APLIKASI WEB EMBEDDED MICROCONTROLLER UNTUK PENGENDALIAN DAN PENGAMATAN JARAK JAUH
MENGGUNAKAN WEB BROWSER PADA TELEPON SELULER
MELALUI JARINGAN GPRS
Nama : Henry Setiadi Herman Nrp : 0422059
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH. no. 65, Bandung, Indonesia
email : kh3im@yahoo.co.id
ABSTRAK
Pengendalian dan pengamatan terhadap suatu sistem secara jarak jauh dapat dilakukan dengan menggunakan dua PC (Personal Computer) yang terhubung melalui jaringan Internet. Metode pengendalian dan pengamatan tersebut memerlukan hubungan dengan jaringan Internet secara kontinyu. Penggunaan web embedded microcontroller, telepon seluler, dan jaringan GPRS (General Packet Radio Service) merupakan salah satu solusi untuk mengatasi masalah dalam segi biaya, terutama biaya akses Internet.
Pada tugas akhir ini dirancang suatu sistem untuk pengendalian dan pengamatan model kelistrikan dan keamanan rumah menggunakan web browser pada telepon seluler melalui jaringan GPRS. Model sistem berupa miniatur rumah yang dilengkapi dengan sistem kelistrikan dan keamanan. Web embedded microcontroller digunakan sebagai web server dan mikrokontroler ATmega8 digunakan untuk pengendali model sistem. Kondisi model sistem ditampilkan pada halaman web di web browser telepon seluler dan pengendalian model sistem dapat dilakukan dengan menekan tombol pengendali pada halaman web tersebut.
Dari hasil uji coba, aplikasi untuk mengendalikan dan mengamati sistem
kelistrikan dan keamanan rumah dengan menggunakan web embedded microcontroller dan jaringan GPRS sebagai media komunikasi data dapat
direalisasikan dan berfungsi sesuai dengan rancangan.
WEB EMBEDDED MICROCONTROLLER APPLICATION FOR LONG DISTANCE CONTROLLING AND MONITORING
USING WEB BROWSER ON MOBILE PHONE VIA GPRS NETWORK
Name : Henry Setiadi Herman
Nrp : 0422059 Department of Electrical Engineering, Maranatha Christian University
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH. no. 65, Bandung, Indonesia
email : kh3im@yahoo.co.id
ABSTRACT
Long distance controlling and monitoring system can be done using two PC (Personal Computer) that are connected to Internet network. Continuous connection to Internet network is needed for this controlling and monitoring scheme. Web embedded microcontroller that is connected to mobile phone over GPRS (General Packet Radio Service) network is one of solutions that can significantly reduce the connection cost.
In this final project, a system for controlling and monitoring home electrical and security system (model) using mobile phone web browser via GPRS network is designed. System model is home miniature that has been equipped with electrical and security system. Web embedded microcontroller is used as web
server and ATmega8 microcontroller is used for system model controller. System model condition can be monitored and controlled from mobile phone web browser.
The application for controlling and monitoring home electrical and security system using web embedded microcontroller over GPRS network has been realized and the results from testing show that it works as it should.
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan tepat pada waktunya. Laporan tugas akhir yang berjudul
“Aplikasi Web Embedded Microcontroller untuk Pengendalian dan Pengamatan Jarak Jauh Menggunakan Web Browser pada Telepon Seluler melalui Jaringan GPRS” ini disusun untuk memenuhi persyaratan program studi sarjana strata satu (S-1) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas
Kristen Maranatha Bandung.
Penulis telah mendapatkan dukungan dari berbagai pihak selama pengerjaan tugas akhir. Oleh karena itu, penulis tidak lupa mengucapkan terima kasih secara khusus kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Daniel Setiadikarunia, MT. selaku dosen pembimbing tugas akhir dan Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha yang telah memberikan dukungan dan bimbingan dalam pengerjaan tugas akhir. 2. Bapak Agus Prijono, ST., MT., Bapak Ir. Aan Darmawan, MT., dan Bapak
Heri Andrianto, ST., MT. selaku dosen penguji tugas akhir.
3. Ibu Ir. Anita Supartono, MSc. selaku Koordinator Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.
4. Ibu Ir. Yohana Susanthi, MSc. selaku dosen wali yang telah memberikan bimbingan selama menempuh proses pendidikan di Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.
5. Bapak Sungie yang telah memberikan izin peminjaman alat dan penggunaan fasilitas pada tempat kerja untuk pengerjaan tugas akhir. Daniel, ST. dan Yudhistira Utomo, ST. yang telah mendukung pengerjaan tugas akhir.
6. Shanti Purnama, ST. yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan kepada penulis, baik secara moril maupun spiritual.
8. Andre Susanto, Samuel Natanto, dan teman-teman lain yang telah mendukung dalam pengerjaan tugas akhir .
9. Seluruh dosen dan staf Jurusan Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha.
Akhir kata, penulis memohon maaf yang sebesar-besarnya kepada semua pihak apabila kesalahan-kesalahan dilakukan penulis selama mengerjakan Tugas Akhir ini. Penulis berharap agar Tugas Akhir ini dapat bermanfaat.
Bandung, Februari 2009
DAFTAR ISI
II.1 Mikrokontroler ATmega8 ... 5II.1.1 Arsitektur Mikrokontroler ATmega8 ... 5
II.1.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega8 ... 6
II.1.3 Komunikasi Serial USART Mikrokontroler ATmega8 ... 7
II.2 Web Embedded Microcontroller TINI400 ... 9
II.2.2 Perangkat Lunak (Firmware) TINI400 ... 13
II.2.2.1 JAVA API (Application Programming Interface) ... 15
II.2.2.2 Sistem Operasi TINI400... 16
II.3 Internet... 16
II.4 TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)... 17
II.4.1 Arsitektur TCP/IP ... 18
II.5 GPRS (General Packet Radio Service) ... 22
II.6 HTTP (HyperText Transfer Protocol)... 24
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI III.1 Perancangan Sistem ... 26
III.1.1 Diagram Blok Sistem ... 26
III.1.2 Diagram Sistem Kerja ... 29
III.2 Perancangan Perangkat Keras ... 30
III.2.1 Perangkat Keras Model Sistem ... 30
III.2.2 Perangkat Keras Pengendali Model Sistem ... 32
III.2.2.1 Rangkaian Relay ... 35
III.2.2.2 Rangkaian Antarmuka RS-232 to USART ... 37
III.3 Protokol Komunikasi ... 39
III.4 Perancangan Perangkat Lunak ... 40
III.4.1 Perangkat Lunak Mikrokontroler ATmega8 ... 40
BAB IV PENGUJIAN DAN DATA PENGAMATAN
IV.1 Pengujian Sistem... 58 IV.2 Data Pengamatan ... 62 IV.2.1 Waktu dari Penekanan Tombol pada Halaman Web di Web
Browser Telepon Seluler hingga Sinyal Kendali Diterima
TINI400... 63 IV.2.2 Waktu dari Penekanan Tombol pada Halaman Web di Web
Browser Telepon Seluler hingga Terjadi Reaksi pada Model
Sistem... 64 IV.2.3 Waktu dari Penekanan Tombol pada Halaman Web di Web
Browser Telepon Seluler hingga Informasi Kondisi Model Sistem pada Halaman Web Sesuai dengan Tombol yang
Ditekan ... 65 IV.2.4 Waktu dari Penekanan Sensor Limit Switch pada Model Sistem
hingga Informasi Kondisi Sensor pada Halaman Web di Web
Browser Telepon Seluler Mendeteksi adanya Penekanan ... 66 IV.2.5 Waktu untuk Memperbaharui Informasi Kondisi Model Sistem
pada Halaman Web di Web Browser Telepon Seluler ... 66 IV.3 Analisis Data ... 67 IV.4 Perbandingan Hasil Pengukuran Temperatur Ruangan pada
Pengendali Model Sistem dengan Tester Temperatur ... 68
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan ... 70 V.2 Saran ... 70
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel IV.1 Pengujian Terhadap Penekanan Tombol pada Halaman Web.. 58 Tabel IV.2 Pengujian Terhadap Perubahan Kondisi pada Model
Sistem... 60 Tabel IV.3 Hasil Pengujian Waktu dari Penekanan Tombol pada
Halaman Web di Web Browser Telepon Seluler hingga Sinyal
Kendali Diterima oleh TINI400 ... 63 Tabel IV.4 Hasil Pengujian Waktu dari Penekanan Tombol pada
Halaman Web di Web Browser Telepon Seluler hingga
Terjadi Reaksi pada Model Sistem ... 64 Tabel IV.5 Hasil Pengujian Waktu dari Penekanan Tombol pada
Halaman Web di Web Browser Telepon Seluler hingga Informasi Kondisi Model Sistem pada Halaman Web Sesuai
dengan Tombol yang Ditekan ... 65 Tabel IV.6 Hasil Pengujian Waktu dari Penekanan Sensor Limit Switch
Pada Model Sistem hingga Informasi Kondisi Sensor pada Halaman Web di Web Browser Telepon Seluler Mendeteksi
adanya Penekanan ... 66 Tabel IV.7 Hasil Pengujian Waktu untuk Memperbaharui Informasi
Kondisi Model Sistem pada Halaman Web di Web Browser
Telepon Seluler ... 67 Tabel IV.8 Waktu Rata-Rata Hasil Pengujian Bab IV.2... 67 Tabel IV.9 Hasil Pengujian Selisih Nilai Temperatur yang Diukur pada
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar II.1 Diagram Blok Arsitektur Mikrokontroler ATmega8... 6
Gambar II.2 Pin Mikrokontroler ATmega8 PDIP... 7
Gambar II.3 Diagram Blok USART Mikrokontroler ATmega8 ... 8
Gambar II.4 Perangkat Keras TINIm400... 10
Gambar II.5 Diagram Blok TINIm400 ... 10
Gambar II.6 Diagram Blok Arsitektur Mikrokontroler DS80C400... 11
Gambar II.7 Perangkat Keras TINIs400 ... 13
Gambar II.8 TINI Runtime Environtment... 14
Gambar II.9 Lapisan pada Protokol TCP/IP ... 21
Gambar II.10 Pergerakkan Data dalam Lapisan TCP/IP ... 21
Gambar II.11 Jaringan GSM-GPRS... 23
Gambar III.1 Diagram Blok Sistem ... 26
Gambar III.2 Diagram Sistem Kerja ... 29
Gambar III.3 Denah dan Ukuran Miniatur Rumah ... 31
Gambar III.4 Tata Letak Perangkat Keras pada Miniatur Rumah ... 31
Gambar III.5 Diagram Blok Pengendali Model Sistem ... 33
Gambar III.6 Penggunaan Port pada Mikrokontroler ATmega8 ... 35
Gambar III.7 Rangkaian Relay dengan Transistor... 36
Gambar III.8 Rangkaian Relay dengan IC ULN2803... 36
Gambar III.9 Rangkaian Antarmuka RS-232 to USART ... 37
Gambar III.10 Rangkaian Keseluruhan Pengendali Model Sistem ... 38
Gambar III.11 Format Data pada Protokol Komunikasi Khusus... 39
Gambar III.12 Diagram Alir Perangkat Lunak Utama Mikrokontroler ATmega8... 42
Gambar III.13 Diagram Alir Interupsi Terima Data ... 44
Gambar III.14 Diagram Alir Sub Rutin Cek Command... 45
Gambar III.15 Diagram Alir Sub Rutin Indikator Kendali Temperatur ... 47
Gambar III.17 Diagram Alir Sub Rutin Cek Variabel Kendali Keamanan 49
Gambar III.18 Diagram Alir Sub Rutin Cek Limit Switch... 50
Gambar III.19 Diagram Alir Perangkat Lunak Utama TINI400... 52
Gambar III.20 Diagram Alir Thread Modem ... 55
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Dewasa ini teknologi dalam bidang elektronika berkembang dengan pesat, terutama pada bidang mikrokontroler. Dalam perkembangannya,
mikrokontroler lebih difokuskan dalam hal ukuran fisik dan fungsi-fungsi yang dapat digunakan. Dengan fungsi yang tersedia, mikrokontroler dapat digunakan untuk mengendalikan suatu alat secara otomatis.
Selain perkembangan teknologi elektronika, saat ini teknologi informasi juga berkembang secara pesat. Perkembangan teknologi informasi dapat dilihat dari penggunaan telepon seluler dan jaringan Internet pada kehidupan manusia. Telepon seluler yang terdahulu hanya berfungsi sebagai telepon, sekarang ini telepon seluler dapat digunakan untuk mengakses jaringan Internet dengan menggunakan media komunikasi GPRS (General Packet Radio Service).
Dengan adanya jaringan Internet, pengendalian terhadap suatu sistem secara jarak jauh dapat dilakukan dengan menggunakan dua PC (Personal Computer), satu PC sebagai Web Server yang terhubung langsung dengan sistem
dan PC lainnya sebagai Web Client untuk mengendalikan sistem tersebut. Pengendalian sistem menggunakan dua PC melalui jaringan Internet merupakan solusi untuk pengendalian jarak jauh. Namun solusi ini tidak efisien karena satu PC sebagai Web Server harus dalam keadaan nyala terus menerus.
Ketidakefisienan tersebut mendorong diciptakannya web embedded
microcontroller. Web embedded microcontroller merupakan suatu modul
mikrokontroler yang didesain khusus untuk dapat melakukan komunikasi dengan jaringan Internet dan berfungsi sebagai Web Server. Namun solusi tersebut juga
Bab I Pendahuluan 2
Internet dapat menjadi salah satu solusi dari permasalahan tersebut. Pada Tugas Akhir ini akan dirancang aplikasi web embedded microcontroller TINI400 untuk pengendalian dan pengamatan jarak jauh menggunakan web browser pada telepon seluler melalui jaringan GPRS.
I.2 Perumusan Masalah
Pada Tugas Akhir ini ada beberapa masalah yang akan dibahas, yaitu : 1. Bagaimana merancang dan merealisasikan suatu sistem yang dapat digunakan
untuk pengendalian dan pengamatan sistem kelistrikan dan keamanan rumah dengan menggunakan web embedded microcontroller TINI400 dan GPRS sebagai media komunikasi data ?
2. Bagaimana membuat model suatu sistem kelistrikan dan keamanan rumah ?
I.3 Tujuan
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah :
1. Merancang dan merealisasikan suatu sistem yang dapat digunakan untuk pengendalian dan pengamatan sistem kelistrikan dan keamanan rumah dengan menggunakan web embedded microcontroller TINI400 dan GPRS sebagai media komunikasi data.
2. Membuat model suatu sistem kelistrikan dan keamanan rumah.
I.4 Batasan Masalah
Pembatasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah : 1. Jaringan GPRS diasumsikan dalam keadaan baik.
2. Sistem pengendalian yang dirancang berupa kendali on-off sebanyak lima buah dan kendali temperatur sebanyak satu buah.
3. Sistem pengamatan yang dirancang berupa pengamatan kondisi on-off lampu sebanyak lima buah, kondisi temperatur ruangan sebanyak satu buah, dan kondisi on-off limit switch sebanyak enam buah.
4. Browser yang digunakan pada telepon seluler mendukung kode program HTML auto-refresh.
Bab I Pendahuluan 3
I.5 Spesifikasi Sistem
Spesifikasi sistem yang dikerjakan pada Tugas Akhir ini adalah : 1. Alat yang dikendalikan dan diamati berupa model sistem kelistrikan dan
keamanan rumah.
2. Model rumah berupa maket yang dilengkapi dengan sistem kelistrikan dan keamanan.
3. Sistem kelistrikan pada model berupa lampu senter sebagai lampu, speaker sebagai alarm, resistor daya besar sebagai pemanas ruangan, kipas sebagai pendingin ruangan, dan sensor LM35 sebagai sensor temperatur ruangan. 4. Sistem keamanan pada model berupa penggunaan limit switch untuk
mendeteksi kondisi pintu dan jendela.
5. Pengendalian sistem dilakukan oleh web embedded microcontroller TINI400 melalui mikrokontroler ATmega8 yang langsung terhubung dengan sistem.
6. Pengamatan dan pengendalian terhadap sistem kelistrikan dan keamanan rumah dilakukan oleh telepon seluler dengan web browser.
7. Pemrograman web embedded microcontroller TINI400 menggunakan bahasa pemrograman JAVA.
8. Pemrograman mikrokontroler ATmega8 menggunakan bahasa pemrograman assembly.
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam laporan Tugas Akhir ini adalah : • Bab I : Pendahuluan
Membahas latar belakang, perumusan masalah, tujuan, batasan masalah, spesifikasi sistem, dan sistematika penulisan.
• Bab II : Dasar Teori
Bab I Pendahuluan 4
• Bab III : Perancangan dan Realisasi
Membahas perancangan dan realisasi sistem, perangkat keras sistem, dan perangkat lunak sistem.
• Bab IV : Pengujian dan Data Pengamatan
Membahas proses pengujian dan pengamatan sistem. • Bab V : Kesimpulan dan Saran
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 Kesimpulan
1. Sistem untuk pengendalian dan pengamatan sistem kelistrikan dan keamanan rumah dengan menggunakan web embedded microcontroller TINI400 dan
GPRS sebagai media komunikasi data telah berhasil dibuat dan berfungsi sesuai dengan rancangan.
2. Model suatu sistem kelistrikan dan keamanan rumah telah berhasil dibuat dan berfungsi sesuai rancangan.
3. Penggunaan jaringan GPRS sebagai media komunikasi data kurang cocok dalam pengendalian dan pengamatan jarak jauh yang real time.
V.2 Saran
1. Penggunaan modem dan telepon seluler dengan kemampuan 3G / 3.5G supaya pengendalian dan pengamatan sistem menjadi lebih real time.
2. Sistem yang dirancang dapat diterapkan pada sistem kelistrikan dan keamanan secara real.
3. Membuat aplikasi pada web embeddedmicrocontroller TINI400 untuk dapat
menggunakan jasa pihak ketiga sehingga dapat mengatasi IP dinamik.
4. Membuat aplikasi pada telepon seluler dan aplikasi pada web embedded microcontroller untuk menangani komunikasi data yang lebih efisien (data
DAFTAR PUSTAKA
Daftar pustaka sebagai referensi dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah :
1. –, ATmega8, Atmel, USA, 2004.
2. –, DS80c400 Network Microcontroller, Maxim, Sunnyvale, 2007.
3. –, DSTINIm400 Networked Microcontroller Evaluation Board, Maxim,
Sunnyvale, 2006.
4. –, DSTINIs400 Sockets Evaluation Board, Maxim, Sunnyvale, 2006.
5. –, Getting Started with TINI, Maxim, USA, 2004.
6. –, Power Point Standar GSM-GPRS, Insitut Teknologi Telkom, Bandung,
2008.
7. Baron, Billy, and Ellsworth, Jill H., The Internet Unleashed, Sam Publishing,
1995.
8. Loomis, Don, The Tini Specification and Developer’s Guide,
Addison_Wesley, USA, 2001.
9. Purbo, Onno W., TCP/IP Standar, Desain, dan Implementasi, Elek Media
Komputindo, 1998.
10.http://en.wikipedia.org/wiki/HTTP, 21 November 2008.
11.http://id.wikipedia.org/wiki/GPRS, 10 November 2008.
