PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Vogyakarta, 28 Agustus 2008
RANCANG BANGUN SISTEM PANT AU SUHU MENGGUNAKAN IIC PROTOKOL BERBASIS WEB DENGAN SENSOR DS1621 Kussigit Santosa, G Bambang Hem K Pusat Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir - BATAN
ABSTRAK RANCANG BANGUN SISTEM PANTAU SUHU MENGGUNAKAN IIC PROTOKOL BERBASIS WEB DENGAN SENSOR DS1621. Telah dilakukan rancang bangun sistem pantau suhu menggunakan lIC (Inter-Integrated Circuit) protokol berbasis WEB dengan sensor OS 1621. Data yang dikirim oleh sensor dapat diambil melalui jaringan internet sehingga dapat diakses dari sembarang pera/atan yang terhubung dengan internet. Pemantauan suhu insta/asi dapat dengan mudah dilakukan sehingga jika terjadi sesuatu penyimpangan dapat dengan seger a ditindak lanjuti. Sensor DS1621 mempunyai jangkauan pembacaan suhu dari 2rfC sampai dengan 12S'C. Software yang digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran suhu ada/ah HTML. Penggunaan Windows XP sebagai server pada perancangan ini sangatlah mernbantu karena adanya fasilitas DNS (Domain Name System) dan liS (Internet Information Service) yang sangat mempermudah untuk setting ke jaringan internet. ABSTRACT TEMPERA TURE MONITORING SYSTEM DESIGN USES IIC PROTOKOL BASE ON WEB WITH SENSOR DS1621. The temperature monitoring system design using lIC (Inter-Integrated Circuit) protocol to base on WEB with sensor OS 1621 has been conducted. Data sent by sensor can be taken through internet network and can be accessed from any equipments that is connected to internet. Monitoring Installation temperature can be done easily so that if happened something deviation can be followed up immediately. The temperature range of sensor DS1621 from 2rfC to 12S'C. The software applied to present the result of temperature measurement is HTML. The Windows XP as server at this design is very helpful, because there are DNS (Domain Name System) and liS (Internet Information Service) that simplify for setting to internet network.
PENDAHULUAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA
Pernantauan intalasi dapat wireless dilakukan rnurni dari jarak jauh. suatu Baik rnenggunakan rnaupun carnpuran antara wireless dan kabel. Perkernbangan teknologi modem menuntut adanya mobilitas yang tinggi Pernanfaatan internet sebagai pengontrolan peralatan sekarang ini banyak digunakan untuk rnernantau suatu keadaan instalasi[I]. Dengan rnenggunakan sensor DS1621, pengukuran suhu di dalam ruangan suatu intalasi dapat diketahui dengan cepat melalui jaringan internet. Sehingga kalau terjadi sesuatu yang tidak diinginkan maka dapat dengan cepat ditindaklanjuti. Pada kegiatan ini ada dua kegiatan yang dikerjakan yaitu pembuatan perangkat keras dan pembuatan software untuk akses data. 178
Komunikasi data merupakan teknologi yang rnenggabungkan aspek jaringan telekomunikasi dengan sistem komputer sehingga menambah kemampuan sistem kornputer untuk mengolah data. Proses pengiriman bisa terjadi jika data telah diubah dalarn kode tertentu yang telah disepakati rnelalui media kabel ataupun kornunikasi radio[2].
Protokol Ada aturan tertentu yang harus diikuti dalam komunikasi. Sekumpulan aturan ini disebut protokol. Banyak jenis protokol yang telah digunakan dalam sistem komunikasi. Program
ISSN 1410 - 8178
Kussigit Santoso, dkk
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don ProsesBahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
aplikasi yang berbeda akan memiliki unjuk kerja dan sumber daya yang berbeda pula, maka tidak hanya satu protokol yang dapat digunakan untuk menjalankan semua aplikasi yang ada. Untuk IC DS 1621 protokol yang digunakan adalah protokol IIC BUS[3]. Konsep dasar protokol ini adalah handshaking, dimana masing-masing ujung pada jalur komunikasi akan terlihat oleh ujung lain yang akan mengirimkan informasi, selanjutnya informasi diterima dan proses pengiriman informasi berjalan sukses. IIC Bus Protokol
[3]
IIC Bus terdiri dari dua kabel yaitu serial data (SDA) dan serial c/ok (SCL) yang masingmasing membawa informasi antara koneksi alat dengan bus. Setiap bagian yang ada di bus memiliki alamat tertentu yang dapat beroperasi sebagai transmi//er maupun receiver. Dalam keadaan yang sarna bagian tersebut dapat ber!:ifat sebagai master dan slave. Master berarti bagian yang menginisialisasi transfer data, bus dan membangkitkan sinyal clock untuk di kirim, sedangkan slave bagian yang menginisialisasi alamat. Data yang ditransfer oleh lIC bus diawali dengan start dan diakhiri dengan kondisi stop. Pada saat kondisi start dimulai dari kondisi high ke low oleh SDA, sementara SCL high. Sedangkan kondisi stop dimulai dari kondisi low ke high oleh SDA, dimana SCL high. Hal ini dapat terlihat dari Gambar 1.
Gambar I. Diagram pewaktuan pengiriman data. Setiap paket data dalam IIC bus terdiri dari 8 bit data. Bila satu bit telah selesai di transfer keadaan ini membutuhkan 9 pulsa clock. Jika master penerima tidak dapat membangkitkan
acknowledge bit, ini berarti slave mentransfer bit data yang terakhir.
transmitter
Transfer data pada serial Bus 2-kabel Pada Gambar 2 terlihat bagaimana transfer data pada 2-wire bus yang tergantung dari bit yang dibaca dan yang ditulis. Dua tipe data bisa terlihat pada gambar 2 sebagai berikut : I. Pengiriman data dari master (komputer) ke slave DS 1621. Byte pertama dikirim oleh master pada alamat slave, setelah itu akan mengikuti jumlah data byte. Slave akan kembali ke ACK bit setelah menerima setiap data byte. 2. Pengiriman data dari slave ke master. Pada bit pertarna slave address, dikirim oleh master kernudian slave akan kernbali ke bit ACK, kernudian akan diikuti jumlah bit data yang dikirirn oleh slave ke master. Setelah itu kernbali ke bit ACK, setelah rnenerirna sernua bit sampai bit terakhir, pada bit terakhir diterima akan kembali ke NAK. Master akan rnernbangkitkan pulsa serial clock dan kondisi START and STOP, pengirirnan data akan diakhiri dengan kondisi STOP dengan pengulangan kernbali dengan kondisi START. Pada saat kondisi START dimulai, ini berarti juga permulaan dari pengirirnan serial data yang berikutnya. Protokol TCPIIP (Transmision Protocol-lnternet Protocol)!1]
Control
TCP/IP adalah sekelompok protokol yang rnengatur kornunikasi data kornputer di internet. Karena rnenggunakan protokol yang sarna perbedaan jenis komputer dan sistem operasi tidak rnenjadi rnasalah. Protokol TCP/IP ini rnenggunakan address. Setiap host atau node yang rnenggunakan protokol TCP/IP hams rnernpunyai alarnat internet protokol (IP) sendiri. Internet address merupakan alarnat yang terdiri atas 32 bit, yang dibagi rnenjadi ernpat bagian yang terdiri atas 8 bit yang dipisahkan oleh tanda titik.
~r. CQf-JDlilOt<.!
Garnbar 2. Komunikasi data serial Bus
Kussigit Santoso, dkk.
ISSN 1410 - 8178
179
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogyakarta, 28 Agustus 2008
115
(Internet Information Service) liS (Internet information
service)
merupakan server aplikasi file yang dilengkapi dengan HTTP (Hypertext Mark up Language), FTP(File Transfer Protocol) dan lainya. Bila suatu client akan terhubung dengan internet maka dibutuhkan browser misalnya IE (Internet
Explorer).
IC IC
dioda IN4148 : Zener dioda 5.1 V '/., W : 4700 Q : 100nF : 47 I-lF 16 V : DSI621 : LM 7508
Port
: DB9 Female Plug
D"
D2, DJ:
D4,
Ds
R •• R2 C1,C2 CJ
Serial Bus Komputer (RS232)[3] RS232 pada komputer menggunakan konektor DB9. Pin pada Com serial terdiri dari 9 Pin. Nama dan kegunaan dapat dilihat pada Tabel 1.
BERIi'I.
COli
Tabel I. Keterangan Pin RS-232 CTS RI NAMA RD TD DTR SGND DSR RTS Clear To Send Data Carrier KETERANGAN Detect Ground Ring Indicator PINDCD Receive Data (a.k.a Transmit Data (a.k.a TxD, Rx) Tx) Terminal ReadyRxD, Set Ready Request To Send 1.
9 2. 3. 4. 6. 8. 5. 7.
Gambar 3. Skema Rangkaian
Modul DS 1621.
Detail Pin DS1621 DSI621 memiliki 8 pin yaitu 3 pin address, I pin untuk clock, 1 pin untuk jalur data, I pin untuk ground, I pin untuk V DD. Rincian pin dapat dilihat pada Tabel 2.
HTML (Hypertext Mark up Language)[4] HTML merupakan salah satu bahasa yang digunakan untuk membuat halaman Web. Struktur HTML dapat dilihat sebagai berikut : 8763425 I PIN
Tabel2.
Diagram Pin IC DSI621 SIMBOL GND SDA Tout SCL A2 SDA Al AO VDD
SCL GND To••
<TITLE> judul dari Website
TAT A KERJA Tata kerja kegiatan ini dapat dibagi dalam dua bagian pekerjaan yaitu : pembuatan modul sensor suhu DS 1621 dan setting software dan pembuatan tampilan website.
Interfacing IIC BUS Pada Serial Port HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk
Pembuatan modul sensor suhu DS1621 Pad a Gambar 3 memperlihatkan rangkaian serta komponen pendukungnya. Sensor yang dipasang bisa mencapai 8. Daftar Komponen Pendukung :
180
komunikasi
data
dari
alat
ke
komputer disini digunakan konektor yang dihubungkan komputer dengan mengambil level tegangan RS232 yang ada pada komputer yang dihubungkan secara serial. Seperti yang terlihat pada Gambar 4 dan 5.
ISSN 1410 - 8178
Kussigit Santoso, dkk
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Yogvakarta, 28 Agustus 2008
OJ
02 SERIAL
Cara penginstallan sebagai berikut : I. Klik Start Programs Adminstrative tools lalu klik ganda pada DNS sehingga akan tampil jendela DNS seperti Gambar 6.
CI
01
COM
ONS
8!~_z_
,.~---
'~:~~'''''
Gambar 4. Interfacing IIC BUS pada port serial komputer
:
...•
, ~":gJ~~,1d *~•.....•.••• -"> .••
ft:,;GJ
R~~
looia..o
201"1es
LM 7805
Gambar 6. Gambar Jendela DNS 2. Klik kanan pada Forward look up zone lalu pilih new zone seperti Gambar 7. Gambar 5. Rangkaian regulator Dari 9 buah pin yang ada pada RS 232, hanya beberapa yang digunakan diantaranya, yaitu: I. Pin 3 TO (Transmit Data), yang berfungsi untuk memberitahu DCE atau disini adalah digital sensor temperatur bahwa DTE telah aktif dan siap untuk bekeIja. 2. Pin 5 ground berguna sebagai referensi semua tegangan interface. 3. Pin 7 RTS (Request To Send) yang berfungsi sebagai pemberitahu digital sensor temperatur atau DeE bahwa komputer atau DTE akan mengirim data. 4. Pin 8 CTS (Clear To Send) yang berfungsi memberitahu komputer atau DTE bahwa DCE telah siap untuk menerima data. Setting Software 1. Mengkonfigurasi Server Untuk mengkonfigurasi server hal yang pertama diinstall yaitu Domain Controller (DC). Domain Controller merupakan suatu fasilitas di dalam windows server yang berfungsi sebagai pengatur jaringan. Informasi yang disimpan dalam Active Directory antara lain meliputi user dan group account, printer, file server, serta berbagai kebijaksanaan.
Gambar 7. Membuat DNS Baru 3. Pilih type dan berikan nama zonenya. Pada perancangan ini nama zone suhuruangan.com seperti Gambar 8.
Gambar 8. Nama Zone 4. Tekan Finish seperti Gambar 9. Completing the New Zone Wizard
2. Domain Name System (DNS) Domain Name System adalah sistem yang memungkinkan translasi nama suatu host di jaringan komputer ataupun internet menjadi IP Address. Dengan menggunakan DNS, suatu host dapat diberikan nama yang mudah di ingat dibandingkan dengan mengingat nomor IP Address. DNS menggunakan zone untuk membatasi ruang nama domain (Domain Name Space) supaya mudah diatur. Kussigit Santoso, dkk.
ISSN 1410 - 8178
'too hlh"e M~m.IJ! CQ~eteo I<:ibwM «=1~ tPed~d ~rn
t~
N'.!'W2()(.,wc",j )'CU
PH'.g;~#U"~~}(;\)N P,orn'~'Y
Gambar 9. Finish
\8\
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan Vogyakarta, 28 Agustus 2008
5. Setelah selasai maka akan tampil seperti gambar 10.
t<6
& ~ JJ\"({OO 221 fuwdr( ltn(f brn
$~. : ~
f.tfqJhtSt.~.rJn
(t A ~
_,.:.trtl "",.It!l(tffi
~.~_,IiA.~~
'"~~~~bb..nlU
rCJ P~jC'lI.i:.tliUj
Gambar 13. Penambahan Server
Gambar 10. Suhuruangan.com 6. Lalu klik kanan pada suhuruangan dan new host seperti gambar II. setelah selesai lakukan penambahan host.
Mengkontigurasi TCPIIP[4,5j Alamat TCP/IP yang dipakai adalah 192.168.10.35 untuk server dan sub net mask 255.255.255.0. Subnet digunakan untuk membedakan Network 10 dan Host 10. IP Address terdiri atas dua bagian yaitu Network 10 dan Host ID. Network 10 menentukan alamat jaringan komputer, sedangkan Host 10 menentukan alamat Host (komputer). Adapun carn mengkonfigurasi TCP/IP adalah sebagai berikut : I. Klik kanan pada icon My network places yang berada pada desktop dan pilih properti, pada local area conection lalu klik kanan dan pilih properti sehingga tampil seperti Gambar 14.
Gambar II. New Host 7. Setelah selesai penambahan host lalu lakukan pembautan alias seperti Gambar 12.
Gambar 12. Alias 8. Setelah selesai penambahan lalu lakukan klik kanan pada suhuruangan.com dan pilih properti lalu lakukan penambahan server pada tab name server seperti Gambar 13. Setelah selesai maka proses pembuatan DNS berakhir.
182
Gambar 14. Properti My network Place 2. Sorot internet protokol (TCP/[P) lalu klik property . 3. Akan tampil kotak dialog properti TCP/IP, isikan alamat IP pada IP Address dan subnet mask sesuai dengan kelas dari alamat IP tersebut, isikan juga alamat dimana ditaruh DNSnya seperti Gambar 15.
ISSN 1410 - 8178
Kussigit Santoso, dkk
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator don ProsesBahan Yogyakarta,
28 Agustus 2008
L lni. Addr device Perintah mvbi
i
device [
Set
Gambar 15. Properti My network place Program Penggerak Bahasa yang digunakan adalah HTML dengan editor Microsoft Front page. Ookumen hiperteks yang digunakan dalam WWW dipanggil dengan nama dokumen HTML. URL (Uniform Resource Locator) adalah suatu format arahan yang digunakan untuk mengarahkan browser menghubungi sesuatu server aplikasi Internet yang dikehendaki. Ada beberapa jenis browser untuk menjelajahi WWW yaitu diantaranya adalah Netscape Navigator dan Microsoft Internet Explorer.
So..t'lv
= Terrp-
UJI COBA DAN PEMBACAAN SUHU Oari flow chart Gar.1bar 16 pembacaan temperatur ini dapat diartikan sebagai berikut pertama-tama program yang akan dijalankan adalah menginisialisasi serial port sebagai HC BUS. Selanjutnya HC BUS akan mengirim address ke komputer dan memberi perintah pertama. Kemudian setelah mengirimkan perintah pertama terus mengirimkan perintah baca temperatur, dan menset komputer/device sebagai transmitter. Setelah itu komputer akan mengirim data melalui OTR pada port RS232 ke OSI621. Pada digital sensor temperatur ini data yang diterima akan dibaca dan ditanggapi.
Gambar 16. Flow chart pemograman
Kussigit Santoso, dkk.
ISSN 1410 - 8178
183
PRO SIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Vogyakarta, 28 Agustus 2008
Ea;J:~~::-:Zi!:-a •.• Ii:j-a:::Z:":::"I!i"=~='::3.C:r:::::=-
__
:m""iI1Ii~~tWn7fV:Cd..JQI..!!Ii
DAFTAR PUSTAKA
·i~:f~;~:~~?~~?J~~~~~~ ..~jJ
.
I
Pcneukur Suhu RUllnf:A"
!
t\Of .•\ Itf,)T~JM(fITA.\1
Suit •• Runn~'1U }>nda Sant Inl :
I
29.5 0C
I
.................................
-
.....,..-
-.-
-
1
·£·d··~·~D1LiJ•••••e,J·~··..~J
I. SURY ADI, "TCP/IP dan Internet sebagai Jaringan Komunikasi Global", Elek Media Komputindo, Jakarta. 1997 2. WILLIAM STALLINGS, "Komunikasi Data dan Komputer", Salemba Teknik Edisi iv, 2001 3. Dallas Semiconductor, "Digital Thermometer and Thermostat", www.maxim-ic.com 4. ANN NAVARO, "Effective Web Design", Second Edition, Sybex, 200 I
Gambar 17. Contoh gambar hasil tampilan KESIMPULAN Secara keseluruhan prototip rancang bangun sistem pantau suhu menggunakan IIC protokol berbasis web dengan sensor DS 1621 dapat berfungsi dengan baik. Pengujian awal telah menunjukkan bahwa metode ini dapat digunakan untuk memantau suhu suatu ruangan instalasi dan hasil rancangan ini dapat diaplikasikan untuk pemantauan parameter suhu jarak jauh tanpa harus turun ke instalasi langsung. Ucapan Terima Kasih Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Ir. Sulasno, M. Kom yang bekerja di Pusat Pengembangan Informatika Komputer BATAN yang telah membantu dalam instalasi jaringan internet.
184
TANYA JAWAB Riswan Djambiar ~ Bisakah sensor lebih dari satu dan kalau bisa bagaimana?
Kussigit S. Sensor suhu DS 1621 dapat dipasang lebih dari satu buah. Maksimum sensor yang bisa dipasang adalah 8 buah. Pengalaman sensor ini bisa dilaksanakan karena adanya pin 3 bit untuk pengalamatan artinya bisa dipasang 23 = 8.
ISSN 1410 - 8178
Kussigit Santoso,
dkk
