V. INTERKONEKSI SUPERVISORI KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN AMONIA PADA BROILER CLOSED HOUSE Abstract Multi-agent system can be used to solve difficult problems and impossible solved by individual agents. Research broiler house environment control system based on multi agent that allows ease of control required in the selection has been implemented in Indonesia. The system also provides a default control scenario, if the user does not choose any preference. This makes it easy for a novice user to use control system. The problem that then arises was processing the data from the agents of environmental parameters broiler closed house takes a longer time, thus affecting the speed of work, especially coupled with the complexity of the command and data communication lines. One alternative to the complexity of solving such problems was by applying the method of parallel computing. Enabling parallel computing on distributed computer implemented processes that run simultaneously. The materials used consist of as many as 20,000 broilers, broiler closed house with the existing system in the study area Cikabayan IPB with the length x width x height was 120 m x 12 m x 2.5 m, broiler feed, drinking water, using the software : Operating system Windows XP, PHP Software, Software CodeVision AVR, Software Apache web server, My-SQL Server. Materials used include: LAN and WAN network infrastructure, Internet service providers, Web Hosting, visulisasi: temperature, humidity,ammonia sensor, A set of computers and peripherals, a set of broiler closed house with insulation systems, 8 Exhaust fan (fan) units, 2 Cooling Pad (cooling unit) pieces, 2 heater (heating unit) pieces. Hardware on the server has a function as a store of data, applications as user interface, and the waiter both data request and response for the client in this case was the broiler house equipment being acquired and controlled. The method used in this study was the waterfall method that includes analyswas, design, coding and testing. Analysis was done through library research to manage the theories and concepts in accordance with the research conducted. Design was done to obtain the desired software. Coding was the stage of identifying the needs of the system in making the application program. Testing was the testing phase of the program to ensure all functions work well. Supervisori control system with interconnection between the server and client broiler closed house was built in order to facilitate everyone to know and control the status of electronic equipment both in office and in the broiler closed house moving equipment even with the requirement to access the Internet network. Interconnection supervisori control in broiler closed houses inerkoneksi supervisori discuss with the remote control using a computer network-based Internet Protocol (IP) with parallel computing was applied in one or two or three broiler closed house was closed control system having the parameters of temperature, humidity and ammonia which can be tuned according to changes in external conditions and internal kendalian online process called self-tuning adaptive control (AST). In this study closed broiler starter house with a period of one room 30 0C of environmental temperature, humidity 50% indoor environment, ammonia was 5 ppm, closed broiler grower houses period room 290C of environmental temperature, humidity indoor environment of 60%, ammonia 10 ppm, closed house broiler finisher period Environmental room temperature 270C, 70% humidity indoor environment, ammonia was 15 ppm. Keyword: Interconnection, supervisori control, environment, multi broiler closed houses, parallel computing
151
Abstrak Sistem multi agen dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang sulit dan mustahil dipecahkan oleh agen individu. Penelitian sistem kendali lingkungan broiler closed house berbasis multi agen yang memungkinkan kemudahan dalam pemilihan kontrol yang diperlukan telah dilaksanakan di Indonesia.. Hal ini memudahkan bagi pengguna orang awam untuk menggunakan sistem control. Masalah yang kemudian timbul adalah proses pengolahan data dari agen-agen parameter lingkungan broiler closed house membutuhkan waktu yang lebih lama, sehingga mempengaruhi kecepatan kerja, apalagi ditambah dengan kompleksitas jalur komunikasi perintah dan data. Salah satu alternatif pemecahan kompleksitas masalah tersebut adalah dengan menerapkan metode komputasi paralel. Komputasi paralel memungkinkan proses dilaksanakan pada komputer terdistribusi yang berjalan secara simultan. Bahan yang digunakan terdiri dari ayam broiler sebanyak 20.000 ekor, kandang ayam dengan sistem broiler house yang ada di lahan penelitian Cikabayan IPB dengan ukuran panjang x lebar x tinggi adalah 120 m x lebar 12 m x tinggi 2.5 m., pakan ayam, air minum, menggunakan software : Sistem operasi Windows XP, Software PHP, Software CodeVision AVR, Software Apache web server, My-SQL Server. Peralatan yang digunakan meliputi : infrastruktur jaringan LAN dan WAN, Jasa penyedia layanan Internet, Web Hosting, visulisasi : sensor suhu, Satu set komputer dan peripheral, satu set kandang ayam dengan sistem isolasinya, Exhaust fan (Kipas angin) sebanyak 8 buah, Cooling Pad (unit pendingin) sebanyak 2 buah, heater (unit pemanas) sebanyak 2 buah. Hardware di sisi server memiliki fungsi sebagai penyimpan data, aplikasi sebagai user interface, dan pelayan data baik request dan response bagi klien dalam hal ini adalah peralatan broiler house yang diakuisisi dan dikendalikan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda waterfall yang meliputi analisa, desain, coding dan testing. Analisa dilakukan melalui studi kepustakaan untuk mengelolah teori dan konsep yang sesuai dengan penelitian yang dilakukan. Desain dilakukan untuk mendapatkan perangkat lunak yang diinginkan. Coding merupakan tahap penentuan kebutuhan sistem dalam pembuatan program aplikasi. Testing merupakan tahap pengetesan terhadap program untuk memastikan semua fungsi berjalan dengan baik. Sistem supervisori kendali dengan interkoneksi antara server broiler house dan client broiler house dibangun guna mempermudah setiap orang untuk mengetahui dan mengendalikan status peralatan elektronik baik di kantor maupun di broiler house bahkan peralatan bergerak dengan syarat bisa mengakses jaringan Internet. Interkoneksi supervisori kendali pada broiler closed house membahas inerkoneksi supervisori kendali dengan jarak jauh menggunakan jaringan komputer berbasis Internet Protocol (IP) dengan parallel computing di aplikasikan dalam dengan satu atau dua atau tiga broiler closed house yaitu sistem kendali yang mempunyai parameter-parameter suhu, kelembaban dan amonia yang dapat ditala (dituning) sesuai dengan perubahan kondisi eksternal dan internal proses kendalian secara online disebut kendali adaptif swa-tala (AST). Pada penelitian ini broiler closed house satu dengan periode starter Suhu Lingkungan ruangan 300C, Kelembaban lingkungan ruangan 50%, amonia 5 ppm, broiler closed house periode grower Suhu Lingkungan ruangan 290C, kelembaban lingkungan ruangan 60%, amonia 10 ppm, broiler closed house periode finisher Suhu Lingkungan ruangan 270C, kelembaban lingkungan ruangan 70%, amonia 15 ppm. Keyword: Interkoneksi, supervisori kendali, lingkungan, multi broiler closed house, komputasi paralel
152
Pendahuluan Perunggasan merupakan subsektor peternakan yang sedang mengalami peningkatan
pesat.
Salah
satu
sektor
perunggasan
yang
paling
tinggi
peningkatannya adalah budidaya ayam broiler. Data menunjukkan bahwa pada tahun 2008 terjadi peningkatan budidaya broiler sebesar 8,7% dengan tingkat konsumsi daging ayam di Indonesia yang semakin meningkat, yaitu 4,5 kg/kapita/tahun (2007) menjadi 6,46 kg/kapita/tahun (2008) (Ditjen Peternakan, 2009). Tahun 2008 laju pertumbuhan bisnis perunggasan nasional mencapai 7%. Banyak pakar dan pelaku bisnis yang memprediksikan bahwa perunggasan di masa depan memainkan peternakan yang sedang mengalami peningkatan pesat. Salah satu sektor perunggasan yang paling tinggi peningkatannya adalah budidaya ayam broiler. Data menunjukkan bahwa pada tahun 2008 terjadi peningkatan budidaya broiler sebesar 8,7% dengan tingkat konsumsi daging ayam di Indonesia yang peranan dominan dalam hal ketersediaan dan ketahanan pangan yang bergizi, terutama sebagai sumber protein hewani (Rida et al. 2008). Ayam broiler adalah ayam tipe pedaging yang telahdikembangbiakan secara khusus untuk pemasaran secara dini. Ayampedaging ini biasanya dijual dengan bobot rata-rata 1,4 kg tergantungpada efisiensinya perusahaan. Ayam pedaging atau lazim disebut ayam broiler merupakan ayam yang memiliki pertumbuhan sangat cepat (Rasyaf 1994, 2004). Perkembangan teknologi dewasa ini begitu pesat hampir di seluruh aspek kehidupan, dalam perkembangan tekno-logi dibutuhkan sumber daya manusia yang berkualitas dan menguasai sedi-kitnya satu disiplin ilmu yang mampu untuk dikembangkannya. Kemajuan teknologi elektronika dan aplikasinya telah memberi banyak keuntungan bagi kehi-dupan manusia. Dengan penggunaan peralatan elektronika kegiatan manusia dapat dilakukan secara efektif dan efisien baik di broiler house, di green house, di tempat kerja, dan di tempat-tempat lainnya. Peralatan otomatis selain mudah penggunaannya juga dituntut harus dapat dioperasikan jarak jauh (remote control) tanpa harus mendekati atau menyentuh peralatan tersebut. Sistem operasi tersebut dinamakan sistem kendali jarak jauh. Komunikasi data tidak terlepas dari media transmisi yang harus ada, agar komunikasi dapat dilakukan. Penggunaan jalur telepon untuk komunikasi data
153
sudah lama dilakukan. Muncullah istilah modem, yang merupakan perantara (interface) antara komputer dan saluran transmisi. Modem ini mengubah data digital dari komputer ke dalam bentuk sinyal analog yang akan dikirim lewat saluran telepon. Komunikasi data lewat jala-jala listrik pun sudah dijajagi kemungkinannya. Telah tersedia chip khusus di pasaran yang didesain sebagai modem untuk interface ke jaringan komputer.Ada beberapa ma-cam kendali jarak jauh, yaitu dengan tidak menggunakan kabel, melalui gelombang radio, inframerah dan jaringan komputer. Dalam komunikasi data dibutuhkan suatu protokol, yaitu kumpulan peraturan yang mengatur proses komunikasi elektronik (Thomas 1996). Ada banyak protokol yang berkembang saat ini. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) merupakan suite protokol yang digunakan untuk mengirim data antar komputer dalam jaringan tanpa adanya batasan perangkat keras maupun perangkat lunak (Heywood 1996). Protokol TCP/IP ini dapat dimanfaatkan sebagai sarana pengiriman data informasi atau data kendali melalui jaringan komputer. Komunikasi antar system di waktu lampau masih menggunakan koneksi point-to-point. Seiring dengan semakin meningkatnya kebutuhan akan fitur–fitur yang lebih canggih, fleksibilitas dan cost-effective komunikasi, para engineer mulai menggunakan jaringan komputer baik local area network (LAN) maupun wide area network (WAN) dan power line communication (PLC) sebagai jalur komunikasi system. Pada umumnya LAN dan WAN berbasis infrastruktur yang harus disediakan sendiri dan PLC menggunakan jalur jala–jala listrik (Pratomo 2008). Sekarang ini, proses pengolahan data tidak lagi dilakukan secara terpisah, khususnya setelah terjadi penggabungan antara teknologi komputer sebagai pengolah data dengan teknologi komunikasi. Model komputer tunggal yang melayani seluruh tugas-tugas komputasi suatu organisasi telah diganti oleh sekumpulan komputer yang berjumlah banyak dan terpisah tetapi masih saling berhubungan dalam melaksanakan tugasnya. Sistem ini disebut sebagai jaringan komputer [Kristianto 2003].
154
Jaringan Komputer saat ini merupakan suatu infrastruktur penting yang harus dijaga kestabilan operasionalnya. Gangguan yang terjadi pada operasional jaringan akan mengakibatkan kerugian yang tidak kecil terutama pada perusahaan besar yang menggunakan jaringan komputer sebagai kegiatan operasional sehariharinya hal ini juga berakibat bertambahnya beban para administrator jaringan karena mereka harus secara manual mengecek client yang mengalami gangguan dimana client tersebut berada pada lokasi yang berjauhan.[Djuandi 2002] Untuk menjaga kelancaran, memantau dan juga mempermudah tugas administrator jaringan dalam pengoperasian jaringan, terutama yang berhubungan dengan manajemen client maka diperlukan suatu aplikasi jaringan yang dapat mengontrol sekaligus mengendalikan komputer-komputer client yang terhubung dalam jaringan [Dumas 1995]. TCP/IP adalah sekumpulan protokol yang didesain untuk melakukan fungsi-fungsi komunikasi data pada Wide Area Network (WAN). TCP/IP terdiri atas sekumpulan protokol yang masing-masing bertanggung jawab atas bagianbagian tertentu dari komunikasi data. Protokol yang satu tidak perlu mengetahui cara kerja protokol yang lain, sepanjang ia masih bisa saling mengirim dan menerima data. Berkat penggunaan prinsip ini, TCP/IP menjadi protokol komunikasi yang fleksibel (Onno, 1998). TCP/IP dapat diterapkan dengan mudah di setiap jenis komputer dan interface jaringan, karena sebagian besar isi kumpulan protokol ini tidak spesifik terhadap satu komputer atau peralatan jaringan tertentu. Agar TCP/IP dapat berjalan di atas interface jaringan tertentu, hanya perlu dilakukan perubahan pada protokol yang berhubungan dengan interface jaringan saja. Sekumpulan protokol TCP/IP ini dimodelkan dengan empat layer TCP/IP, sebagaimana terlihat pada Gambar 5.1 berikut :
155
Application Layer (SMTP, FTP, HTTP, Telnet, DNS, dan lain-lain) Transport Layer (TCP, UDP) Internet Layer (IP, ICMP, ARP) Network Interface Layer (Ethernet, X.25, SLIP, PPP)
TCP/IP Stack
Jaringan Fisik
Gambar 5. 1 Layer TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) Sumber (Douglas 2001) Dalam TCP/IP, terjadi penyampaian data dari protokol yang berada di suatu layer ke protokol yang berada di layer lain. Semua protokol memperlakukan semua informasi yang diterimanya dari protokol lain sebagai data. Jika suatu protokol menerima data dari protokol layer atasnya, ia akan menambahkan informasi miliknya ke data tersebut (encapsulation). Informasi ini memiliki fungsi yang sesuai dengan fungsi protokol tersebut. Setelah itu, data ini diteruskan lagi ke protokol pada layer di bawahnya. Hal yang sebaliknya terjadi jika protokol tersebut menerima data dari protokol yang berada pada layer di bawahnya. Jika data ini dianggap valid, protokol akan melepas informasi tambahan tersebut, kemudian meneruskan data itu ke protokol pada layer di atasnya (decapsulation). Layer terbawah, Network Interface Layer, bertanggung jawab mengirim dan menerima data ke dan dari media fisik. Media fisiknya dapat berupa kabel, serat optik, atau gelombang radio. Karena tugas ini, protokol pada layer ini harus mampu menerjemahkan sinyal listrik menjadi data digital yang dimengerti komputer, yang berasal dari peralatan lain yang sejenis. Protokol yang berada pada Internet Layer bertanggung jawab terhadap proses pengiriman paket ke alamat yang tepat. Pada layer ini ada tiga protokol, yaitu IP, ARP, dan ICMP. IP (Internet Protocol) berfungsi untuk menyampaikan paket ke alamat yang tepat. ARP (Address Resolution Protocol) merupakan protokol yang digunakan untuk menemukan alamat hardware dari host/komputer yang terletak pada jaringan yang sama. Sedangkan ICMP (Internet Control Message Protocol) adalah protokol yang digunakan untuk mengirim pesan dan melaporkan kegagalan pengiriman data.
156
Transport
Layer
berisi
protokol
yang bertanggung jawab untuk
mengadakan komunikasi antara dua host/komputer. Kedua protokol tersebut adalah TCP (Transmission Control Protocol) dan UDP (User Datagram Protocol). Pada layer teratas, Application Layer, terletak semua aplikasi yang menggunakan protokol TCP/IP ini. TCP (RFC 793) memberikan komunikasi yang handal antar proses yang berjalan pada host yang saling terhubung. Protokol ini berusaha secara seksama untuk mengirimkan data ke tujuan, memeriksa kesalahan, mengirimkan ulang data bila diperlukan dan mengirimkan pesan kesalahan ke lapisan atas hanya bila TCP tidak berhasil mengadakan komunikasi. Untuk memastikan diterimanya data, TCP menggunakan nomor urut segmen dengan acknowledgement (jawaban). Tiap oktet pada suatu segmen memiliki nomor urutan, memungkinkan tiap oktet yang dikirim untuk menjawab. Header TCP menyebutkan urutan nomor segmen untuk oktet pertama pada field data, dan tiap segmen juga memiliki nomor acknowledgement. Saat TCP mengirimkan sebuah segmen, ia akan menyimpan duplikat dari segmen tersebut pada antrian, yang akan tetap ada di sana sampai sinyal acknowledgement diterima. Segmen yang tidak menjawab akan dikirim ulang. Tetapi kehandalan TCP ini mengakibatkan pemakaian bandwidth jaringan yang besar dan menimbulkan overhead, sehingga TCP tidak cocok untuk aplikasi yang mentransmisikan data dalam arus pendek seperti Ping, BootP, dan sebagainya. UDP (RFC 768) memberikan alternatif transport untuk proses yang tidak membutuhkan pengiriman yang handal. UDP adalah protokol datagram yang tidak menjamin pengiriman data atau perlindungan duplikasi. Datagram adalah pesan yang bersifat independen yang dikirimkan secara terpisah dari datagram lain. Proses pada lapisan atas harus bertanggung jawab untuk mendeteksi data yang hilang atau rusak dan mengirim ulang data tersebut jika diperlukan. UDP tidak mengurusi penerimaan aliran data dan pembuatan segmen yang sesuai untuk IP, sehingga beroperasi dengan overhead yang jauh lebih kecil dari TCP (Dumas 1995). Hasil survei tersebut menyatakan beberapa protokol yang terkenal disusun dalam bentuk tree seperti tampak pada Gambar 5.2.
157
Gambar 5. 2 Standar protocol family tree. Sumber (Bhargav & Koopman 1993). Beberapa keuntungan menggunakan TCP/IP pada system adalah :pertama, memiliki kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan RS232, RS485 dan metode komunikasi tradisional, kedua, Kompabilitas yang luas,
system dapat
dihubungkan ke LAN / WAN, ketiga, Komunikasi yang sangat reliable berdasarkan standar internasional, keempat, terdapat banyak pilihan jenis / merek mikrokontroller yang dapat digunakan, kelima, mudah dikoneksikan dengan komputer (PC). Jaringan client server adalah memfaatkan sebuah komputer dari jaringan sebagai central (pusat) pertemuan antar beberapa client pada aplikasi yang sama. Dalam proses pertemuannya tiap-tiap clent haruslah melakukan koneksi dengan server agar dapat bergabung pada aplikasi yang sama, proses inilah yang disebut dengan protokol komunikasi client-server (A.S. Tanenbaum, 1996)’. Proses protokol komunikasi jaringan client-server terlihat pada Gambar 5.3.
Gambar 5. 3 Protokol komunikasi jaringan Client-Server Sumber (Tanenbaum 1996) Suatu program sistem kendali yang penulis buat terdiri atas dua komponen utama yaitu program server dan program client. Gambar 5.3. merupakan skema dasar proses kerja sistem kendali. Gambar 5.4 menggambarkan proses kerja yang
158
terjadi antar client dan server, dimana server bertindak bertindak sebagai komputer pengendali sedangkan client sebagai komputer yang dikendalikan server.
Koneksi / Kirim instruksi Server (IP: xxx.xxx.xxx.xxx)
Terima
Client
(IP: xxx.xxx.xxx.xxx)
Gambar 5. 4 Skema dasar sistem kendali Pada rancangan tesbed yang digunkan pada penelitian ini digunakan 1 client sebagai media interface pengendali peralatan listrik oleh user dan mengirimkan data pengendali ke sever yang terhubung dengan peralatan listrik pada ruangan di dalam gedung. Skenario ini menggunakan 2 server yang seolah terdapat dua gedung yang akan dikendalikan peralatan listriknya. Tiap server akan menjalankan data pengendali yang dikirimkan oleh client untuk mengendalikan (mematikan dan menhidupkan) peralatan listrik yang ada pada ruangan. Bentuk rancangan testbed yang digunakan dalam penelitian ini terlihat pada Gambar 5.5 yang memperlihatkan bahwa jaringan LAN yang digunakan masih menggunakan media transmisi wired.
Gambar 5. 5 Testbed Jaringan pengendali peralatan listrik ruangan Sumber (Daryanto 2009) Penerapan sistem multi agen pada kontrol lingkungan broiler house menjadi penting untuk dikembangkan, hal ini disebabkan oleh banyaknya parameter lingkungan broiler house yang dikontrol. Sistem multi agen merupakan sebuah sistem yang terdiri dari beberapa agen yang berinteraksi secara cerdas. Sistem multi agen dapat digunakan untuk memecahkan masalah yang sulit dan mustahil dipecahkan oleh agen individu atau sistem monolit (Nathan Schurr, 2005).
159
Tantangan yang dihadapi dalam pengembangan sistem multi agen adalah keselarasan global dari sistem yang dibangun (Y. Diao, 2005 dan S. Abdelwahed, 2004, Elvayandri, 2007). Penelitian sistem kontrol lingkungan broiler house berbasis multi agen yang memungkinkan kemudahan dalam pemilihan kontrol yang diperlukan telah dilaksanakan di Indonesia. Hasil dari penelitian tersebut adalah pengguna diberikan sekumpulan α (sekumpulan alternatif metode kontrol) dan β (sekumpulan parameter yang relevan terhadap kontrol lingkungan broiler house). Pengguna dapat memilih metode α yang digunakan untuk memanipulasi berbagai parameter β. Dengan demikian β dari α dan B sistem menerima pasangan masukan (A, B) dimana A pengguna untuk melakukan tugas kontrol terhadap broiler house. Sistem juga menyediakan skenario kontrol default, jika pengguna tidak memilih preferensi apapun. Hal ini memudahkan bagi pengguna awam untuk menggunakan sistem kontrol (Seminar et al; 2006, Alimuddin et al.2011 ). Masalah yang kemudian timbul adalah proses pengolahan data dari agenagen parameter lingkungan broiler house membutuhkan waktu yang lebih lama, sehingga mempengaruhi kecepatan kerja, apalagi ditambah dengan kompleksitas jalur komunikasi perintah dan data. Salah satu alternatif pemecahan kompleksitas masalah tersebut adalah dengan menerapkan metode komputasi paralel. Komputasi paralel memungkinkan proses dilaksanakan pada komputer terdistribusi yang berjalan secara simultan. Sebuah sistem terdistribusi dapat direpresentasikan sebagai Multiprosesor, yang terdiri dari prosesor. Di sisi lain, sistem terdistribusi dapat direpresentasikan sebagai sistem multi agen, di mana setiap prosesor dianggap sebagai Agen. Agen adalah sistem komputer yang terletak dalam suatu lingkungan, dan memiliki kemampuan tindakan otonom dalam lingkungan ini dalam rangka memenuhi tujuan desain (Wooldridge dan Jennings 2002). AGENT Sensor input
Action output
ENVIRONTMENT
Gambar 5. 6 Agen pada lingkungan.Sumber (Wooldridge dan Jennings 2002).
160
Gambar 5.6 memberikan gambaran secara umum dari agen. Dalam diagram ini, kita bisa melihat output yang dihasilkan oleh tindakan agen untuk mempengaruhi lingkungannya. Menurut Michael J Quinn (2004) dan Barry Wilkinson, Michael Allen (2010) Pemrosesan Paralel adaIah penggunaan banyak prosesor yang saling bekerjasama satu saran lain untuk mencari suatu solusi tunggal dari suatu permasalahan. Pemrosesan paralel dapat digunakan untuk beberapa keperluan, diantaranya addah untuk rnernpercepat waktu eksekusi dan mendistribusilcan pencarian solusi dari perrnasalahan yang sangat kompleks.
Gambar 5. 7 Bagan model komunikasi komputasi paralel. Sumber (Seminar et al. 2005) Model komputasi paralel, setiap komputer Client hanya berkomunikasi dengan komputer Server dan antar sesame komputer Client tidak berkomunikasi satu sama lain. Komunikasi hanya terjadi pada saat proses inisialisasi, pengimbangan tugas, pengiriman populasi dari Server ke Client, penerimaan populasi dari Client ke Server, dan penerimaan evaluasi dari Client ke Server. Proses-proses kalkulasi dilakukan oleh komputer Server dan setiap computer Client. Dengan kata lain komputer Server tidak hanya melakukan pengontrolan proses pada setiap komputer Client saja, akan tetapi ikut pula memproses data yang sudah terbagi-bagi bersama-sama dengan komputer-komputer Client. (Seminar KB et al. 2005) Tujuan utama dari komputasi paralel adalah peningkatan kecepatan proses (speed up) (Wesley et al. 2000). Berbagai penelitian yang menerapkan komputasi paralel sudah banyak dilakukan diantaranya dalam penerapan dalam pemodelan
161
aliran fluida (Wu et al. 2002). Penerapan sistem multi agen dengan komputasi paralel pada kontrol lingkungan broiler house bertujuan untuk meningkatkan kecepatan kerja sistem, karena beban kerja akan didistribusikan ke beberapa agen, baik agen yang bertugas memonitor, agen eksekutor, maupun agen pengontrol. Sistem multi agen untuk kontrol lingkungan broiler house masih memiliki kelemahan yaitu dari waktu komputasi. Waktu komputasi menjadi perhatian utama karena ayam broiler tidak toleran terhadap perubahan iklim lingkungan di dalam broiler house. Solusi adalah penerapan multi agen dengan komputasi paralel. Komputasi paralel bertujuan untuk mempercepat waktu komputasi (speed up) sehingga kontrol lingkungan broiler house dapat berjalan dengan baik. Bila ada salah satu kandang ayam panen (tidak ada ayam) supervisory kontrol bisa digunakan dengan kandang ayam yang lain yang mulai terisi ayam dikandang ayam tanpa membuat modus control yang ada karena sudah bekerja secara otomatis sehingga paralel komputer berfungsi untuk mengerjakan kendali broiler house secara bersamaan dengan kondisi scenario berbeda-beda. Kendali adaptif swa-tala (AST) merupakan sistem kendali yang mempunyai parameter-parameter yang dapat ditala (dituning) sesuai dengan perubahan kondisi eksternal dan internal proses kendalian. Sistem kendali AST mengestimasi parameter-parameter proses kendalian secara on-line. Dari data hasil estimasi tersebut, parameter kontroler ditala sedemikian hingga karakteristik proses kendalian menjadi lebih baik. Bila parameter proses berubah akibat perubahan lingkungan operasi plant, maka estimasi parameter juga berubah secara on-line, sehingga parameter kontroler ditala kembali sedemikian hingga karakteristik yang diharapkan dapat dipertahankan. Studi implementasi Kendali AST dapat dilihat pada (Astrom dan Wittenmark 1995, Gawthrop 1986). Kendali AST terdapat pada Gambar 5.8.
162
REGULATOR SWA-TALA Spesifikasi
Parameter Proses
Perancangan Pengendali
Estimasi
Parameter Pengendali
uc Pengendali
y
u
Kendalian
Sinyal Kendali
Gambar 5. 8 Kendali Adaptif Swa-Tala.(Sadjad R.2004) Dari ketiga sistem kendali adaftif di atas maka dasar sistem supervisori kontrol adalah sistem kendali swa-tala (AST). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mensimulasikan interkoneksi supervisori kendali pada broiler closed house dalam bentuk perangkat lunak (software prototype) dapat mengendalikan satu, atau dua atau tiga broiler house yang terhubung kedalam jaringan komputer dengan jarak jauh dengan komputasi paralel. Adapun
penelitian
yang
sudah
dilakukan
sebelumnya
diantaranya
menggunakan PC (Personal Computer) (Alfarabi 2009), (Maestre dan Comacho 2009), (Daryanto 2009) di setiap rumah dan menggunakan IP public di servernya ada juga yang menggunakan embedded sebagai web server (Cai 2009), (Tan dan Jeremy 2004) (Sutantyo dan Utomo 2006), (Pratomo 2011) Perangkat elektronik yang diakuisisi dan dikendalikan dihubungkan secara langsung ke port I/O PC yang dimiliki. Keunikannya dengan digunakannya jaringan listrik sebagai media komunikasi lokal serta peran pengumpul data di setiap lokasi yang bertindak sebagai klien dengan menggunakan port 80. (Nicolas 2004) membahas perancangan dan implementasi sistem kendali jarak jauh pada jaringan komputer dengan memanfaatkan antar muka windows socket. (Sustika 2010) membahas tentang pengembangan RTU (Remote Therminal Unit) untuk sistem jarak jauh berbasis IP.
163
Bahan dan Metode Bahan yang Digunakan Bahan yang digunakan terdiri dari ayam broiler sebanyak 20.000 ekor, kandang ayam dengan sistem broiler house yang ada di lahan penelitian Cikabayan IPB dengan ukuran panjang x lebar x tinggi adalah 120 m x lebar 12 m x tinggi 2.5 m., pakan ayam, air minum, menggunakan software : Sistem operasi Windows XP, Software PHP, Software CodeVision AVR, Software Apache web server, My-SQL Server. Peralatan yang digunakan meliputi : infrastruktur jaringan LAN dan WAN, Jasa penyedia layanan Internet, Web Hosting, visulisasi : sensor suhu, Satu set komputer dan peripheral, satu set kandang ayam dengan sistem isolasinya, Exhaust fan (Kipas angin) sebanyak 8 buah, Cooling Pad (unit pendingin) sebanyak 2 buah, Heater (unit pemanas) sebanyak 2 buah. Hardware di sisi server memiliki fungsi sebagai penyimpan data, aplikasi sebagai user interface, dan pelayan data baik request dan response bagi klien dalam hal ini adalah peralatan broiler house yang diakuisisi dan dikendalikan. Hardware pada sisi ini hanya terdiri dari sebuah komputer yang dapat diletakkan di penyedia jasa web hosting atau di tempat yang kita inginkan tentunya yang terhubung dengan akses jaringan Internet. Komputer server pada sistem ini memiliki spesifikasi minimum sebagai berikut : Prosessor pentium IV, RAM (Random Access Memmory) 512MB, Harddisk 1 GB, OS (Operating system) Windows XP, Webserver Apache, Database MySQL, Memiliki IP Public. Tahapan (tahap uji dan implementasi) mencakup interkoneksi SSK dengan bangunan broiler house. Observasi kinerja sistem yang telah terintegrasi difokuskan pada pengukuran suhu kelembaban dan amonia.
Metode Yang Digunakan Penelitian
dilaksanakan
di
Laboratorium
Bioprocessing
Control
Engineering Universitas Tsukuba Japan, Lab. Bio-informatika dan Laboratorium Control dan Instrumentasi, TMB FATETA, University of Farm Cikabayan, IPB, terhitung mulai Maret 2009 sampai dengan Juni 2011. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metoda waterfall yang meliputi analisa, desain, coding dan testing.
Analisa dilakukan melalui studi
kepustakaan untuk mengelolah teori dan konsep yang sesuai dengan penelitian
164
yang dilakukan. Desain dilakukan untuk mendapatkan perangkat lunak yang diinginkan. Coding merupakan tahap penentuan kebutuhan sistem
dalam
pembuatan program aplikasi. Testing merupakan tahap pengetesan terhadap program untuk memastikan semua fungsi berjalan dengan baik. Sistem supervisori kendali dengan interkoneksi antara server broiler house dan client broiler house dibangun guna mempermudah setiap orang untuk mengetahui dan mengendalikan status peralatan elektronik baik di kantor maupun di broiler house bahkan peralatan bergerak dengan syarat bisa mengakses jaringan Internet. Penelitian ini akan dilakukan dengan mengintegrasikan fasilitas yang tersedia, bahan dan alat berupa visualisasi software yang akan dikembangkan. Rencana pengembangan infrastrukturnya dapat direprenstasikan pada Gambar 5.9.
Gambar 5. 9 Interkoneksi supervisori kendali pada Broiler Closed House berbasis jaringan komputer Gambar 5.9 menjelaskan bahwa pengguna dapat menerima data dan memberikan command (perintah) perangkat elektronik broiler house melalui jaringan Internet. Untuk memberikan perintah, dengan mengakses website yang dimuatkan pada server penyedia ruang website (web hosting) pengguna dapat mengirim command berupa perintah mengaktifkan atau menonaktifkan serta memberikan suatu nilai pada suatu peralatan broiler house. Perintah – perintah ini kemudian diakses oleh embedded host melalui modem Internet yang dipasang di broiler house, data yang diterima kemudian diekstrak di application layer embedded host untuk diambil datanya yang berupa protocol command, protocol ini kemudian diterjemahkan untuk menentukan instruksi apa yang dikirim pengguna
165
terhadap perangkat elektronik yang telah ditentukan. Intruksi ini diteruskan ke modem PLC untuk diubah menjadi sinyal-sinyal analog yang dapat ditransmisikan melalui jaringan listrik, karena semua modem PLC terhubung secara pararel dengan jaringan listrik broiler house maka modem-modem PLC tersebutpun mendapat sinyal data yang sama tinggal setiap modem PLC menentukan apakah data tersebut ditujukan kepadanya, jika data tersebut memang ditujukan ke modem PLC tersebut maka modem PLC akan menerjemahkan intruksi yang diterima apakah mengaktifkan/menonaktifkan atau menset suatu nilai. Sedangkan untuk mendapat (get) data dari status alat–alat broiler house yang terpasang, pengguna juga dapat melihatnya di web site. Data dari status alat yang terpasang didapat dari hasil pengumpulan seluruh data status alat pada embedded host, hasil pengumpulan ini dipaketkan dan kemudian dikirimkan ke server yang berada di web hosting melalui jaringan Internet secara periodik. Data-data yang dikumpulkan oleh embedded host tersebut didapat dengan mengambilnya dari peralatan–peralatan yang terpasang melalui modem PLC yang berkomunikasi di jaringan listrik.
Software Device Driver Visual Device driver merupakan software yang berinteraksi langsung terhadap peralatan broiler house yang mengubah dari byte–byte perintah menjadi sinyal–sinyal listrik yang dapat mengubah kondisi berupa aktuator ataupun keadaan on/off. Setiap jenis peralatan memiliki device driver yang berbeda bisa digunakan device driver untuk mengubah keadaan ON-OFF tidak bisa digunakan untuk mengubah gerakan motor stepper karena keluaran dari device driver berbeda, device driver juga memiliki tugas untuk membaca status dengan menggunakan visualisasi sensor yang sesuai dengan kondisi peralatan listrik yang digunakan, hasil pembacaan sensor ini dipaketkan untuk siap dikirim ke host. Device driver
Host Pool & Distribut Function
Req & Response function
Intepreter
Pulse generator
Package
Sensor
Gambar 5. 10 Struktur software device driver.
166
Gambar 5.10 menampilkan blok diagram prinsip kerja software device driver, software ini menunggu request dari host, ketika host memancarkan (broadcast) data, masing–masing device driver akan melakukan pemeriksaan apakah alamat data yang dituju sesuai dengan alamat device driver tersebut, ketika sesuai device driver akan menerjemahkan (interpreter) protokol yang diterima menjadi perintah (command) untuk mengaktifkan pulse generator (untuk alat tipe switch on/off, untuk aktuator dapat berupa pulsa PWM), perubahan status akibat perintah yang telah dilaksanakan dibaca sensor yang kemudian data hasil pembacaannya dipaketkan dengan id alat beserta CRC dalam bentuk protokol yang telah didefenisikan sebelumnya, paket ini diteruskan ke host melalui fungsi request & response sebagai jawaban atas data yang dikirimkan host lebih jelas tampak
Use Case Pengembangan software pada sistem ini dibagi tiga bagian melihat dari letak software itu berada yaitu software untuk web site, sofware untuk embedded host dan untuk device driver, komunikasi antara web site application dan embedded host menggunakan protokol HTTP sedangkan antara embedded host dengan device driver menggunakan protokol yang dibangun sendiri. Untuk lebih jelas prosesproses pada ketiga software tersebut dapat dilihat pada diagram use case berikut. Use case pada Gambar 5.11 yang berwarna putih merupakan proses–proses yang berada di Web application sedangkan yang berwarna abu-abu merupakan proses yang ada di embedded host, warna hitam untuk device driver, berikut penjelasan use case SSK: a. Login Proses ini diperlukan sebagai aspek keamanan sistem, proses ini menentukan autentikasi dan authorisasi pengguna terhadap sistem baik untuk menentukan akses terhadap broiler house, lantai dan peralatan di dalamnya. Di proses ini pengguna diharapkan untuk mengisi user id dan password.
167
SIKAMARU
Sistem Supervisori Kendali (SSK) Login «uses» Autentication Process
s
e,
s Pa
s
evaic
e _ Na
me
Active/deactive & Rename Device
«uses»
Device On-Board e -D
House selection
vi c
-U
er
m na
D e_id, rd evic wo -D
i e_ e_ id
i e_
te, Dee -D vvicice_id e _ , D e va ice_N i d, De a me , Dev vi c ice_ty e_ pe na me ,S tat us ,V alu e
Device status & value request vi c
Listing Floor
s d, v s, tu ta
«extends»
al ue
User
«extends»
Floor_id
e -D
-D a
p Ty d,
-House_id, Address
e -D
Set on/off/ Value
vi c
Listing Device
id , e_
Device Driver
sta
pooling data from device
te, lue
«extends»
e -D
«uses»
Status on/off/ Value
va
Device Report
vi c i e_ e, at St d,
Set device status & value
Data storing
l Va ue
«extends»
«uses»
«extends»
Set Device status & value Command Request
Gambar 5. 11 Use case diagram sistem supervisori kendali pada Broiler Closed House b. House selection Proses login akan menentukan hak akses pengguna terhadap broiler house yang akan dipantau ataupun diatur peralatannya, sistem ini memberikan hak satu pengguna dapat mengakses satu atau lebih broiler house, dengan memilih broiler house yang akan diakses dari daftar broiler house yang telah ditentukan sebelumnya. c. Listing broiler house Pemilihan broiler house pada proses house selection akan menghasilkan daftar lantai yang ada di brolier house tersebut, dari daftar lantai tersebut satu atau lebih dapat diakses oleh pengguna. Pengguna berinteraksi pada proses ini akan menghasilkan floor_id ketika memilih salahsatu lantai.
168
d. Listing device Satu atau lebih alat akan ditampilkan sistem ketika pengguna telah memlih lantai dari daftar lantai yang ada, daftar ini diperoleh melalui proses device on-board. e. Active/deactive & Rename Device Sistem memiliki fitur kepada pengguna untuk mengaktifkan dan menonaktifkan peralatan yang ada serta merubah nama alat tersebut, proses ini diperlukan jika peralatan broiler house yang terpasang sedang dalam keadaan rusak atau belum terpasang sehingga web application tidak perlu menampilkan alat ini di tampilan monitoring ataupun report. f. Device report Device report merupakan proses di web application untuk memberikan laporan berupa daftar peralatan beserta status dan nilainya sehingga pengguna dapat mengetahui kondisi peralatan yang terpasang di broiler housenya. Laporan yang ditampilkan bisa dipilih berdasarkan waktu, alat, maupun secara real time (langsung). data yang diproses berasal dari proses penyimpanan sebelumnya. g. Set Device status & value Di proses inilah pengguna dapat menentukan baik state (keadaan) maupun nilai suatu alat, dengan memilih alat dan mengaturnya proses ini akan meneruskan parameter (data) terkait ke proses storing dan disimpan ke dalam database yang nantinya akan dipaketkan dan dikirim ke alat broiler house terkait. Proses ini akan memberikan tampilan ke pengguna tergantung jenis alat yang akan diatur. h. Storing Data yang masuk ke web application dari embedded host akan tersimpan ke dalam database server melalui proses storing, tujuannya agar data ini bisa ditampilkan ke pengguna sesuai kebutuhannya, selain data yang berasal dari embedded host proses storing juga memiliki fungsi untuk menyimpan perintah (command) untuk peralatan yang diberikan oleh pengguna melalui proses set device status & value, perintah ini akan diambil di proses command request. i. Device on Board Proses ini berada di embedded host yang memiliki fungsi untuk mengumpulkan peralatan aktif apa saja yang terpasang di jaringan PLC, sehingga sistem memiliki daftar peralatan aktif, proses ini berinteraksi dengan device driver
169
masing–masing alat untuk memberikan statusnya apakah aktif atau tidak begitu power listrik rangkaian menyala. j. Pooling data from device Seperti diterangkan pada subbab sebelumnya embedded host secara periodik akan meminta (request) command dari server sekaligus mengirim status ke server, proses pooline inilah yang akan mengumpulkan seluruh status dan nilai dari peralatan aktif yang terpasang dari daftar peralatan yang didapat saat proses device on board, proses pooling per alat dilakukan secara bergantian melalui proses device status & value request. k. Device status & value request Proses ini memiliki fungsi membentuk seuntaian format data yang berisi perintah untuk meminta (request) status dan nilai suatu alat berdasarkan id masing–masing alat, jadi proses ini akan dilaksanakan ketika proses pooling dijalankan. k. Command request Pengiriman data antara embedded host dan server secara periodik berisi seuntaian perintah (command) yang diminta (request) untuk seluruh peralatan aktif yang terpasang , untaian ini dipecah–pecah berdasarkan alat sehingga pecahan-pecahan tersebut berisi id alat beserta perintah – perintahnya, perintah–perintah ini kemudian dikirimkan secara bergantian ke device driver alat yang sebelumnya dipaketkan dan diformat dalam bentuk protokol terdefenisi di proses set device status & value.
l. Set device status & value Proses ini memaketkan data berisi perintah mengatur suatu alat apakah on/off atau memberikan suatu nilai kemudian diberikan perintah, proses ini dilakukan peralatan secara bergantian sesuai keinginan pengguna. Pengaturan ini hanya ada di web apllication. Berikut tabel fungsional dan non fungsional dari sistem yang dikembangkan, dari table ini didapat apa kegunaan atas suatu fungsi di sistem dan aspek yang perlu diperhatikan dalam membangun sistem.
170
Tabel 5. 1 Aspek fungsional sistem No Functional 1 Write master pengguna 2 Write master broiler house 3 Write list lantai 4 5 6
Write list Alat Write Authorizet pengguna Perform Active device list
7
Perform device status and value Set device state and value Report device history Set Lantai layout Set device position in layout
8 9 10 11
Keterangan Fungsi untuk menulis data pengguna Fungsi untuk menulis data broiler house Fungsi untuk menulis data lantai yang dimiliki suatu broiler house Fungsi untuk menulis daftar alat suatu lantai Fungsi untuk menulis hak akses pengguna Fungsi menampilkan daftar alat yang aktif pada suatu lantai broiler house Fungsi menampilkan nilai dan status alat Fungsi mengatur nilai dan keadaan alat Fungsi menampilkan riwayat suatu alat Fungsi untuk menaruh gambar layout suatu lantai Fungsi mengatur letak symbol alat pada gambar layout lantai
Tabel 5. 2 Aspek nonfunctional sistem No Technical 1 Client PC or Portable 2 Server PC min Pentium 4 3 Internet Network 4 Web browser
Performance Have to support over 4 simultaneous client session Load page for client max 10 seconds Have ability more than 50 Kbps Updating data in 1 second & support javascript
Usability Mobile access
Reliability
Online help Fast access Interactive application
Tabel 5.2 merupakan daftar fungsi yang dimiliki SKAPEI, fungsi-fungsi ini diletakkan di web apllication, software embedded host dan software device driver, sedangkan Tabel 5.1 merupakan aspek lain dari fungsional yang perlu diperhatikan untuk membangun sistem ini. Modem PLC Data dalam bentuk protokol yang terdefinisi baik berasal dari embedded host maupun device driver perlu dihubungkan, pada sistem ini perangkat yang digunakan untuk menghubungkan dua perangkat tersebut menggunakan modem PLC dimana media komunikasinya menggunakan jalus listrik. Modem PLC yang digunakan produk dari Yitran yang dijantungi oleh komponen IC (Integrated Circuit) IT800D. Secara blok diagram perangkat ini dapat dilihat pada Gambar 5.12. Perangkat ini bertugas mengubah data serial UART menjadi sinyal–sinyal listrik yang dapat diikutsertakan di dalam jaringan listrik, pada Gambar 5.12 terdapat blok AFE (Analog front end), blok inilah yang mengubah dari bentuk data digital menjadi sinyal listrik analog dalam bentuk modulasi frekuensi. Frekuensi
171
yang termodulasi hasil dari AFE diserahkan ke blok PSU (Power Supply Unit) untuk diteruskan ke jaringan listrik. IC IT800D merupakan IC mikrokontroller yang mengolah data serial yang diterima dalam bentuk protokol terdefinisi menjadi protokol tersendiri (protokol buatan Yitran) agar dapat dimengerti oleh modem PLC di sisi lainnya dan sebaliknya menerima data dalam bentuk protokol Yitran yang dikirim oleh modem PLC di sisi lainnya dan merubahnya menjadi protokol terdefenisi.
Modem PLC
Gambar 5.12. Diagram blok modem PLC. Device Driver Device driver merupakan perangkat yang digunakan untuk menerima sinyal baik digital maupun analog dari sensor dan memberi sinyal baik digital maupun analog ke aktuator berdasarkan perintah dari embedded host melalui modem PLC. Bentuk dari perangkat ini disesuaikan dengan alat yang akan diakuisisi dan dikendalikan, untuk penelitian ini alat yang digunakan adalah aktuator dan sensor. Untuk diagram bloknya dapat dilihat pada Gambar 5.13. Device driver Ke PLC modem
RX TX
Mikrokontroller
Driver
Aktuator Sensor
Rs232
Gambar 5. 13 Blok diagram device driver. Perangkat ini menggunakan sebuah mikrokontroller untuk menerjemahkan perintah yang diterima dari embedded host untuk mengatur blok driver, blok driver dapat berbentuk relay, transistor, mosfet, ataupun SCR tergantung terhadap aktuator yang akan digunakan apakah motor dinamo ataupun selenoid aktuator itu sendiri dipilih berdasarkan alat yang akan dikendalikan, sedangkan sensor
172
mengambil status atau keadaan aktuator yang kemudian diserahkan ke mikrokontroller untuk dipaketkan ke dalam bentuk protokol terdefinisi sebelum di kirim ke embedded host melalui modem PLC.
Hasil dan Pembahasan Diagram Konteks Sistem Sistem ini dibangun dengan mengembangkan software, hardware dan infrastruktur jaringan yang telah tersedia. Pengembangan disisi software dapat dijelaskan pada diagram konteks sistem supervisori kendali & akuisisi jarak jauh peralatan elektronik berbasis IP (SSKAPEI) pada broiler closed house berikut (Gambar 5.14).
Gambar 5. 14 Diagram konteks sistem SSKAPEI Diagram konteks Gambar 5. 14 menjelaskan interaksi pengguna dengan sistem dan interaksi sistem dengan peralatan broiler closed house (broiler closed house appliance). Pengguna berinteraksi dengan sistem melalui antar muka yang bersifat GUI (graphical user interace), pengguna dapat memberikan masukan berupa parameter–parameter yang diperlukan sistem untuk mengakses peralatan broiler house dan penggunapun mendapatkan informasi tentang status dan nilai dari peralatan yang terpasang baik secara realtime maupun historical. Protokol Komunikasi antar modul baik itu perangkat keras maupun perangkat lunak memerlukan suatu bentuk pemahaman bersama yang biasa disebut protokol. Protokol pada sistem ini mengatur atau mengijinkan terjadinya hubungan, komunikasi, dan perpindahan data antara dua atau lebih titik komputer. Protokol diterapkan pada perangkat keras, perangkat lunak dan kombinasi dari keduanya. Pada tingkatan yang terendah, protokol mendefinisikan koneksi perangkat keras.
173
Protokol yang digunakan di dalam sistem ini dibagi menjadi dua bagian yaitu protokol untuk hubungan server–embedded host (jaringan Internet) dan embedded host – device driver (jaringan broiler house). 1. Protokol Server – Host Media yang digunakan untuk komunikasi hubungan antara server dan embedded host adalah Internet. Pengguna dapat menggunakan penyedia jaringan Internet baik jalur kabel maupun jalur udara (wireless). Protokol yang digunakan adalah HTTP (Hype Text Transfer Protocol). HTTP digunakan untuk meminta/menjawab antara klien dan server. Sebuah klien HTTP (dalam hal ini embedded host), akan memulai permintaan dengan membuat hubungan ke port 80 di sebuah server web hosting yang merupakan port yang biasa digunakan untuk browsing Internet. Klien yang mengirimkan permintaan HTTP juga dikenal dengan user agent. Server yang meresponsnya, yang menyimpan sumber daya seperti berkas HTML dan gambar, dikenal juga sebagai origin server. Di antara user agent dan juga origin server, bisa saja ada penghubung, seperti halnya proxy, gateway, dan juga tunnel. Embedded host akan membuka koneksi ke server saat diberi catu listrik (proses inisialisasi), setelah server dan embedded host terkoneksi embedded host akan meminta (request) ke server dengan menggunakan metode Get, pengiriman request disertai dengan data status dan nilai hasil pengumpulan seluruh alat yang terpasang. Data yang diterima server akan disimpan di dalam database, dari database ini pula data status dan nilai alat broiler house terkait beserta status request dipaketkan menjadi jawaban (respons) ke embedded host. Gambar 225 merupakan gambaran transaksi embedded host-server. Web Application Dari namanya sudah cukup jelas software ini merupakan aplikasi yang berbasis web, aplikasi ini diletakkan di server web hosting untuk mempermudah pengguna dalam mengaksesnya di mana pun dan kapan pun selama komputer maupun smart phone terhubung Internet. Aplikasi ini dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman PHP dan javascript dengan database MYSQL, di aplikasi inilah pengguna berintraksi baik mendapat informasi status/history status maupun memberikan command (perintah) ke peralatan broiler house,
174
perintah terhadap peralatan disimpan di dalam database untuk siap diminta (request) software embedded host per satuan waktu (periodik), data yang diterima dari embedded host per satuan waktu disimpan ke dalam database untuk siap diakses pengguna.
Gambar 5. 15 Interkoneksi client server Interaksi pengguna dengan aplikasi web secara infrastruktur merupakan interaksi antara komputer client dengan komputer server, Gambar 5.15 menjelaskan interaksi tersebut. Web application merupakan aplikasi berbasis Web yang dapat diakses baik komputer maupun smart phone pengguna dengan menggunakan Web browser misalnya Internet Explorer, Firefox Mozila, Opera, dan Chrome melalui jaringan Internet, ketika diakses pengguna aplikasi ini terbagi dua menjadi server side (bagian server) dan client side (bagian klien), aplikasi ini menggunakan Ajax agar tidak semua halaman dimuat hanya untuk memuat satu bagian kecil (element) dalam halaman Web. Ajax pada aplikasi ini digunakan untuk memuat ulang (refresh) status baik nilai ataupun keadaan ON-OFF seluruh peralatan yang terpasang .tanpa memuat seluruh halaman secara periodik, agar efek perubahan status terlihat real time. Interaksi web application dengan embedded host sama halnya klien dan server hanya saja pada embedded host memiliki resource (sumber daya) yang terbatas sehingga tidak sekompleks dengan klien yang menggunakan komputer. Interaksi keduanya menggunakan protokol HTTP dengan metoda GET dan POST, embedded host melakukan koneksi ke server dan meminta data, permintaan (request) ditanggapi oleh request handler pada server side, dan request handler menjawab (response) dengan untaian perintah ke embedded host, lebih jelas ada pada Gambar 5.16.
175
Server
Host Command set
Database Status set
Response & Command set
Request Handler
Get & POST Function Request & Store status set
Gambar 5. 16 Interaksi web application dengan host Fomat protokol yang diterima di proses handler bebentuk HTTP seperti ”GET update_alat.php?idbroiler house=2&idalat=1&nilai=1” parameternya berupa idbroiler house, idalat dan nilai alat sedangkan yang melakukan eksekusi parameter itu (request hendler) adalah file update_alat.php. parameter yang diterima disimpan ke dalam database tabel status_alat disertai dengan tanggal dan waktu penerimaan data setelah itu request handler melakukan pencarian data perintah (comand) pada tabel perintah sesuai parameter idalat dan idbroiler house yang diterima untuk dijadikan response ke host. Hasil interkoneksi supervisori kendali pada broiler house untuk ayam broiler ditunjukkan tampilan secara online dengan media internet dengan komputer paralel dengan broiler house 1, brolier house 2 dan broiler house 3.
Broiler Closed House 1 Skenario 1 strater ayam broiler (umur 1-10 hari) Suhu Lingkungan ruangan 300C, Kelembaban lingkungan ruangan 50%, amonia 5 ppm pada broiler house 1 pada masa starter ayam broiler umur 1-10 hari.
176
Gambar 5. 17 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online suhu 300C
Gambar 5. 18 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online kelembaban 50%
177
Gambar 5. 19 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online amonia 5 Ppm Broiler Closed House 2 Skenario 2 grower ayam broiler (umur 11-21 hari) Suhu Lingkungan 290C, kelembaban lingkungan ruangan 60%, amonia 10ppm
Gambar 5. 20 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Suhu 290C
178
Gambar 5. 21 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Kelembaban 600C
Gambar 5. 22 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan Web secara online amonia 10 ppm
179
Broiler Closed House 3 Skenario 3 finisher ayam broiler (umur 11-21 hari) Suhu Lingkungan ruangan 270C, kelembaban lingkungan ruangan 70%, amonia 15 ppm
Gambar 5. 23Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Suhu 270C
Gambar 5. 24Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online kelembaban 700C
180
Gambar 5. 25 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan Web secara online Amonia 15 Ppm Tampilan utama yang tampak pada Gambar 5.17 sampai 5.25 akan muncul setelah pengguna melalui proses authorisasi dan autentikasi saat melakukan login, berdasarkan kedua proses tersebut akan dihasilkan hak akses pengguna terhadap broiler house yang akan diakses. Seperti tampak pada Gambar 517 sampai 5.25 pengguna memiliki hak akses terhadap dua broiler closed house dimana setiap broiler closed house memiliki minimal satu atau lebih lantai, dengan memilih lantai suatu broiler closed house pengguna akan diberi tampilan layout broiler closed house beserta peralatan listrik dan elektronik yang terpasang di lantai tersebut sesuai posisinya. Untuk mengatur atau mengubah suatu kondisi alat pengguna cukup menekan tombol sebelah kiri mouse sehingga muncul pop up menu yang terdiri dari perintah-perintah terhadap alat untuk peralatan yang hanya diatur on/off pop up menu yang muncul terdiri dari: Aktifkan, Non aktifkan, dan History.
181
Tabel 5.3 Daftar komponen akuisisi Broiler Closed House
Sisi sebelah kanan menu utama terdapat penjelasan detail dari suatu peralatan, penjelasan ini berisi tanggal terakhir data masuk dari peralatan broiler house, nama alat tersebut beserta nilainya, untuk peralatan yang hanya memberikan suatu nilai tidak diletakkan di layout ruangan melainkan di sisi kanan menu utama. Data yang ditampilkan pada menu utama diambil dari database yang tersimpan di server web hosting, database ini dibangun menggunakan MySQL yang terdiri atas tabel-tabel, relasi dari tabel-tabel tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.26.
182
Gambar 5. 26 Relasi tabel-tabel di dalam Database Web Application. Ketentuan yang diterapkan untuk membangun relasi tabel-tabel ini adalah: 1.Setiap pengguna dapat mengakses lebih dari satu brolier house. 2. Setiap broiler house bisa memiliki lebih dari satu lantai. 3. Satu lantai memiliki lebih dari satu alat (device). 4. Satu alat dalam suatu lantai memiliki lebih dari status / nilai. 5. Setiap alat memiliki satu tipe. 6. Setiap alat bisa diberikan perintah lebih dari satu dengan waktu masingmasing. Kendali adaptif swa-tala (AST) merupakan sistem kendali yang mempunyai parameter-parameter suhu, kelembaban dan amonia yang dapat ditala (dituning) sesuai dengan perubahan kondisi eksternal dan internal proses kendalian. Sistem kendali AST mengestimasi parameter-parameter proses kendalian secara on-line dikembangkan interkoneksi kendali jarak jauh berbasis IP dengan komputer paralel agar karakteristik proses kendalian menjadi lebih baik. Bila parameter proses berubah akibat perubahan lingkungan suhu, kelemababan dan amonia, maka empat modus kendali ON-OFF, PID, Fuzzy Logic dan ANFIS secara bersamaan bisa
183
dioperasikan demikian halnya kendali PID dan Fuzzy dan kendali PID dan ANFIS .berubah secara on-line agar karakteristik kendali dapat dipertahankan. Penelitian ini dapat diinterkoneksikan supervosori kendali dengan modus kendali secara bersamaan kendali sebagai bagian dari dengan parameter suhu, kelembaban dan amonia,
pengetahuan, broiler knowledge, climatc &
environmental knowledge & control knowledge dengan peralatan sensor, heater, fan, humidifiyer dan evavorating cooling menggunakan jaringan komputer dengan kendali jarak jauh dengan parallel computer
Simpulan dan Saran Simpulan 1. Hasil simulasi interkoneksi supervisori kendali pada broiler house menunjukan bahwa program yang dibuat telah dapat menjalankan
beberapa fungsi
pengendalian terhadap komputer client dengan memanfaatkan secara online berbasis IP dengan komputer paralel dapat memilih empat atau dua modus kendali dipenguruhi oleh factor internal (suhu, kelembaban, amonia) dan eksternal lingkungan (suhu, kelembaban dan radiasi) 3. Penerapan sistem supervisori kendali memlilih salah satu atau dua atau tiga broiler closed house yang diinginkan dan terjadi rotasi salah satu berdasarkan periode starter, grower dan dengan perbedaan perlakuan sesuai modus kendali di data base supervisory control engine
Saran Sistem ini masih diperlukan penelitian lebih lanjut terutama masalah keamanan data. Hal ini bertujuan agar alat elektronik yang akan dikendalikan tidak dikendalikan dan diakses informasinya oleh orang yang tidak memiliki hak. Selain perlu dilakukan penelitian bagaimana perangkat sistemnya lebih kecil agar mudah untuk dipasang di tempat yang diinginkan.
184
Daftar Pustaka Astrom K J and Wittenmark B. 1995. Adaptive Control.2nd ed. Addison Wesley Abdelwahed S, Kandasamy N, and Neema S. 2004. Online Control for SelfManagement in Computing Systems. pada Proceedings IEEE RealTime and Embedded Technology and Applications Symposium ke 10, Toronto, Canada Alfarabi T. 2009. Prototype Gedung Cerdas Dengan Memanfaatkan Jaringan Internet Sebagai Human Main Interface Pada Gedung Training Center PENS – ITS [skripsi]. Surabaya: Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Alimuddin Seminar KB, Subrata IDM, Nomura N. Sumiati 2011. ASupervisory Control system for Temperature and Humidity in a Closed House Model for Broilers, International Journal of Electrical and Computer Sciences IJECS-IJENS Vol:11 No.06 ISSN: 2077-1231. Anindito K. 2000. Akuisisi Data dan Pengendalian Jarak Jauh Melalui Jaringan dengan Protokol TCP/IP, Jurnal Teknologi Industri Vol. IV No. 1 Januari 2000 : 1 – 14, (www.uajy.ac.id/jurnal/jti/2000/4/1/doc/2000_4_1_1.doc) Bhargav PU and Koopman P. 1993. Embedded Communication Protocols Options. Proceedings of the fifth anual Emedded conference volume 2. Cai L. 2009. Temperature Measurement and Control System Based on Embedded WEB. Computer and Information Science Vol.2 No.2, May 2009 Carcelle X. 2006. Power line communications in practice. Artech House, penerjemah. London: Artech House. Terjemahan dari: Réseau CPL par la pratique. Comer ED. 2001. Computer and Networks and Internets, Departement of Computer Science Purdue University, Second Edition Pearson Education Asia, Indian Corman HT. 1990. Leiserson E. Charlen dan Rivest L Ronald, Introduction Algorithms, The MIT Electrical and Computer Science Series Press Cambridge, Massaachusetts London, England Daryanto T. 2009. Membangun Prototype Aplikasi Pengendali Listrik Ruangan Pada Gedung Berbasis Jaringan Tcp/Ip, Prosiding SNATI, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2009 (SNATI 2009) ISSN: 19075022 Yogyakarta, 20 Juni 2009 Diao Y, Hellerstein JL, Parekh S, Griffith R, Kaiser G and Phung D. 2005. SelfManaging Systems: A Control Theory Foundation pada Proceedings IEEE International Conference and Workshops on the Engineering of Computer-Based Systems edisi 12. pp. 441 – 448. Djuandi F. 2002. SQL Server 2000 untuk Professional, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, ,hal 221-274. Dostalek L, Kabelova A. 2006. Understanding TCP/IP: A clear and comprehensive guide to TCP/IP protocols. Packt Publishing, penerjemah; Abhishek S, Darshan P, Louay F, editors. Mumbai: Packt Publishing. Terjemahan dari: Velký průvodce protokoly TCP/IP a systémem DNS. Dumas, Arthur.1995. Programming Winsock, SAMS Publishing, Indianapolis and USA Elvayandri dan Adang SA, 2007 Knowledge Based Distributed Systems, Proceedings of the International Conference on Electrical Engineering and
185
Informatics Institut Teknologi Bandung, ISBN 978-979-16338-0-2 Indonesia June 17-19, Gawthrop PJ. 1996. Self-Tuning PID Controllers: Algorithms and Implementation. IEEE Trans. On Automatic Control, Vol. AC-31, No. 3, March Handoko. 1995. Klimatologi Dasar Edisi ke 2. Jakarta. PT Dunia Pustaka Jaya. Hariyanto B. 2004. Sistem Manajemen Basis Data, Informatika, Bandung Heywood, Drew, Networking with Microsoft TCP/IP, Prentice Hall Inc., 1996. Hrasnica H, Haidine A, Lehnert R. 2004. Broadband Powerline Communication Network Design. Chichester: John Wiley & Sons Ltd. Kristanto, Andri, Jaringan Komputer, Penerbit Graha Ilmu, Yogyakarta, 2003. Maestre JM, Comacho EF. 2009. Smart Home Interoperability: the Domoesi Project Approach, International Journal of Smart Home Vol.3, No.3, July Marchuk, Michael. 1995..Building Internet Applications with Visual Basic, QUE Corporation, Indianapolis, Michael W. 2002.An Introduction to “MultiAgent Systems. John Wiley & Sons Ltd. Nathan S and Janusz M and Milind T and Paul S. 2005. The Future of Disaster Response: Humans Working with Multiagent Teams using DEFACTO. Nicolas , Irawan B, Irzaman. 2004. Perancangan dan Implementasi Sistem Kendali Jarak Jauh pada Jaringan Komputer dengan Memanfaatkan Antarmuka Windows Socket (Winsock), (elib.unikom.ac.id/download.php?id=2060) Pratomo B. 2010. Pengembangan Sistem Kendali Dan Akuisisi Jarak Jauh Perangkat Elektronik Berbasis Jaringan Internet Protocol (IP), Tesis Strata Dua Ilmu Komputer Sekolah Pascasrajana IPB, Bogor Purbo WO, Basalamah A, Fahmi I, dan Thamrin HA.1998. Buku Pintar Internet : TCP/IP, PT Elex Media Komputindo, Jakarta, Quinn JM. 2004. Parallel Programming in C with MPI and OpenMP, International Edition, Singapore. Rasyaf M. 1994. Beternak Ayam Pedaging. Edisi ke-6, Penebar Swadaya,Jakarta Rasyaf M. 2004. Beternak Ayam Pedaging. Penerbit Penebar Swadaya (anggota IKAPI). Jakarta. Rida. 2008. Dayasaing Perunggasan : Restrukturisasi atau Mati. Trobos Edisi Khusus Indolivestock : 26-27 Roni F. 2000. Kunci Sukses Beternak Ayam Broiler di Daerah Tropis. Agromedia. Jakarta Saliman. 2006. Kajian Penggunaan Secure Microcontroller sebagai solusi pengembangan Sistem Embedded yang Aman. Bandung : Institut Teknologi Bandung Seminar KB, Buono A, Sukin JPT. 2005. Desain dan Implementasi Komputasi Paralel dengan Algoritma Genetik untuk Prapemrosesan Probabilistic Neural Network, Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer IPB, Vol. 3 No 1 Mei ; 1931 Sustika R dan Mahendra O. 2010. Pengembangan RTU (Remote Terminal Unit) untuk Sistem Kontrol Jarak Jauh berbasis IP, Jurnal INKOM Jurnal Informatika LIPI, Vol. IV No. 2 Nov 2010, hal; 88-94 Sutantyo DK., Utomo D. 2006. Implementasi Embedded Web Server Via Modem Berbasiskan Mikrokontroler, Jurnal Teknik Elektro Vol 6. No.1, Maret 2006
186
Tan TJ.2004. Embedded Atmel HTTP Server [tesis]. New York: Engineering Division of Graduate School of Cornell University. Thomas RM.1996.Introduction to Local Area Network, SYBEX Inc., Wesley M dan Mark A. 2000. Advantages of Parallel Processing and the Effects of Communications Time. Eddy dan Mark Allman. NASA Glenn Research Center Report Number CR-209455. Wilkinson B & Allen M. 2010. Parallel Programming Teknik dan Aplikasi Menggunakan Jaringan Workstatio & Komputer Paralel, Andi Yogyakarta.
187
DAFTAR ISI 5 INTERKONEKSI SUPERVISORI KENDALI SUHU KELEMBABAN DAN AMONIA PADA CLOSED HOUSE UNTUK AYAM BROILER ....................150 Pendahuluan ..................................................................................................... 152 Bahan dan Metode ............................................................................................ 163 Hasil dan Pembahasan ...................................................................................... 172 Simpulan dan Saran ....................................................................................... 183 Daftar Pustaka ................................................................................................ 184
DAFTAR GAMBAR Gambar 5. 1 Layer TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 155 Gambar 5. 2 Standar protocol family tree (Bhargav & Koopman 1993)............. 157 Gambar 5. 3 Protokol Komunikasi Jaringan Client-Server ................................ 157 Gambar 5. 4 Skema dasar sistem kendali ............................................................ 158 Gambar 5. 5 Testbed Jaringan pengendali peralatan listrik ruangan ...................158 Gambar 5. 6 Agen pada lingkungan Wooldridge dan Jennings, 2002). .............. 159 Gambar 5. 7 Bagan Model Komunikasi Komputasi Paralel (Seminar et al. 2005) .............................................................................................................................. 160 Gambar 5. 8 Kendali Adaptif Swa-Tala. ............................................................. 162 Gambar 5. 9 Interkoneksi Supervisori Kendali pada Broiler House berbasis Jaringan Komputer ............................................................................................... 164 Gambar 5. 10 Struktur software device driver. .................................................... 165 Gambar 5. 11 Use case diagram Sistem Supervisori Kendali pada Broiler House .............................................................................................................................. 167 Gambar 5. 12 Blok Diagram Device Driver. ....................................................... 171 Gambar 5. 13 Diagram konteks sistem SSKAPEI ............................................... 172 Gambar 5. 14 Interkoneksi Client Server ............................................................ 174 Gambar 5. 15 Interaksi Web Application Dengan Host ...................................... 175 Gambar 5. 16 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Suhu 300C ............................................................................................................ 176 Gambar 5. 17 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online kelembaban 500C ................................................................................................. 176 Gambar 5. 18 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online amonia 5 ppm ....................................................................................................... 177 Suhu Lingkungan ruangan 290C, kelembaban lingkungan ruangan 60%, amonia 10 ppmGambar 5. 19 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Suhu 290C ................................................................................................. 177 Gambar 5. 20 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online kelembaban 600C ................................................................................................. 178 Gambar 5. 21 Tampilan Interkoneksi Supervisori Kendali Dengan Web Secara Online Amonia 10 Ppm ....................................................................................... 178 Gambar 5. 22 Tampilan interkoneksi supervisori kendali dengan web secara online Suhu 270C ............................................................................................................ 179 Gambar 5. 23 Relasi Tabel-Tabel Di Dalam Database Web Application. .......... 182
188
DAFTAR TABEL Tabel 5. 1 Aspek Fungsional Sistem................................................................................. 170 Tabel 5. 2 Aspek Nonfunctional System .......................................................................... 170
