vii
Universitas Indonesia
ABSTRAK
Nama : Yudhi Asmara Program Studi : Teknik Elektro
Judul : Implementasi dan Evaluasi Kinerja Sistem Kontrol Berbasis Embedded Web
Seiring dengan perkembangan teknologi mikroprocessor, kinerja dari embedded system semakin meningkat. Karena kehandalanya, sistem embedded telah diterapkan dalam berbagai bidang seperti peralatan industri, telekomunikasi, alat kesehatan, entertainment, otomotif, perbankan, antariksa, bahkan peralatan rumah tangga dan mainan.
Skripsi ini membahas tentang implementasi Web Server sebagai bagian dari antarmuka dalam sistem kontrol tertanam (embedded). Dalam aplikasi tertentu, embedded system merupakan solusi yang tepat, efisien dan hemat energi.
Embedded system merupakan suatu sistem yang kompak yang dirancang secara terpadu untuk memenuhi kebutuhan yang spesifik. Berbeda dengan komputer pribadi (PC: Personal Computer) yang dirancang sangat fleksibel dan multifungsi. Dalam Embedded-System, aplikasi perangkat lunak, komponen elektronik, elektrik dan sistem mekanik, dipadukan secara kompak dalam sebuah perangkat.
Sistem yang dikembangkan adalah embedded system yang mengontrol dan memonitor peralatan rumah, yaitu lampu, suhu ruangan dan pintu gerbang. Sistem dirancang menggunakan layanan WEB sebagai antar-muka dengan bahasa pemrograman dynamic-C pada processor Rabbit seri 4000.
Hasil evaluasi atas sistem menunjukkan performa sistem yang cukup baik. Sistem bekerja pada kecepatan 58,98MHz dengan konsumsi daya 1,92 Watt mampu memberikan respon 2,7 detik untuk melayani akses web pada jaringan LAN dan akurasi sensor suhu mencapai 99,1%.
Kata Kunci:
ABSTRACT
Name : Yudhi Asmara
Study Program : Electrical Engineering
Title : Implementation And Performance Evaluation Of Embedded Web-Based Control System
Along with the development of micro-processor technology, the performance of embedded systems is enhanced. Because of its ability, embedded systems have been applied in various fields such as industrial equipment, telecommunications, medical equipment, entertainment, automotive, banking, aerospace, and even home appliances and toys.
Work of this skripsi is about implementing a Web Server as part of the interface in embedded control systems. In certain applications, embedded systems provide the right solution for efficient auto control system and energy saving. Embedded systems is a compact system that is designed in an integrated manner to meet specific needs. Unlike a personal computer (PC), which is designed very flexible and multifunctional, Embedded-System, software applications, electronic components, electrical and mechanical systems is integrated in a compact device with limited purposes and less flexible.
In this skripsi, will discuss the theory and design proccess of embedded systems applications in controlling and monitoring home devices, ie light, room temperature and the gate. Systems designed using Web services as an inter-face with dynamic-C programming languages on the Rabbit processor 4000 series. Evaluation result of the system shows a fairly good performance. The system works at clock speed of 58.98 MHz with power consumption of 1.92 Watts, its only about 2.7 seconds to respond the web access on the LAN with the accuracy of the temperature sensor reached 99.1%.
ix Universitas Indonesia
DAFTAR ISI
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ……….. 1 1.2. Rumusan Masalah ………. 2 1.3. Manfaat ……….. 2 1.4. Tujuan ……… 2 1.5. Batasan Masalah ……….. 2 1.6. Sistematika Penulisan ……… 3BAB 2 TEORI DASAR
2.1. Networking……… 5 2.1.1. Dasar Ethernet ………. 5 2.1.2. Koneksi Fisik ……… 5 2.1.3. Jenis Jaringan ……… 8 2.1.4. Perangkat Jaringan ……… 10 2.1.5. Arsitektur Jaringan ……… 112.1.6. Model Lapisan Jaringan ……… 13
2.1.7. Protokol TCP/IP ……… 16 2.1.8. IP Routing ………. 18 2.1.9. ARP ……….. 19 2.1.10. Lapisan Transport ……… 20 2.1.11. Koneksi TCP/Socket ……… 20 2.1.12. Lapisan Aplikasi ..………. 22 2.1.13. DNS ……….. 22 2.2. Server Web ………. 23 2.2.1. HTTP ……….. 23 2.2.2. HTTPS ……… 25 2.3. HTML ……… 25 2.3.1. Markup/Tanda ……….. 26 2.3.2. Contoh HTML Sederhana ……… 27 2.4. Modul Rabbit RCM 4300………. 27 2.4.1. Spesifikasi ………. 28 2.5. Relay ……… 32
2.4.1. Prinsip Kerja Relay ……….. 33
2.6. PWM ……… 33
2.7. Thermistor ……… 34
BAB 3 RANCANGAN
3.1. Materi Yang Dipelajari ………. 37
3.2. Rancangan Sistem ………….………. 40
3.2.1. Fitur-fitur yang Direncanakan ………. 40
3.2.2. Spesifikasi yang Diharapkan ……… 41
3.2.3. Diagram Blok Sistem ……….. 41
4.3.4. Diagram Blok Embedded Web ……… 44
3.3. Rancangan Perangkat Keras ………. 47
3.3.1. Rangkaian Utama ………..……….. 47
3.3.2. Rangkaian ADC ………..……. 49
3.3.3. Rangkaian Sensor Suhu ………..……. 50
3.3.4. Rangkaian Pengendali Lampu ………..…… 51
3.3.5. Rangkaian Pengendali Motor ………..……. 52
3.3.6. Rangkaian Power Supply ………. 53
3.4. Komponen yang Digunakan ……… 54
3.5. Rancangan Perangkat Lunak ……… 55
3.5.1. Rancangan Antarmuka (Web Interface) ……… 55
3.5.2. Flow Chart ……… 56
3.5.3. Rancangan Program ………. 59
3.6. Model Analisa ……… 62
3.6.1. Skema Jaringan Uji Coba ………. 62
3.6.2. Parameter Evaluasi ……….. 65
BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1. Implementasi ………. 664.1.1. Hardware ………. 66
4.1.2. Software ……… 69
4.2. Evaluasi Kinerja ………. 81
4.2.1. Peralatan yang Digunakan ……… 81
4.2.2. Parameter Evaluasi ……… 82
4.3. Jaringan Uji Coba ………. 85
4.3.1. Peer-to-Peer ……….. 85
4.3.2. LAN ……….. 86
4.3.3. Wireless LAN ……….. 87
4.4.4. WAN ……… 88
4.4. Hasil Evaluasi ……….. 90
4.4.1. Evaluasi Uji Fungsi ……….. 90
4.4.2. Evaluasi Tingkat Akurasi ………. 91
xi
Universitas Indonesia
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Perbandingan software client-server ……… 11
Tabel 2.2. Penomoran port standar IANA ……….……… 12
Tabel 2.3. OSI Layer ……… 13
Tabel 2.4. Model DARPA ……… 14
Tabel 2.5. Tipe dan Ukuran Jaringan ……… 18
Tabel 2.6. Keterangan Pin ………. 29
Tabel 3.1. Ringkasan Elemen Kontrol ………... 40
Tabel 3.2. Spesifikasi yang Diharapkan ... 41
Tabel 3.3. Keterangan Diagram Blok Implementasi ……… 42
Tabel 3.4. Keterangan Diagram Blok Embedded Web ……… 45
Tabel 3.5. Tabel Kebenaran Pengendali Motor H-Bridge ……… 53
Tabel 3.6. Daftar Komponen ………. 54
Tabel 4.1. Komposisi Halaman Utama ... 75
Tabel 4.2. Komposisi Halaman Konfigurasi ……….. 76
Tabel 4.3. Komposisi Halaman Informasi ………. 77
Tabel 4.4. Hasil Evaluasi Uji Fungsi ……… 90
Tabel 4.5. Hasil Evaluasi Tingkat Akurasi Sensor Suhu ……….. 91
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Koneksi Kabel Jaringan ……… 6
Gambar 2.2. TCP/IP Stack ………. 16
Gambar 2.3. Lapisan TCP/IP ………. 16
Gambar 2.4. TCP Handshake ………. 20
Gambar 2.5. Arsitektur Modul Rabbit Core 4300 ………. 29
Gambar 2.6. Port Pada Rabbit 4000 ……… 29
Gambar 2.7. Pin dan Kemasan processor Rabbit 4000 ……….. 29
Gambar 2.8. Diagram Blok Processor Rabbit 4000 ……….. 29
Gambar 3.1. Ilustrasi Aplikasi Sistem Kontrol Berbasis Web ……… 40
Gambar 3.2. Diagram Blok Implementasi ………. 42
Gambar 3.3. Diagram Blok Embedded Web ……… 44
Gambar 3.4. Rangkaian Utama ……….. 47
Gambar 3.5. Rangkaian ADC ADS7870 & Memory ………. 49
Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Suhu ………. 50
Gambar 3.7. Rangkaian Pengendali Lampu ……… 51
Gambar 3.8. Rangkaian Pengendali Motor H-Bridge ……… 52
Gambar 3.9. Rangkaian Power Supply ……… 53
Gambar 3.10. Tampilan Antarmuka Utama ……….. 55
Gambar 3.11. Tampilan Antarmuka Konfigurasi ………. 55
Gambar 3.12. Tampilan Antarmuka bagian Keterangan ……….. 55
Gambar 3.13. Flow Chart ………. 56
Gambar 3.14. Skema Jaringan Uji Coba Model Peer-to-peer ……….. 62
Gambar 3.15. Skema Jaringan Uji Coba Model LAN ……….. 62
Gambar 3.16. Jaringan Wireless LAN ……….. 63
Gambar 3.17. Jaringan Internet (WAN) ……… 63
Gambar 3.18. Mengakses Halaman Web ………. 64
xiii
Universitas Indonesia
Gambar 4.3. USB Downloader ……… 68
Gambar 4.4. Konfigurasi Hardware Keseluruhan ………. 68
Gambar 4.5. Komponen Halaman Utama ………. 75
Gambar 4.6. Komponen Halaman Konfigurasi ……….. 76
Gambar 4.7. Komponen Halaman Informasi ……… 77
Gambar 4.8. Software Dynamic C ……….. 78
Gambar 4.9. Macromedia Fireworks ………. 79
Gambar 4.10. Macromedia Dreamweaver Mode Design ……… 80
Gambar 4.11. Macromedia Dreamweaver Mode Code ……… 80
Gambar 4.12. Jaringan peer-to-peer ……… 85
Gambar 4.13. Jaringan LAN ………. 86
Gambar 4.14. Jaringan Wireless LAN ……….. 87
Daftar Lampiran
Lampiran 1 Kode Program Aplikasi
Lampiran 2 Rangkaian ProtoBoard RCM4300
