberry Pi. Pengaturannya adalah sebagai berikut[1]: 1. Memeriksa apakah user pada Raspberry Pi sudah terdaftar dalam grup “dialout” dengan cara mengetikan “id” pada terminal Raspberry Pi. Jika belum terdaftar, maka ketik “sudo usermod –a –G dialout username” untuk mendaftarkannya. Gambar 3.7 menunjukan user berhasil terdaftar pada grup “dialout”.

Gambar 3.7. User berhasil terdaftar pada grup “dialout”. 2. Mengedit isi dari file “cmdline.txt” pada direktori “/boot”. Edit isi dari file “cmdline.txt” dengan menghapus “console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200”. 3. Memberikan tanda “#” pada baris yang ada di dalam file “inittab” yang berada pada direktori “/etc”. Baris yang harus diberi tanda “#” terdapat

di

bagian

paling

bawah

dari

file

tersebut

“TO:23:respawn:/sbin/getty –L ttyAMA0 115200 vt100”.

yaitu

23

3.2.1.2. Bagian Modem PLC Fungsi dari modul ini adalah untuk memodulasi data yang didapat dari modul Raspberry Pi lalu ditransmisikan melalui jala-jala listrik ke modul slave, selain itu modul modem PLC juga berfungsi untuk mendemodulasikan data yang didapat dari modul slave untuk diterima kembali oleh modul Raspberry Pi. Komponen utama dari modem PLC ini adalah IC LM1893. IC LM1893 memiliki kemampuan untuk memodulasi atau mendemodulasikan data digital dan sebagai antarmuka untuk komunikasi jala-jala listrik dengan tipe modulasi yang digunakan adalah Binary Frequency Shift Keying (BFSK). Modem PLC terhubung dengan Raspberrry Pi pada modul master dan terhubung dengan mikrokontroler pada modul slave dengan metode transmisi data yang digunakan antara modul master dan modul slave adalah halfduplex. “ Nilai biner “1” dan “0” pada data digital dimodulasi oleh modem PLC menjadi frekuensi ± 122,25 kHz untuk nilai biner “1” dan frekuensi ± 127,75 kHz untuk nilai biner “0” “[9, h.28]. Pada modul modem PLC ini terdapat tiga pin yang terhubung dengan modul Raspberry Pi. Ke-tiga pin tersebut adalah pin TX yang terhubung dengan pin RX pada Raspberry Pi(pin 10), pin RX yang terhubung dengan pin TX pada Raspberry Pi(pin 8), dan pin selector yang terhubung dengan pin pada Raspberry Pi(pin 11). Fungsi dari pin selector tersebut yang akan menentukan apakah modul modem PLC digunakan sebagai pengirim atau penerima data. Modul modem PLC sebagai pengirim ketika pin selector diberi nilai high sedangkan untuk dapat berfungsi sebagai penerima, maka pin selektor pada modem PLC harus diberi nilai low. Gambar 3.8 menunjukan gambar keseluruhan dari perangkat keras modul master.

Gambar 3.8. Perangkat keras modul master.

24

3.2.2. Perangkat Keras Modul Slave Modul slave ini berfungsi untuk menerima perintah dari pengguna yang dikirmkan melalui modul master untuk mengontrol peralatan. Semua peralatan yang ingin dikontrol harus terpasang pada sumber yang telah tersedia pada modul slave ini. Tersedia sensor suhu pada modul slave ini yang dapat digunakan untuk mengukur suhu ruangan yang akan ditampilkan pada halaman web pengontrol. Pada modul slave ini ditambahkan DIP switch yang berfungsi sebagai pengalamatan untuk setiap sumber yang telah tersedia. Gambar 3.9 menunjukan gambaran sistem modul slave dan selanjutnya akan dijelaskan mengenai perancangan dan fungsi dari setiap bagian modul slave.

Gambar 3.9. Gambaran sistem modul slave.

3.2.2.1. Bagian Modem PLC Modul modem PLC yang digunakan pada modul slave memiliki fungsi, cara kerja dan antarmuka yang sama seperti yang ada pada modul master. Antarmuka yang tersedia pada modem PLC ini juga berjumlah tiga buah pin, yang membedakannya adalah yang terhubung dengan modem PLC tersebut. Pada modul slave, modem PLC dihubungkan dengan modul mikrokontroler. Pin TX pada modul PLC terhubung dengan pin RX pada modul mikrokontroler (pin 17), pin RX pada modul PLC terhubung dengan pin TX pada modul mikrokontroler (pin 12), dan pin selector pada modul PLC terhubung dengan pin pada modul mikrokontroler (pin 5).

3.2.2.2. Bagian Mikrokontroler Mikrokontroler yang digunakan pada modul slave menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Fungsi modul mikrokontroler pada modul slave ini adalah untuk mengendalikan rangkaian saklar sesuai dengan perintah yang diberikan pengguna yang dikirim melalui modul master.

25

Modul mikrokontroler juga mengirimkan data ke modul master yang akan ditampilkan pada tampilan halaman web pengontrol. Data tersebut berupa data kondisi dari rangkaian saklar atau sumber yang tersedia pada modul slave apakah berhasil dikendalikan atau tidak, data suhu yang diterima dari sensor suhu yang terhubung dengan modul mikrokontroler, dan data alamat dari setiap sumber yang aktif sesuai dengan pengaturan pada DIP switch yang terhubung dengan modul mikrokontroler. Sensor suhu yang digunakan pada modul slave ini menggunakan sensor suhu DS18B20, sedangkan buzzer yang terhubung pada modul mikrokontroler ini memiliki kegunaan sebagai penanda bahwa adanya penerimaan data dari modul master dan pengiriman data ke modul master. Tabel 3.4 menunjukkan konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler, dan pada Gambar 4.13 menunjukan skema bagian mikrokontroler pada modul slave yang terdapat pada halaman lampiran.

Tabel 3.4. Konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler. Nama port PORTA.0 PORTB.0 – PORTB.7 PORTB.5 PORTB.6 PORTB.7 PORTC.0 PORTC.6 PORTC.7 PORTD.0 PORTD.1 PORTD.2

Fungsi Sensor suhu DIP switch Mosi (downloader) Miso(downloader) SCK (downloader) Buzzer Saklar 1 Saklar 2 RX (modem PLC) TX (modem PLC) Selector (modem PLC)

3.2.2.3. Bagian Rangkaian Saklar Bagian rangkaian saklar pada modul slave ini dikendalikan oleh mikrokontroler sesuai dengan perintah dari pengguna yang dikirim oleh modul master. Kegunaannya adalah untuk mengaktifkan atau menonaktifkan peralatan yang diinginkan yang dihubungkan pada modul slave dengan komponen utamanya yaitu optotriac MOC3020 dan triac BT136. Cara kerja dari modul saklar ini adalah jika PORTC.6 atau PORTC.7 pada mikrokontroler bernilai 1 atau high, maka akan memicu MOC3020 menjadi ON. Ketika MOC3020 ON maka MOC3020 memicu BT136 sehingga arus listrik dapat mengalir pada BT136, sehingga mengaktifkan peralatan yang dikendalikan. Namun jika PORTC.6 atau

26

PORTC.7 bernilai 0 atau low, maka MOC3020 OFF sehingga arus listrik tidak dapat mengalir melalui BT136 yang menyebabkan peralatan yang dikendalikan mati atau OFF. Terdapat dua buah rangkaian saklar pada modul slave ini, yang berarti terdapat dua buah sumber yang dapat digunakan untuk dihubungkan dengan peralatan yang ingin dikendalikan.

3.2.2.4. DIP switch DIP switch yang ditambahkan pada modul slave menggunakan DIP switch yang berjumlah 8 pin. DIP switch ini terhubung dengan mikrokontroler pada PORTB.0 – PORTB.7. Kegunaan dari DIP switch pada modul slave adalah untuk memberikan nomor alamat pada sumber yang tersedia pada modul slave. Sehingga nantinya sumber yang ada pada modul slave dapat bervariasi nomor alamatnya sesuai dengan keinginan pengguna. Cara kerja dari DIP switch ini adalah 8 pin yang tersedia pada DIP switch dibagi menjadi dua alamat, pin 1 - 4 untuk sumber pertama dan pin 5 - 8 untuk sumber yang kedua. Maka, jika pin pada DIP switch diatur 11000001, sumber pertama akan bernomor alamat 3 dan sumber kedua akan bernomor alamat 8, dengan maksimal nomor alamat adalah 9. Dikondisi OFF atau low pada DIP switch diberi resistor pull down sebesar 1 kΩ untuk mengurangi arus yang mengalir dari VCC ke ground. Gambar 3.10 menunjukan keseluruhan dari perangkat keras modul slave.

Gambar 3.10. Perangkat keras modul slave.

27

Keterangan Gambar 3.10 adalah sebagai berikut: 1. Sensor suhu DS18B20. 2. Buzzer. 3. Mikrokontroler. 4. Modem PLC. 5. DIP switch. 6. Rangkaian saklar.

3.3. Perancangan Perangkat Lunak Pada bagian ini akan dibahas mengenai perancangan hingga perealisasian perangkat lunak pada modul master dan modul slave. Pada modul master perancangan perangkat lunak terdapat pada modul Raspberry Pi sedangkan pada modul slave perancangan perangkat lunak terdapat pada modul mikrokontroler.

3.3.1. Protokol Komunikasi Data Data yang dikirim dari modul master ke modul slave atau sebaliknya merupakan data string karakter melalui komunikasi serial dengan kecepatan pengiriman datanya 600bps. Data string yang dikirim oleh modul master merupakan data perintah untuk mengendalikan peralatan yang dihubungkan pada modul slave. Data yang dikirimkan tersebut berisi nomor sumber yang ingin dikendalikan dan kondisi yang diinginkan apakah nyala atau mati. Sedangkan data string yang dikirim dari modul slave merupakan data yang berisi informasi suhu, nomor sumber yang aktif dan kondisi dari sumber tersebut apakah nyala atau mati. Data yang dikirim dari modul master atau dari modul slave diawali dengan tanda “*” dan diakhiri dengan tanda “$”. Data string yang dikirimkan dari modul master ke modul slave adalah “ *’x’’x’$ ”. Karakter ‘x’ pertama berisi nomor sumber yang ingin dikendalikan sesuai dengan tombol yang ditekan oleh pengguna yang tersedia pada tampilan halaman web pengontrol. Karakter ‘x’ ke-dua adalah kondisi yang diberikan untuk sumber yang tersedia pada modul slave, yang nantinya akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Sebagai contoh, jika modul master mengirimkan data string “*30$”, maka artinya pengguna memerintahkan pada sumber nomor tiga untuk OFF atau dimatikan. Pada modul slave data string yang dikirim ke modul master adalah “ *’xx’x’’x’’x’’x’’$ ”. Karakter ‘x’ yang pertama dan ke-dua adalah data informasi suhu.

28

Karakter ’x’ yang ke-tiga adalah informasi nomor dari sumber pertama yang aktif. Karakter ‘x’ yang ke-empat adalah informasi kondisi dari sumber pertama yang nantinya akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Karakter ke-lima adalah informasi nomor dari sumber kedua yang aktif, dan karakter ‘x’ yang ke-enam adalah informasi kondisi dari sumber ke-dua yang nantinya akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Sebagai contoh, jika modul slave mengirimkan data string “*463071$”, maka arti dari data yang dikirimkan oleh modul slave tersebut adalah suhu saat ini 46º C, dengan sumber pertama bernomor alamat tiga yang kondisinya OFF atau mati, dan sumber kedua bernomor alamat tujuh yang kondisinya ON atau nyala.

3.3.2. Perangkat Lunak Modul Master Pada modul master, perangkat lunak ditanamkan pada modul Raspberry Pi. Perancangan perangkat lunak yang dilakukan pada modul Raspberry Pi yaitu perancangan pada halaman web, menambahkan library serial pada bahasa pemrograman python, perancangan program pengiriman data ke modul slave dan perancangan program peneriman informasi dari modul slave. Berikut akan dijelaskan perancangan perangkat lunak pada modul Raspberry Pi.

3.3.2.1. Tampilan Halaman Web Terdapat tiga buah tampilan halaman web yang dirancang menggunakan HTML dan PHP, yang diberi nama “login.php”, “kontrol.php”, dan “penjadwalan.php”. Ketiga halaman web tersebut akan disimpan dalam modul Raspberry Pi pada direktori “/var/www”. Berikut akan dijelaskan perancangan pada tampilan halaman web. •

Halaman Web Login.php Login.php adalah halaman yang ditampilkan pertama kali ketika ada

pengguna mengakses server atau modul Raspberry Pi. Halaman web ini menampilkan kolom Username, Password dan tombol Login. Kegunaan dari halaman web ini adalah sebagai keamanan sehingga hanya pengguna yang mengetahui Username dan Password yang benar yang dapat mengontrol lampu dan pompa air listrik. Jika pengguna salah dalam memasukan username atau password, maka akan muncul peringatan seperti pada Gambar 3.11, dan 3.12 menunjukan tampilan halaman login.php.

29

Gambar 3.11. Peringatan username atau password yang dimasukan salah.

Gambar 3.12. Tampilan halaman login.php.

•

Halaman Web kontrol.php Halaman web kontrol.php merupakan halaman yang digunakan sebagai

pengontrol dan juga dapat digunakan untuk melihat informasi mengenai suhu ruangan. Pada halaman web ini terdapat sembilan tombol untuk menyalakan peralatan yang terhubung pada modul slave yang diberi nama turn on1 sampai dengan turn on9 dan tombol untuk mematikan peralatan yang terhubung pada modul slave yang diberi nama turn off1 sampai dengan turn off9. Gambar indikator yang diibaratkan sebagai kondisi dari sumber yang ada pada modul slave untuk tombol nomor 1, 2, dan 3 akan tertampil pada denah rumah, sedangkan untuk tombol nomor 4 – 9 gambar indikator terdapat disebelah tombol turn off. Untuk kondisi indikator tombol nomor 1, 2, dan 3, jika sumber pada modul slave aktif atau ON maka terdapat bagian pada denah rumah pada halaman web yang berubah warna menjadi warna kuning. Sedangkan untuk kondisi indikator tombol nomor 4 – 9, jika gambar yang tertampil pada halaman web adalah warna merah, berarti kondisi sumber saat ini mati, sehingga jika terdapat peralatan yang terhubung pada sumber tersebut, maka peralatan tersebut tidak aktif atau OFF. Jika gambar yang tertampil pada halaman web berwarna hijau, berarti kondisi sumber saat ini berkondisikan menyala, yang artinya jika terdapat

30

peralatan yang terhubung pada sumber tersebut maka peralatan tersebut dalam keadaan aktif atau ON. Pada bagian bawah halaman web tersebut terdapat link untuk logout dan link untuk berpindah ke halaman penjadwalan. Gambar 3.13 menunjukan tampilan halaman web kontrol.php.

Gambar 3.13. Tampilan halaman web kontrol.php.

•

Halaman Web Penjadwalan Halaman web penjadwalan adalah halaman yang juga dapat digunakan oleh

pengguna untuk dapat mengontrol peralatan. Perbedaannya adalah, pada halaman penjadwalan peralatan yang ingin dikendalikan diatur saat menyala dan matinya dengan menentukan jamnya. Sehingga peralatan akan menyala dan mati secara otomatis sesuai dengan jam yang telah ditentukan tanpa harus menekan tombol yang ada pada halaman kontrol.php. Pada halaman web penjadwalan, di pojok kanan atas terdapat jam yang menunjukan waktu yang sesuai dengan waktu pada server yang digunakan sebagai acuan untuk melakukan penjadwalan. Terdapat combo box di samping tulisan lampu1 ON sampai dengan lampu9 ON yang berfungsi untuk menentukan waktu kapan peralatan harus dinyalakan dan di samping tulisan lampu1 OFF sampai dengan lampu09 OFF terdapat combo box yang berfungsi untuk untuk menentukan waktu kapan peralatan akan dimatikan kembali. Terdapat checkbox untuk setiap sumber pada tampilan web penjadwalan yang

31

berfungsi untuk mengaktifkan atau menonaktifkan penjadwalan yang telah diatur, dan tombol update untuk memperbarui penjadwalan yang tersimpan pada server. Dibagian bawah terdapat link exit yang dapat digunakan untuk kembali ke halaman kontrol.php. Akan muncul peringatan bahwa jam yang ingin dijadwalkan untuk mengontrol peralatan salah. Gambar 3.14 menunjukan peringatan yang muncul ketika salah dalam memberikan waktu penjadwalan untuk menyalakan peralatan, dan Gambar 3.15 menunjukan peringatan yang muncul ketika salah dalam memberikan waktu penjadwalan untuk mematikan peralatan. Gambar 3.16 menunjukan tampilan dari halaman web penjadwalan.php.

Gambar 3.14. Peringatan pada jam ON

Gambar 3.15. Peringatan pada jam OFF

Gambar 3.16 Tampilan halaman penjadwalan.php.

32

Gambar 3.17. Diagram alir halaman web keseluruhan. Gambar 3.17 menunjukan diagram alir dari keseluruhan halaman web. Berikut penjelasan dari diagram alir tersebut: • Saat pengguna memanggil alamat server melalui local area network atau internet, maka pengunjung akan dihadapkan dengan halaman utama web yaitu “login.php”. • Jika Username dan pasword yang dimasukan benar, maka halaman web akan berpindah ke halman web “kontrol.php”. Namun jika salah, maka tetap berada pada halaman “login.php” • Halaman web “kontrol.php” pertama kali akan memeriksa isi file “kon1.txt – kon 9.txt”. Jika isi dari file tersebut berisi angka “1” maka akan mengubah warna gambar indikator menjadi hijau. Namun jika isi dari file tersebut adalah “0”, maka warna gambar indikator berubah menjadi merah.

33

• Jika ada penekanan tombol Turn ON, maka akan mengisi file bernama “lampu.txt” dengan angka 1. Pengisian file sesuai dengan tombol yang di tekan. Jika tombol “Turn ON 7” yang ditekan, maka file yang terisi dengan angka 1 adalah file “lampu7.txt”. • Jika ada penekanan tombol Turn OFF, maka akan mengisi file bernama “lampu.txt” dengan angka 0. Sama seperti penekanan tombol Turn ON. Jika tombol “Turn OFF 7” yang ditekan, maka file yang terisi dengan angka 0 adalah file “lampu7.txt”. • Jika ada penekanan pada link penjadwalan, maka akan berpindah ke halaman “penjadwalan.php”. Untuk dapat kembali ke halaman “kontrol.php” dengan menekan link bertuliskan exit. • Jika ada penekanan pada tulisan Logout, maka akan keluar dari halaman web “kontrol.php” menuju ke halaman “login.php”.

3.3.2.2. File htaccess File htaccess berfungsi untuk membuat agar halaman login.php muncul pertama kali ketika ada pengguna yang mengakses server untuk melakukan pengontrolan. File htaccess ini disimpan pada modul Raspberry Pi pada direktori “/var/www” dengan isi dari file htaccess tersebut adalah “DirectoryIndex login.php”.

3.3.2.3. Menambahkan Library Serial Pada Bahasa Pemrograman Python Bahasa pemrograman python dapat langsung digunakan pada modul Raspberry Pi dengan format “nama prgram.py”. Namun untuk penggunaan yang lebih luasnya perlu ditambahkan library tersendiri agar bahasa pemrograman ini dapat digunakan sesuai dengan kebutuhannya. Agar dapat digunakan sebagai pengirim dan penerimaan data melalui komunikasi serial pada modul Raspberry Pi, perlu ditambahkan library serial pada bahasa pemrograman python dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo apt-get install python-serial”. Dengan catatan modul Raspberry Pi terhubung dengan koneksi internet.

3.3.2.4. Program Kirim.py Program “kirim.py” merupakan program yang berfungsi mengirimkan perintah pengontrolan untuk peralatan yang terhubung pada sumber yang terdapat pada modul slave

34

sesuai dengan tombol yang ditekan oleh pengguna pada tampilan halaman web pengontrol atau halaman web kontrol.php. Program ini ditulis menggunakan bahasa python yang disimpan pada modul Raspberry Pi.

Gambar 3.18. Diagram alir program kirim.py. Gambar 3.18 menunjukan diagram alir pada program kirim.py. Berikut penjelasan dari diagram alir tersebut: • Program berjalan ketika pengguna mengetikan “python kirim.py” pada layar terminal Raspberry Pi. • Program menginisialisasi fungsi dan variabel yang telah dibuat. • Membuat port 11 pada Raspberry Pi menjadi “0” atau OFF. • Apabila ada penekanan tombol pengontrolan pada halaman web pengontrol atau pada halaman web kontrol.php, maka akan memerikasa isi dari file “lampu.txt”. Program memeriksa isi dari file “lampu1.txt” – “lampu9.txt”.

35

• Jika pada file “lampu1.txt” – “lampu9.txt terdapat angka 1 di dalamnya, maka port 11 pada Raspberry Pi akan diberi nilai 1 atau ON, lalu mengirimkan data ke modul slave. • Jika pada file “lampu1.txt” – “lampu9.txt” terdapat angka 0 di dalamnya, maka port 11 pada Raspberry Pi akan diberi nilai 1 atau ON, lalu mengirimkan data ke modul slave. • Apabila tidak ada penekanan pada tombol pengontrolan pada halaman web pengontrol atau pada halaman web kontrol.php, maka dilakukan pemeriksaan isi dari file “jad1.txt – jad9.txt” untuk dibandingkan isinya dengan variabel “jam” dan “men” yang telah dibuat. • Jika isi dari file “jad1.txt – jad9.txt” sama dengan nilai dari variabel “jam” dan “men” maka port 11 pada Raspberry Pi akan diberi nilai 1 atau ON, lalu mengirimkan data ke modul slave.

3.3.2.5. Program Terima.py Program terima.py merupakan program yang berfungsi menerima data yang didapat dari modul slave. Program terima ini juga dirancang menggunakan bahasa python yang disimpan pada modul Raspberry Pi.

Gambar 3.19. Diagram alir program terima.py.

36

Gambar 3.19 menunjukan diagram alir untuk program terima.py. Berikut penjelasan dari diagram alir tersebut: • Program berjalan ketika pengguna mengetikan “python terima.py” pada layar terminal Raspberry Pi. • Program menginisialisasi fungsi dan variabel yang telah dibuat. • Prgram memeriksa setiap karakter data yang diterima dari modul slave dan memeriksa apakah karakter ke-0 == “*” dan karakter ke-7 == “$”. • Jika benar, maka akan menulis isi karakter data ke-1 dan ke-2 ke dalam file “suhu.txt”. • Program memeriksa karakter ke-3. • Program menulis data ke-4 ke file “lampu.txt”. File “lampu.txt” yang dituju sesuai dengan data yang didapat pada karakter data ke-3. Jika pada karakter data ke-3 bernilai 4, maka karakter data ke-4 akan diisi ke file “lampu4.txt”. • Program memeriksa karakter ke-5. • Program menulis data ke-6 ke file “lampu.txt”. File “lampu.txt” yang dituju sesuai dengan data yang didapat pada karakter data ke-5. Jika pada karakter data ke-5 bernilai 3, maka karakter data ke-6 akan diisi ke file “lampu3.txt”.

37

3.3.3. Perangkat Lunak Modul Slave Pada modul slave, perancangan perangkat lunak terdapat pada modul mikrokontroler dengan menggunakan aplikasi CodeVisionAVR untuk memprogramnya.

Gambar 3.20. Diagram alir program pada mikrokontroler. Gambar 3.20 menunjukan diagram alir untuk program yang ditanamkan pada modul mikrokontroler. Berikut adalah penjelasan diagram alir tersebut: • Program berjalan ketika modul slave mulai diaktifkan. • Program melakukan inisialisasi. • Program memeriksa “Set_slave1() dan Set_slave2()” yang fungsinya untuk mendapatkan nomor yang diatur oleh DIP switch untuk sumber yang tersedia pada modul slave. • Program memeriksa apakah ada perintah yang masuk dari modul master. Jika ada maka akan menyalakan buzzer, mengendalikan sumber sesuai dengan perintah yang dikirim, mengirim data ke modul master, dan mematikan buzzer. •

Program memeriksa apakah sudah 30 detik. Jika sudah maka akan menyalakan buzzer, mengirim data ke modul master, lalu mematikan buzzer.

38

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan setiap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian perbagian maupun keseluruhan sistem. 4.1. Pengujian Web Server Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui bahwa aplikasi web server telah terpasang pada modul Raspberry Pi. Pengujian ini sekaligus menguji file htaccess yang telah dirancang pada bab III pada sub-bab 3.3.2.2. Prosedur pengujian web server adalah sebagai berikut: 1. Melakukan pengaturan alamat pada modul Raspberry Pi dan pemasangan web server seperti yang ada pada bab III sub-bab 3.2.1.1. 2. Menguhubungkan modul Raspberry Pi dengan komputer di dalam Local Area Network (LAN) menggunakan kabel UTP melalui port ethernet. 3. Memanggil alamat dari modul Raspberry Pi melalui web browser menggunakan komputer lain. 4. Gambar 4.1 menunjukan halaman web yang pertama kali muncul ketika ada pengguna yang memanggil alamat server.

Gambar 4.1. Tampilan halaman web yang muncul pertama kali. Pengujian ini dilakukan sebanyak 20 kali dan diperoleh hasil yang sama seperti Gambar 4.1. Ini berarti web server telah berhasil dipasang di Raspberry Pi, dan halaman utama berhasil dipangil dari komputer client.

39

4.2. Pengujian Halaman Web Pengujian halaman web dilakukan dengan cara mencoba setiap fungsi dan fasilitas yang ada pada halaman web yang telah direalisasikan. Pada Tabel 4.1 menunjukan hasil pengujian dari setiap halaman web yang telah direlisasikan.

Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web. No.

Halaman Web

Fungsi

Hasil Pengujian

Prosentase Keberhasilan (%)

1.

Login.php

Memeriksa

Berhasil ditampilkan

Username dan

pertama kali dan dapat

Password.

memerikasa Username

100% Berhasil.

dan Password yang benar. (bersambung)

40

Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web.(Lanjutan) No.

Halaman Web

Fungsi

Hasil Pengujian

Prosentase Keberhasilan (%)

2.

Kontrol.php

- Antarmuka

- Berhasil mengubah isi

untuk mengontrol

file “lampu1 – lampu9”

sumber pada

sesuai dengan tombol

modul slave.

yang ditekan untuk

- Menampilkan

pengontrolan peralatan.

informasi suhu.

- Berhasil menampilkan

- Menampilkan

denah rumah pada

gambar indikator

halaman web sekaligus

sesuai kondisi

menampilkan kondisi

dari sumber yang

pada setiap ruangan

ada pada modul

yang dikendalikan.

slave.

- Berhasil

100% Berhasil.

menampilkan suhu yang didapat dari modul slave. 3.

Penjadwalan.php

Antarmuka untuk Berhasil mengubah isi memberikan

file “jad1 – jad9” sesuai

waktu

dengan penjadwalan

penjadwalan

yang ditentukan untuk

menyalakan dan

melakukan

memadamkan

pengontrolan peralatan.

100% Berhasil.

sumber yang ada pada modul slave.

Berdasarkan pengujian pada halaman web dapat disimpulkan bahwa halaman web dapat tertampil dan bekerja sesuai dengan fungsi dan fasilitasnya.

41

4.3. Pengujian Gambar Indikator Pada Halaman Web kontrol Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah kondisi sumber yang tersedia pada modul slave sesuai dengan gambar indikator yang ada pada halaman web kontrol. Prosedur pengujian yang telah dilakukan untuk pengujian indikator pada halaman web kontrol adalah sebagai berikut: 1. Memberi nomor alamat dengan mengatur Dip Switch yang terdapat pada modul slave. Untuk modul slave pertama diberi nomor alamat “1” dan “3”, untuk modul slave kedua diberi nomor alamat “4”. 2. Melakukan pengontrolan dengan menekan tombol turn on dan turn off yang ada pada halaman web pengontrol sebanyak 10 kali sesuai dengan alamat yang telah diatur pada langkah nomor “1”. Gambar 4.2 menunjukan tampilan halaman web kontrol sebelum ada pengontrolan, sedangkan Gambar 4.3 menunjukan tampilan halaman web kontrol setelah ada pengontrolan.

Gambar 4.2. Tampilan halaman web kontrol sebelum ada pengontrolan.

42

Gambar 4.3. Tampilan halaman web kontrol setelah ada pengontrolan. Berdasarkan pengujian ini diperoleh hasil yang sama seperti pada Gambar 4.2 dan 4.3. Ini berarti gambar indikator yang ada pada halaman web kontrol sesuai dengan kondisi sumber yang berada pada modul slave.

4.4. Pengujian Komunikasi Serial Pada Raspberry Pi Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah data yang didapatkan sama dengan data yang dikirimkan melalui komunikasi serial. Pengujian ini dapat dilakukan setelah melakukan pengaturan komunikasi serial pada modul Raspberry Pi yang ada pada bab III. Untuk pengujian pengiriman data, modul Raspberry Pi akan dihubungkan dengan komputer menggunakan kabel USB-serial. Pengujiannya dengan cara menjalankan program “kirim.py” pada modul Raspberry Pi lalu melakukan penekanan tombol “turn on1 – turn on3” dan tombol “turn off1 – turn off3” pada halaman web “kontrol.php” yang hasilnya akan ditampilkan pada terminal aplikasi CodeVision AVR. Gambar 4.4 menunjukan data yang dikirim untuk setiap tombol yang ditekan melalui halaman web “kontrol.php” dan diterima oleh aplikasi CodeVision AVR.

43

Gambar 4.4. Data tombol yang dikirim. Sedangkan untuk pengujian penerimaan data, pengujian dilakukan dengan menghubungkan modul Raspberry Pi dengan mikrokontroler. Cara pengujiannya adalah pada modul Raspberry Pi menjalankan program “terima.py”, sedangkan pada mikrokontroler diatur agar secara terus-menerus mengirimkan data “*asd123$”. Data yang dikirimkan oleh mikrokontroler berjumlah delapan karakter yang diawalai dengan karakter “*” dan diakhiri dengan karakter “$” sama seperti jumlah data informasi yang dikirimkan oleh modul slave ke modul master. Gambar 4.5 menunjukan data yang diterima pada terminal Raspberry Pi.

Gambar 4.5. Data yang diterima melalui terminal Raspberry Pi. Berdasarkan pengujian komunikasi serial pada modul Raspberry Pi, dapat disimpulkan bahwa data yang diterima sama dengan data yang dikirimkan.

44

4.5. Pengujian Sensor Suhu Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja dari sensor suhu yang ada pada modul slave. Prosedur pengujian yang telah dilakukan untuk pengujian sensor suhu adalah sebagai berikut: 1. Menghubungkan modul Raspberry Pi dengan router menggunakan kabel UTP dan pada modul modem PLC pada modul master. 2. Memasang modul master dan modul slave pada terminal yang memiliki aliran listrik. 3. Memanaskan sensor suhu selama 2 detik dan hasilnya akan tertampil pada halaman web “kontrol” dengan menekan tambol “F5” pada halaman web untuk mendapatkan data terbaru dari sensor suhu. Gambar 4.6 menunjukan skema pengujian sensor suhu. Pada Gambar 4.7 menunjukan suhu awal yang terbaca oleh sensor suhu yaitu 28ºC kemudian meningkat menjadi 56ºC setelah dipanaskan yang ditunjukan pada Gambar 4.8.

Gambar 4.6. Skema pengujian sensor suhu.

45

Gambar 4.7. Suhu awal sensor.

Gambar 4.8. Suhu setelah dipanaskan. Berdasarkan pengujian sensor suhu, dapat disimpulkan bahwa sensor dapat bekerja dan informasinya dapat ditampilkan pada halaman web “kontrol”.

4.6. Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sistem yang telah direalisasikan dengan cara pengendalian system: 1. Melakukan pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC. 2. Melakukan pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone. 3. Melakukan pengontrolan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC.

46

Setiap pengujian yang dilakukan, modul master dan modul slave berkomunikasi menggunakan komunikasi jala-jala. Prosedur pengujian yang telah dilakukan dengan menggunakan koneksi internet melalui PC adalah sebagai berikut: 1. Menyambungkan

modul

Raspberry

Pi

dengan

koneksi

internet

dan

menghubungkan dengan modul modem PLC pada modul master. 2. Memasang modul master dan modul slave pada terminal yang memiliki aliran listrik. 3. Memberi nomor alamat dengan mengatur Dip Switch yang terdapat pada modul slave. Untuk slave pertama diberi nomor alamat “1” dan “2”, untuk slave kedua diberi nomor alamat “3”. 4. Melakukan pengontrolan dengan menekan tombol turn on dan turn off yang ada pada halaman web pengontrol sebanyak 10 kali pada setiap alamat yang telah diatur pada langkah nomor “3”. 5. Mengulangi langkah nomor “3” tetapi nomor alamat divariasikan sampai nomor alamat kesembilan. Gambar 4.9 menunjukan skema pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC dan Tabel 4.2 menunjukan hasil dari pengujian tersebut.

Gambar 4.9. Skema pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC.

47

Tabel 4.2. Hasil pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC. No. Tombol/Alamat Berhasil

Prosentase (%)

Gagal

1.

9

1

2.

9

1

3.

10

0

4.

9

1

5.

8

2

6.

9

1

7.

10

0

8.

8

2

9.

9

1

81/90= 90% 9/90= 10%

Dari hasil pengujian yang ditunjukan pada Tabel 4.2, pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC berhasil dilakukan dengan prosentase keberhasilan sebesar 90% dari 90 kali percobaan didapatkan 81 pengontrolan yang berhasil dan prosentase kegagalan sebesar 10% dari 90 kali percobaan didapatkan 9 kali pengontrolan yang gagal. Kegagalan dalam melakukan pengontrolan peralatan terjadi apabila data perintah pengontrolan peralatan yang dikirim oleh modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi yang dikirimkan oleh modul slave ke modul master. Hal tersebut tidak dapat terjadi karena modul master dan modul slave berkomunikasi secara half-duplex yang artinya modul master dan modul slave dapat difungsikan untuk bergantian mengirim dan menerima data namun dalam penggunaannya salah satu dari modul tersebut harus menjadi penerima ketika ada modul lain yang sedang mengirimkan data. Akibat dari kegagalan tersebut, perintah pengontrolan peralatan yang dikirim oleh pengguna melalui modul master akan gagal diterima oleh modul slave sehingga sumber yang ada pada modul slave gagal untuk dikendalikan. Kegagalan dalam pengontrolan peralatan dapat diketahui langsung oleh pengguna dengan melihat gambar indikator yang ada pada halaman web kontrol. Apabila gambar kondisi pada halaman web tidak berubah, berarti terjadi kegagalan dalam pengontrolan peralatan sehingga pengguna dapat mengulangi perintah untuk melakukan pengontrolan peralatan.

48

Untuk prosedur pengujian yang telah dilakukan untuk pengujian tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone adalah sebagi berikut: 1. Menghubungkan modul Raspberry Pi dengan router menggunakan kabel UTP dan pada modul modem PLC pada modul master. 2. Memasang modul master dan modul slave pada terminal yang memiliki aliran listrik. 3. Memberi nomor alamat dengan mengatur Dip Switch yang terdapat pada modul slave. Untuk slave pertama diberi nomor alamat “1” dan “2”, untuk slave kedua diberi nomor alamat “3”. 4. Melakukan pengontrolan dengan menekan tombol turn on dan turn off yang ada pada halaman web pengontrol sebanyak 10 kali pada setiap alamat yang telah diatur pada langkah nomor “3”. 5. Mengulangi langkah nomor “3” tetapi nomor alamat divariasikan sampai nomor alamat kesembilan. Gambar 4.10 menunjukan skema pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone dan pada Tabel 4.3 menunjukan hasil dari pengujian tersebut.

Gambar 4.10. Skema pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone.

49

Tabel 4.3. Hasil pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone. No. Tombol/Alamat Berhasil

Prosentase (%)

Gagal

1.

9

1

2.

10

0

3.

10

0

4.

9

1

5.

9

1

6.

10

0

7.

9

1

8.

8

2

9.

9

1

83/90= 92% 7/90= 8%

Dari hasil pengujian yang ditunjukan pada Tabel 4.3, pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone berhasil dilakukan dengan prosentase keberhasilan sebesar 92% dari 90 kali percobaan didapatkan 83 pengontrolan yang berhasil dan prosentase kegagalan sebesar 8% dari 90 kali percobaan didapatkan 7 kali pengontrolan yang gagal. Kegagalan yang terjadi dalam melakukan pengontrolan peralatan sama seperti kegagalan yang terjadi pada pengujian pengontrolan menggunakan koneksi internet melalui PC, yang dapat terjadi apabila data perintah pengontrolan peralatan yang dikirim oleh modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi yang dikirimkan oleh modul slave ke modul master. Kegagalan dalam pengontrolan peralatan pada pengujian ini juga dapat diketahui langsung oleh pengguna dengan melihat gambar kondisi yang ada pada halaman web kontrol. Apabila gambar indikator pada halaman web tidak berubah, berarti terjadi kegagalan dalam pengontrolan peralatan sehingga pengguna dapat mengulangi perintah untuk melakukan pengontrolan peralatan. Untuk prosedur pengujian yang telah dilakukan untuk pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC adalah sebagi berikut: 1. Menghubungkan modul Raspberry Pi dengan router menggunakan kabel UTP dan pada modul modem PLC pada modul master.

50

2. Memasang modul master dan modul slave pada terminal yang memiliki aliran listrik. 3. Memberi nomor alamat dengan mengatur Dip Switch yang terdapat pada modul slave. Untuk slave pertama diberi nomor alamat “1” dan “2”, untuk slave kedua diberi nomor alamat “3”. 4. Melakukan pengontrolan dengan mengubah waktu untuk menyalakan dan memadamkan peralatan pada halaman web “penjadwalan.php” sebanyak 10 kali pada setiap alamat yang telah diatur pada langkah nomor “3”. 5. Mengulangi langkah nomor “3” tetapi nomor alamat divariasikan sampai nomor alamat kesembilan. Gambar 4.11 menunjukan skema pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC dan pada Tabel 4.4 menunjukan hasil dari pengujian tersebut.

Gambar 4.11. Skema pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC.

Tabel 4.4. Hasil pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC. No. Tombol/Alamat Berhasil

Gagal

1.

9

1

2.

10

0

3.

10

0

4.

10

0

(bersambung)

51

Tabel 4.4. Hasil pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC.(Lanjutan)

Prosentase (%)

5.

9

1

6.

9

1

7.

9

1

8.

10

0

9.

10

0

86/90= 95%

4/90= 5%

Dari hasil pengujian yang ditunjukan pada Tabel 4.4, pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC berhasil dilakukan dengan prosentase keberhasilan sebesar 95% dari 90 kali percobaan didapatkan 86 pengontrolan yang berhasil dan prosentase kegagalan sebesar 5% dari 90 kali percobaan didapatkan 4 kali pengontrolan yang gagal. Terjadi kegagalan dalam pengontrolan peralatan jika waktu yang diatur oleh pengguna untuk melakukan pengontrolan menyala atau memadamkan peralatan dilakukan bersamaan, yang mengakibatkan tidak semua penjadwalan berhasil dilakukan. Kegagalan tersebut dapat dihindari dengan memberikan selisih waktu minimal 1 menit untuk setiap sumber yang ingin dikendalikan. Kegagalan juga dapat terjadi seperti pada pengujian pengontrolan menggunakan koneksi internet atau tanpa melalui koneksi internet, yang disebabkan karena data perintah pengontrolan peralatan yang dikirim oleh modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi yang dikirimkan oleh modul slave ke modul master. Gambar 4.12 menunjukkan keadaan keseluruhan sistem ketika pengujian dilakukan.

Gambar 4.12. Pengujian keseluruhan sistem.

52

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini berisi kesimpulan yang didapatkan selama perancangan, perealisasian serta pengujian skripsi dan beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk pengembangan skripsi ini. 5.1. Kesimpulan Berdasarkan perancangan, perealisasian dan pengujian dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Raspberry Pi dapat terhubung dengan modul modem PLC yang telah direalisasikan menggunakan komunikasi serial dan dapat digunakan sebagi web server yang dapat mengendalikan peralatan berupa lampu AC dan pompa air listrik melalui halaman web. 2. Perubahan gambar indikator pada halaman web kontrol menunjukan kondisi dari sumber yang ada pada modul slave. 3. Pengontrolan dapat dilakukan menggunakan jaringan internet melalui PC dengan tingkat keberhasilan 90% dan kegagalan 10% atau tanpa jaringan internet melalui smartphone dengan tingkat keberhasilan 92% dan kegagalan 8%. 4. Pengontrolan peralatan juga dapat dilakukan melalui penjadwalan dengan menentukan waktu untuk menyalakan dan memadamkan melalui halaman web penjadwalan dengan tingkat keberhasilan 95% dan kegagalan 5%. 5. Sumber yang tersedia pada modul slave dapat divariasikan alamatnya dengan nomor alamat antara 1 sampai dengan 9 dengan mengatur DIP Switch. 6. Terjadi kegagalan apabila pengiriman data perintah pengontrolan dari modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi dari modul slave ke modul master. Kegagalan tersebut disebabkan karena modul master dan modul slave berkomunikasi secara half-duplex, akibatnya perintah pengontrolan peralatan yang dikirim oleh pengguna melalui modul master akan gagal diterima oleh modul slave sehingga sumber yang ada pada modul slave gagal untuk dikendalikan. Selain itu kegagalan dalam pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC

53

dapat terjadi jika waktu yang diatur oleh pengguna untuk melakukan pengontrolan menyala atau memadamkan peralatan dilakukan bersamaan, yang mengakibatkan tidak semua penjadwalan berhasil dilakukan.

5.2. Saran Pengembangan Beberapa saran untuk pengembangan skripsi ini adalah sebagai berikut : 1. Menambahkan fasilitas kamera sehingga dapat digunakan untuk memantau keadaan rumah yang akan ditampilkan pada halaman web. 2. Menambahkan pendeteksi yang akan tertampil pada halaman web jika ada peralatan yang rusak atau tidak mau menyala saat diberi perintah menyala dengan menambahkan sensor arus pada setiap peralatan yang terhubung pada sumber yang tersedia pada modul slave.

54

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Anonim, “Serial in Raspberry Pi”, diakses dalam http://elinux.org/RPi_Serial_Connection#Connections_and_signal_levels pada 28 Oktober 2013.

[2]

Anonim, “Seting modem internet pada Raspberry Pi”, diakses dalam http://raspberry-at-home.com/installing-3g-modem/ pada 6 November 2013.

[3]

Anonim, “Spesifikasi hardware Raspberry Pi model B”, diakses dalam http://elinux.org/RPi_Hardware pada 27 Oktober 2013.

[4]

ATMEL, “8-bit AVR Micrcontroller with 8K Bytes In-System Programmable Flash”, Atmel Corporation, 2006.

[5]

Firdaus, “7 jam Belajar Interaktif FrontPage 2003 untuk Orang Awam”, Maxikom, Palembang, 2006.

[6]

Kartono, Rudy Darmawan, “Embedded Wap Server Berbasis Mikrokontroler MCS51”. FTEK-UKSW, Salatiga, 2004.

[7]

Krisdayanto, Didik, “Embedded Web Server Dalam Mikrokontroler Untuk Sistem Kendali Rumah”. Fakultas Teknologi Industri- Universitas pembangunan Nasional “veteran”,surabaya, 2010.

[8]

MAXIM, “DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer”, Dallas Semiconductor-Maxim.

[9]

Purnomo, Vinsensius Rahmat Setyo, “Sistem Pengendali Peralatan Elektronik Serta Pemantauan Suhu Ruangan Berbasis Mikrokontroler Dengan Media Komunikasi Jala-Jala”. FTEK-UKSW, Salatiga, 2013.

[10] Winoto, Ardi, “Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR”, Informatika Bandung, Bandung, 2008.

54

55

LAMPIRAN

•

Pada Gambar 4.13 menunjukan skema bagian mikrokontroler pada modul slave.

Gambar 4.13. Skema bagian mikrokontroler pada modul slave[9, h.33].

•

Berikut akan dijelaskan langkah-langkah dalam pemasangan web server pada modul Raspberry Pi. 1. Mengetikkan pada terminal Raspberry Pi “sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5” dengan catatan modul Raspberry Pi sudah terhubung dengan koneksi internet. 2. Akan muncul pemberitahuan untuk menekan huruf “y” untuk dapat melanjutkan proses menginstal web server pada modul Raspberry Pi seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.14.

55

56

Gambar 4.14. Pemberitahuan untuk melanjutkan proses menginstal web server pada modul Raspberry Pi. 3. Setelah muncul pemberitahuan seperti pada Gambar 4.14, proses menginstal akan dilanjutkan hingga selesai. 4. Setelah proses penginstalan web server selesai, dilakukan pengujian dengan cara menghubungkan modul Raspberry Pi menggunakan kabel UTP dengan komputer lain dan memanggil alamat modul Raspberry Pi melalui browser pada komputer lain. Gambar 4.15 menunjukan halaman web yang muncul pertama kali sekaligus menandakan web server berhasil terpasang pada modul Raspberry Pi.

Gambar 4.15. Tampilan halaman web yang muncul pertama kali setelah pemasangan web server.

56