SKRIPSI
Oleh :
DIDIK KRISDAYANTO
0534010018
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS PEMBANNAN NASIONAL “VETERAN”
JAWA TIMUR
EMBEDDED WEB SERVER DALAM MICROCONTROLLER
UNTUK SISTEM KENDALI RUMAH
Di Susun Oleh
DIDIK KRISDAYANTO
NPM: 0534010018Telah Disetujui Mengikuti Ujian Negara Lesan Gelombang II Tahun Akademik 2010/2011
Pembimbing Utama: Pembimbing Pendamping:
Basuki Rahmat, S.Si. MT
Achmad Junaidi, S.Kom
NPT: 36907 060 209 NPT: 37811 040 199
Mengetahui,
Ketua Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik Industri
Universitas Pembangunan Nasional ”VETERAN” Jawa Timur
EMBEDDED WEB SERVER DALAM MICROCONTROLLER
UNTUK SISTEM KENDALI RUMAH
Di Susun Oleh
DIDIK KRISDAYANTO
NPM: 0534010018Telah dipertahankan dihadapan dan diterima oleh tim penguji Tugas Akhir Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri Universitas Pembangunan
Nasional “VETERAN” Jawa Timur pada tanggal 26 November 2010
Pembimbing, Tim Penguji,
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “VETERAN” Jawa Timur
Jl. Raya Rungkut Madya Gunung Anyar Telp. (031) 8706369 (Hunting). Fax. (031) 8706372 Surabaya 60294
KETERANGAN REVISI
Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa mahasiswa berikut :
Nama : DIDIK KRISDAYANTO
NPM : 0534010018
Jurusan : Teknik Informatika
Telah mengerjakan revisi / tidak ada revisi *) pra rencana (design) / skripsi ujian
lisan gelombang II, TA 2010/2011 dengan judul :
” EMBEDDED WEB SERVER DALAM MICROCONTROLLER
UNTUK SISTEM KENDALI RUMAH”
Surabaya, November 2010
Dosen penguji yang memeriksa revisi
1) Basuki Rahmat, S.Si, MT
{ }
Basuki Rahmat, S.Si. MT NPT: 36907 060 209
Dosen Pembimbing Pendamping
i
Dengan mengucapkan puja dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT,
yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga penulis bisa menyelesaikan Tugas
Akhir ini yakni dengan mengambil judul “EMBEDDED WEB SERVER
DALAM MICROCONTROLLER SEBAGAI SISTEM KENDALI RUMAH”.
Tujuan disusun Tugas Akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan program Strata Satu (S1) pada jurusan Teknik Informatika,
Fakultas Teknologi Industri, UPN “VETERAN” Jawa Timur.
Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini penulis menyadari telah banyak
mendapatkan bantuan dari berbagai pihak, baik dari segi moril maupun materiil.
Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Sutiyono, MT selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya.
2. Bapak Basuki Rahmat, S.Si, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika
Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur Surabaya tahun
angkatan 2008-2009. Beliau ini sekaligus menjadi dosen pembimbing I
penulis yang sangat penulis banggakan. Karena beliau, arahan dan
motifasinya saat membimbing akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini dengan baik.
3. Bapak Achmad Junaidi S. Kom selaku dosen pembimbing II di jurusan
Timur Surabaya yang telah memberikan arahan, bimbingan, serta motivasi
sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Nur Cahyo Wi, S.Kom, M. Kom selaku dosen wali yang selalu
memberi inspirasi bagi penulis.
5. Segenap dosen, karyawan dan admik di program studi Teknik Informatika
dan Fakultas Teknologi Industri.
6. Kedua orang tua tercinta dan seluruh keluarga besarku. Terimakasih atas doa
dan kepercayaannya. Penulis hanya bisa membuktikan bahwa penulis bisa,
dan apa yang penulis jalani tidaklah merugi.
7. Teman seperjuangan yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu. Inilah
perjuangan kita. Suka - duka dan lainnya merupakan warna dari hasil kita
memperjuangkan skiripsi kita...dan hasilnya bisa kita rasakan sekarang
“Alhamdulillah ya Allah”.
Penulis sebagai manusia biasa pasti mempunyai keterbatasan dan banyak
sekali kekurangan, terutama dalam pembuatan laporan ini. Untuk itu penulis
sangat membutuhkan kritik dan saran yang membangun dalam memperbaiki
penulisan laporan ini.
Surabaya, November 2010
iv
Abstraksi ... i
Kata Pengantar ... ii
Daftar Isi ... iv
Daftar Gambar... viii
Daftar Tabel ...x
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Perumusan Masalah ...2
1.3. Batasan Masalah ...2
1.4. Tujuan Penelitian ...3
1.5. Manfaat Penelitian ...3
1.6. Metodologi Penelitian ...4
1.7. Sistematika Pembahasan ...5
BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Pengenalan Hardware...7
2.2. Wiznet Wiz110sr Embedded Webserver ...7
2.2.1. Fitur Wiz110sr ...9
2.2.2. Wiz110sr Board ...9
2.3.1...K EPROM Data Memory ...22
2.3.7...G enerator Clock...23
2.3.8...S erial Pada ATMEGA32 ...23
2.3.9...I nisialisai USART...24
2.4. Pengenalan Software ...25
2.5. Code Vision AVR...25
2.6. ISP Downloader ...28
2.7. Web Browser ...29
2.8. Sejarah Wireless...30
2.10. Media Wireless...35
2.11. Protocol ...38
2.12. Komponen Wireless LAN...38
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1. Analisa Sistem...43
3.2. Kebutuhan Perangkat Keras...47
3.3. Kebutuhan Perangkat Lunak ...48
3.4. Kebutuhan Proses...49
3.5. Perancangan Perangkat Keras ...50
3.5.1. Wiznet Wiz110sr Embedded Webserver...50
3.5.2. ATMEGA32...53
3.5.3. Antar Muka Wiznet Wiz110sr Dengan ATMEGA32.55 3.5.4. Driver Lampu Led...56
3.5.5. Sensor Cahaya...57
3.5.6. Rangkaian Keseluruhan ...58
3.6. Perancangan Perangkat Lunak ...59
3.6.1. Desain Kontrol...61
3.6.2. Perancangan Antar Muka ...62
3.6.3. Desain arsitektur ...65
4.1.1...A
plikasi Simulasi Pengontrol Listrik ...67
4.1.2...P
5.1.1. Pengujian Microcontroller ATMEGA32 ...73
5.1.2. Pengujian Wiznet Wiz110sr Embedded Web Server...74
viii
Gambar 2.1. Wiznet Wiz110sr Embedded Web Server...8
Gambar 2.2. Blok Diagram ...10
Gambar 2.3. Blok Diagram Microcontroller ATMEGA32...11
Gambar 2.4. Pin-Pin ATMEGA32 Kemasan 40-pin ...14
Gambar 2.5. Peta Memory ATMEGA32 ...21
Gambar 2.6. Pengaturan SRAM ATMEGA32 ...22
Gambar 2.7. ISP Downloader ...28
Gambar 2.8. Driver ISP Downloader...29
Gambar 2.9. Diagram Skematik Wireless LAN...34
Gambar 2.10. Three Cell Repeater ...36
Gambar 2.11. Accest Point...39
Gambar 2.12. Jarinagan Extention Point...40
Gambar 2.13. Jangkauan Area Antena Omnidirectional ...41
Gambar 2.14. Jangkauan Antena Directional ...42
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem ...44
Gambar 3.2. Blok Diagram dari User ke Alat dan Proses Laporan ke User ...46
Gambar 3.3. Mode TCP Server...51
Gambar 3.4. Mode Client Server ...52
Gambar 3.5. Konfigurasi IP address Pada Wiznet WIZ110sr ...53
Gambar 3.6. Skema Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA32 ...55
Gambar 3.7. Skema Rangkaian Interfacing ...56
Gambar 3.9. Skema Rangkaian Sensor Cahaya ...58
Gambar 3.10. Skema Rangkaian Sistem Kendali Rumah...59
Gambar 3.11. Flowchart Kerja Perangkat Lunak...60
Gambar 3.12. Desain Miniatur Rumah ...62
Gambar 3.13. Desain Form Login ...63
Gambar 3.14. Desain Form Kontrol dan Monitoring...64
Gambar 3.15. Desain Form Penjadwalan...65
Gambar 3.16. Desain Arsitektur...65
Gambar 4.1. Form Login...70
Gambar 4.2. Form Penjadwalan...70
Gambar 4.3. Form Kontrol...71
Gambar 5.1. Rangkaian Mekanik Sebelum Pengujian...72
Gambar 5.2. Konfigurasi Wiznet Wiz110sr Embedded Web Server...74
Gambar 5.3. Form Login Uji Coba ...75
Gambar 5.4. Form Jadwal Uji Coba ...75
Gambar 5.5. Form Monitoring Uji Coba ...76
Gambar 5.6. Form Kontrol Uji Coba ...77
x
Tabel 2.1. Spesifikasi Wiznet Wiz110sr Embedded Web Server...8
Tabel 2.2. Fungsi Khusus Port A ...16
Tabel 2.3. Fungsi Khusus Port B ...17
Tabel 2.4. Fungsi Khusus Port C ...18
Tabel 2.5. Fungsi Khusus Port D ...19
Tabel 4.1. Proses Komunikasi Antara Server dan Client... 68
Penyusun : Didik Krisdayanto
i ABSTRAKSI
Dalam era globalisasi semakin banyak perkembangan dalam dunia teknologi informasi salah satunya adalah konsep tentang smart home yang menawarkan berbagai kemudahan dalam mengontrol keadaan rumah terutama untuk mematikan lampu atau mematikan peralatan elektronik. Dalam kondisi ini seseorang ingin mempunyai alat untuk pengontrol rumah meskipun beberapa jauh dari rumahnya dan tidak lagi mengkhawatirkan rumah lagi sewaktu bepergian karena dapat mengontrol rumah dari jarak jauh dengan mudah, efisien, dan murah.
Pada sistem yang telah ada, perangkat listrik masih dikontrol secara manual sehingga sering lupa untuk mematikan lampu, hal ini menyebabkan pemakaian listrik tidak efisien. Untuk menyelesaikan masalah dalam pengontrolan listrik, yaitu membuat aplikasi yang dapat mengontrol listrik secara otomatis dengan metode penjadwalan dan bisa dikontrol dan dimonitoring secara langsung oleh user sehingga dapat mengetahui kondisi lampu yang dikontrol. Dimana jadwal disimpan pada memory mikrokontroller untuk menjadwalkan atau mengatur kapan listrik aktif dan kapan listrik padam sesuai kebutuhan. Sebagai pengontrol listrik dibutuhkan mikrokontroler ATMEGA32 yang telah diisi program menggunakan pemrograman CodeVision AVR C Compiler. Aplikasi ini juga memakai perangkat pendukung seperti wireless yang digunakan sebagai koneksi jaringan lokal dimana aplikasi ini akan diakses melalui web browser dalam handphone.
Dengan pengujian pada aplikasi yang telah dilakukan, didapatkan bahwa aplikasi ini mampu untuk mengontrol listrik dengan metode penjadwalan, bahkan pengontrolan listrik juga bisa diaktifkan secara langsung dengan menekan tombol dalam aplikasi yang digunakan sekaligus memonitoring kondisi lampu. Sehingga dapat disimpulkan bahwa aplikasi dapat berfungsi dengan baik dan keluarannya sesuai dengan apa yang diharapkan dan sesuai dengan tujuan awal penelitian dan perancangan aplikasi ini.
1
1.1 Latar Belakang.
Dengan semakin berkembangnya teknologi sekarang ini, sistem
pengendalian peralatan listrik pada rumah secara otomatis atau yang sering
disebut smart home semakin banyak diminati dengan memanfaatkan suatu
alat elektronika yaitu microcontroller. Microcontroller digunakan sebagai
perangkat pendukung untuk sistem kendali rumah, sebagai contoh sistem
kendali rumah dengan menggunakan SMS (short message service) dari
mobile phone sebagai sistem kendalinya dan juga dengan menghubungkannya
dengan komputer (PC) yang digunakan sebagai server.
Dengan mempelajari konsep diatas maka pengendalian perangkat
listrik akan menjadi begitu mudah akan tetapi dalam proses penerapanannya
ternyata tidak semudah penggunaannya di mulai dari cara mensetting sistem
mikrokontroller dalam konfigurasi pin–pin dari mikrokotroller, sistem akses
sampai perangkat–perangkat penunjang lainnya yang digunakan hingga
tercipta suatu sistem yang dapat mengontrol perangkat–perangkat listrik
hingga mempermudah dalam sistem pengendalian peralatan listrik.
Disini untuk mengurangi permasalahan yang telah diuraikan maka
dibuat suatu sistem pengendali peralatan listrik pada rumah secara otomatis
dengan metode penjadwalan. Dengan memanfaatkan web browser diharapkan
akan mempermudah sistem pengendalian peralatan listrik. Web browser
internet dengan memanfaatkan web browser tercipta sebuah website yang
dapat digunakan sebagai sistem pengontrol peralatan listrik. Saat ini web
browser tidak hanya ada dalam laptop atau PC tetapi juga dalam handphone
sehingga user dapat mengakses website sistem pengendalian listrik dengan
menggunakan koneksi wireless. Kini hanya dengan browsing dari mobile
phone yang kita gunakan, maka dapat mengendalikan lampu dan peralatan
listrik di rumah.
1.2 Perumusan Masalah.
Berdasarkan latar belakang di atas, perumusan masalahnya adalah
sebagai berikut:
a. Bagaimana cara membuat antarmuka yang bisa mengkomunikasikan
embedded webserver dalam sistem mikrocontroller dengan linksys
sehingga dapat diakses melalui web browser dengan menggunakan
handphone dengan memanfaatkan koneksi wireless access point?
b. Bagaimana microcontroller bisa mempermudah dalam aplikasi sistem
pengontrol peralatan listrik yang akan dibuat?
1.3 Batasan Masalah.
Dalam melakukan penelitian ini, permasalahan dibatasi pada:
a. Aplikasi sistem pengontrol perangkat listrik yaitu lampu ini tidak
menggunakan data base dalam proses penyimpanan data jadwal karena
b. Penjadwalan perangkat listrik yaitu lampu akan langsung masuk dan
disimpan dalam memory microcontroller yaitu EEPROM 512 byte.
Jadwal yang lama akan terhapus secara otomomatis dengan masuknya
jadwal baru.
c. Jarak pengendalian bergantung pada wireless access point yang
digunakan disini menggunakan wireless access point dengan jarak 50
meter.
d. Form website akan terjadi perubahan dalam proses pengaksesan di
handphone karena perbedaan platform antara laptop / PC dengan
handphone.
e. Handphone yang digunakan harus memiliki sistem koneksi wireless.
f. Dalam simulasi ini sistem hanya bekerja pada jaringan lokal.
1.4 Tujuan Penelitian.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengembangkan sebuah
alat untuk sistem kendali listrik pada rumah dengan menggunakan WIZNET
WIZ110SR embedded webserver dalam mikrocontroller ATMEGA32
melalui koneksi wireless accest point yang dapat diakses melalui web
browser handphone.
1.5 Manfaat Penelitian.
Manfaat dari penelitian ini adalah :
a. Meminimalisasikan penggunaan komputer ( PC ) sebagai server
b. Memanfaatkan teknologi ponsel terutama internet untuk membuka web
browser sehingga dapat mengendalikan sistem sesuai perintah.
c. Memberikan kemudahan kepada pengguna untuk mengakses dan
mengendalikan sistem kendali listrik pada rumah.
d. Meningkatkan kemampuan untuk sistem embedded web server dalam
microcontroller yang sangat berkembang pesat dewasa ini.
e. Memberikan alternatif sistem pengendali listrik dengan harga murah.
f. Pengefektifan pemakaian listrik.
1.6 Metodologi Penelitian.
Langkah – langkah pengumpulan data sebagai dasar penyusunan
skripsi :
1. Analisa.
Menganalisa masalah-masalah yang akan disajikan dan
mengumpulkan data atau informasi.
2. Studi Pustaka.
Mendapatkan semua teori-teori dasar yang dibutuhkan dalam
memecahkan masalah yang merupakan sumber referensi bagi penulis
dalam mengambil langkah pengamatan dan melengkapi data.
3. Observasi.
Observasi merupakan aktivitas melakukan pengamatan dan analisa
terhadap kondisi sebenarnya di lapangan kemudian akan diberikan
4. Perancangan Pembuatan.
Menggunakan teori-teori dasar perangkat lunak, dasar elektronika
dan komputer menggunakan logika berpikir untuk menghasilkan aplikasi
yang akan dibuat yang mampu menjalankan fungsi yang diinginkan
untuk mencapai tujuan penelitian.
1.7 Sistematika Pembahasan.
Dalam penyusunan tugas akhir, sistematika pembahasan diatur dan
disusun dalam enam bab, dan tiap-tiap bab terdiri dari sub-sub bab. Untuk
memberikan gambaran yang lebih jelas, maka diuraikan secara singkat
mengenai materi dari bab-bab dalam penulisan tugas akhir ini sebagai
berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan tentang latar belakang masalah, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat, dan sistematika
penulisan pembuatan tugas akhir ini.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menjelaskan tentang teori-teori pemecahan masalah
yang berhubungan dan digunakan untuk mendukung dalam
pembuatan tugas akhir ini.
BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab ini dijelaskan tentang tata cara metode perancangan sistem
yang digunakan untuk mengolah sumber data yang dibutuhkan
BAB IV IMPLEMENTASI SISTEM
Pada bab ini menjelaskan implementasi dari program yang telah
dibuat meliputi lingkungan implementasi, implementasi proses dan
implementasi antarmuka.
BAB V UJI COBA
Pada bab ini menjelaskan tentang pelaksanaan uji coba dari
pelaksanaan uji coba dari program yang dibuat.
BAB VI PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penulis untuk
pengembangan sistem.
DAFTAR PUSTAKA
Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur
yang digunakan dalam pembutan laporan tugas akhir ini.
LAMPIRAN
Pada bagian ini berisi tentang listing source code pada pembuatan
7
Embedded webserver dalam microcontroller untuk sistem kendali rumah
terdiri dari 2 bagian yaitu hardware dan software. Bagian hardware disini
digunakan untuk mengendalikan perangkat elektronika yang akan dijadwalkan
yaitu lampu, sedangkan untuk softwarenya digunakan untuk menvisualkan
pengendalian sistem yang akan menjembatani user dalam melakukan penjadwalan
peralatan yang akan dikontrol.
1. Pengenalan Hardware
Adapun hardware yang digunakan dalam perancangan sistem
kendali rumah adalah WIZNET WIZ110SR embedded webserver dan
microcontroller ATMEGA32.
2. Wiznet Wiz110sr Embedded Webserver
WIZ110SR adalah modul gateway yang mengkonversi RS-232
protokol ke protokol TCP / IP. Hal ini memungkinkan pengukuran jarak
jauh, mengelola dan mengontrol perangkat melalui jaringan berbasis pada
ethernet dan TCP / IP yang menghubungkan ke peralatan dengan RS-232
serial interface. Jadi, WIZ110SR merupakan konverter protokol yang
mentransmisikan data yang dikirim oleh peralatan serial sebagai jenis data
TCP / IP dan mengkonversi kembali TCP / IP data yang diterima melalui
Gambar 2.1 Wiznet WIZ110SR Embedded Webserver
Tabel 2.1 Spesifikasi Wiznet Wiz110SR Embedded Webserver
ITEM KETERANGAN
MCU 8051 compliant
(memiliki 62K internal Flash, 16K SRAM, 2K EEPROM)
TCP / IP (Ethernet PHY W5100 MAC & Embedded)
Protocol TCP, UDP, IP, ARP, ICMP, MAC, DHCP, PPPoE, DNS
Network
Interface
10/100 Mbps (Auto deteksi), RJ-45 Connector
Serial Interface RS232 (DB9)
Serial Signal TXD, RXD, RTS, CTS, GND
Paritas: Tidak ada, Genap, Ganjil
Data Bits: 7,8
Flow Control: Tidak ada, RTS / CTS, Xon / XOFF Serial Parameter
Speed: sampai 230Kbps
Konsumsi Daya Dalam 180mA
Temperatur 0 C ~ 80 C (Operasi), -40 C ~ 85 C (Storage)
Kelembaban 10 ~ 90%
2.2.1 Fitur WIZ110SR
1. Koneksi langsung ke serial device
a. Menambahkan fungsi jaringan yang cukup dan cepat
b. Menyediakan firmware kustomisasi
2. Stabilitas sistem dan reliabilitas dengan menggunakan W5100
Hardware Chip
3. Mendukung koneksi PPPoE
4. Mendukung serial konfigurasi dengan perintah sederhana dan mudah
5. Mendukung password untuk keamanan
6. Tool konfigurasi program
7. 10/100 ethernet interface dan maksimal 230Kbps serial interface
8. RoHS compliant
2.2.2 WIZ110SR Board
Diagram WIZ110SR adalah konverter protokol yang
mentransmisikan data yang dikirim dengan alat serial untuk Ethernet dan
mengkonversi ke TCP / IP data yang diterima melalui jaringan menjadi
data serial untuk mengirimkan kembali ke peralatan. Ketika data diterima
ditransmisikan dari Ethernet, diterima ke buffer internal W5100, dan
dikirim ke port serial oleh MCU. MCU dalam modul kontrol data sesuai
dengan nilai konfigurasi yang ditetapkan pengguna.
Gambar 2.2 Blok Diagram
3. Microcontroller ATMEGA32
AVR ATMEGA32 merupakan seri microcontroller CMOS 8-bit
buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set
Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock.
AVR mempunyai 32 register general-purpose, timer/counter fleksibel
dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial UART,
programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM
internal. AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip
yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam system
menggunakan hubungan serial SPI. ATMEGA32. ATMEGA32
mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer
Beberapa keistimewaan dari AVR ATMEGA32 antara lain:
1. High – performance, low – power AVR® 8-bit Microcontroller
2. Advanced RISC Architecture
a. 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
b. 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation
c. Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
d. On – chip 2 – cycle Multiplier
3. Nonvolatile Program and Data Memories
a. 8K Bytes of In – System Self – Programmable Flash
b. Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits
c. 512 Bytes EEPROM
d. 512 Bytes Internal SRAM
e. Programming Lock for Software Security
4. Peripheral Features
a. Two 8 – bit Timer/Counters with Separate Prescalers and
Compare Mode
b. Two 8 – bit Timer/Counters with Separate Prescalers and
Compare Modes
c. One 16 – bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode,
and Capture Mode
d. Real Time Counter with Separate Oscillator
e. Four PWM Channels
f. 8 – channel, 10 – bit ADC
h. Programmable Serial USART
5. Special Microcontroller Features
a. Power – on Reset and Programmable Brown – out Detection
b. Internal Calibrated RC Oscillator
c. External and Internal Interrupt Sources
d. Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save,
Powerdown, Standby and Extended Standby
6. I/O and Package
a. 32 Programmable I/O Lines
b. 40 – pin PDIP, 44 – lead TQFP, 44 – lead PLCC, and 44 – pad MLF
2.3.1 Konfigurasi Microcontroller ATMEGA32
Pin-pin pada ATMEGA32 dengan kemasan 40-pin DIP (dual
inline package) ditunjukkan oleh gambar. Guna memaksimalkan performa,
AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah
Gambar 2.4 Pin-pin ATMEGA32 kemasan 40-pin
ATMEGA32 mempunyai empat buah port yang bernama PortA,
PortB, PortC, dan PortD. Keempat port tersebut merupakan jalur
bidirectional dengan pilihan internal pull-up. Tiap port mempunyai tiga
buah register bit, yaitu DDxn, PORTxn, dan PINxn. Huruf ‘x’mewakili
nama huruf dari port sedangkan huruf ‘n’ mewakili nomor bit. Bit DDxn
terdapat pada I/O address DDRx, bit PORTxn terdapat pada I/O address
PORTx, dan bit PINxn terdapat pada I/O address PINx. Bit DDxn dalam
register DDRx (Data Direction Register) menentukan arah pin. Bila DDxn
diset 1 maka Px berfungsi sebagai pin output. Bila DDxn diset 0 maka Px
berfungsi sebagai pin input.Bila PORTxn diset 1 pada saat pin
terkonfigurasi sebagai pin input, maka resistor pull-up akan diaktifkan.
Untuk mematikan resistor pull-up, PORTxn harus diset 0 atau pin
dikonfigurasi sebagai pin output. Pin port adalah tri-state setelah kondisi
maka pin port akan berlogika 1. Dan bila PORTxn diset 0 pada saat pin
terkonfigurasi sebagai pin output maka pin port akan berlogika 0. Saat
mengubah kondisi port dari kondisi tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) ke
kondisi output high (DDxn=1, PORTxn=1) maka harus ada kondisi
peralihan apakah itu kondisi pull-up enabled (DDxn=0, PORTxn=1) atau
kondisi output low (DDxn=1, PORTxn=0). Biasanya, kondisi pull-up
enabled dapat diterima sepenuhnya, selama lingkungan impedansi tinggi
tidak memperhatikan perbedaan antara sebuah strong high driver dengan
sebuah pull-up. Jika ini bukan suatu masalah, maka bit PUD pada register
SFIOR dapat diset 1 untuk mematikan semua pull-up dalam semua port.
Peralihan dari kondisi input dengan pull-up ke kondisi output low juga
menimbulkan masalah yang sama. Kita harus menggunakan kondisi
tri-state (DDxn=0, PORTxn=0) atau kondisi output high (DDxn=1,
PORTxn=0) sebagai kondisi transisi.
2.3.2 Deskripsi Pin A. VCC
Tegangan suplai VCC digital.
B. GND Ground
C. Port A ( PA7..PA0 )
Port A berfungsi sebagai input analog ke A / D Converter. Port A juga
berfungsi sebagai aku bi – directional 8 – bit / O port, jika A / D
pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). Port output A buffer memiliki
karakteristik drive simetris dengan kedua tenggelam tinggi dan
kemampuan sumber. Ketika pin PA0 untuk PA7 digunakan sebagai
masukan dan secara eksternal ditarik rendah, mereka akan sumber saat
ini jika pull-up resistor internal diaktifkan. Port A pin yang tri – lain
ketika kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika jam tidak berjalan.
Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port A
D. Port B ( PB7..PB0 )
Port B merupakan bi – directional I 8 – bit / O port dengan resistor
pull – up internal (dipilih untuk masing-masing bit). Itu Port B
memiliki karakteristik output buffer drive simetris dengan kedua
tenggelam tinggi dan sumber kemampuan. Sebagai masukan, Port B
pin yang ditarik rendah eksternal akan sumber arus jika pull-up
Resistor diaktifkan. Port B pin yang tri – kondisi ketika reset menjadi
Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port B
E. Port C ( PC7..PC0 )
Port C adalah yang saya bi – directional 8 – bit / O port dengan
resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit). Itu Port C buffer
output memiliki karakteristik drive simetris dengan kedua tenggelam
tinggi dan sumber kemampuan. Sebagai masukan, Port C pin yang
ditarik rendah eksternal akan sumber arus jika pull – up Resistor
diaktifkan. Port C pin yang tri – lain ketika kondisi reset menjadi aktif,
bahkan jika jam tidak berjalan. Jika antarmuka JTAG diaktifkan, pull
– up resistor pada pin PC5 (TDI), PC3 (TMS) dan PC2 (TCK) akan
Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port C
F. Port D ( PD7..PD0 )
Port D adalah aku bi – directional 8 – bit / O port dengan resistor
pull-up internal (dipilih untuk setiap bit). Itu Output buffer Port D memiliki
karakteristik drive simetris dengan kedua tenggelam tinggi dan
sumber kemampuan. Sebagai masukan, Port D pin yang ditarik rendah
eksternal akan sumber arus jika pull-up Resistor diaktifkan. Pelabuhan
pin D tri-lain ketika kondisi reset menjadi aktif, bahkan jika jam tidak
Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port D
G. RESET
Input Reset. Tingkat rendah pada pin ini lebih lama dari panjang pulsa
minimum akan menghasilkan ulang, bahkan jika jam tidak berjalan.
H. XTAL1
Masukan ke Osilator amplifier pembalik dan masukan untuk
rangkaian operasi jam internal.
I. XTAL2
Output dari amplifier Osilator pembalik.
J. AVCC
AVCC merupakan pin tegangan suplai untuk Port A dan A / D
Converter. Perlu eksternal terhubung untuk VCC, bahkan jika ADC
tidak digunakan. Jika digunakan ADC, harus terhubung dengan VCC
K. AREF
Aref adalah pin analog referensi bagi A / D Converter.
2.3.3 Timer
Timer/counter adalah fasilitas dari ATMEGA32 yang digunakan untuk
perhitungan pewaktuan. Beberapa fasilitas chanel dari timer counter antara lain:
counter channel tunggal, pengosongan data timer sesuai dengan data pembanding,
bebas -glitch, tahap yang tepat Pulse Width Modulation (PWM), pembangkit
frekuensi, event counter external. Untuk penempatan pin I/O telah di jelaskan
pada bagian I/O di atas. CPU dapat diakses register I/O, termasuk dalam pin-pin
I/O dan bit I/O. Device khusus register I/O dan lokasi bit terdaftar pada deskripsi
timer/counter 8 bit.
2.3.4 Peta Memory ATMEGA32
ATMEGA32 memiliki 16K byte On – chip in – System
Programmable Flash Memory untuk menyimpan program. Flash Memory
diatur pada ukuran 8K x 16 bit karena semua intsruksi AVR adalah 19 –
bit atau 32 – bit word. Flash Memory dapat diisi atau dihapus ± 10.000
Gambar 2.5 Peta Memory ATMEGA32
2.3.5 SRAM Data Memory
1120 lokasi data memory digunakan sebagai alamat regisyter file, I
/ O memory dan data SRAM. 96 alamt lokasi yang pertama digunakan
untuk alamat register file dan I / O memory, dan 1024 berikutnya
digunakan untuk meletakkan alamat data dari SRAM. Ada lima cara
pengalamata yang berbeda yaitu Direct, Indierct with displacement,
Pengalamatan Direct mencapai seluruh alamat data yang kosong.
32 register yang bekerja, 64 I / O register, dan 1024 bytes data semuanya
dapat diakses melalui semua cara pengalamatan ini.
Gambar 2.6 Pengaturan SRAM ATMEGA32
2.3.6 EEPROM Data Memory
ATMEGA32 memiliki 512 byte memory data EEPROM. Mmeori
ini diatur pada data space yang terpisah, dimana setiap byte – nya dapat
ditulis atau dibaca. EEPROM memiliki ketahanan sebesar ± 100.000 kali
2.3.7 Generator Clock
Logic generator clock menghasilkan dasar clock untuk pengirim
dan penerima. USART mendukung empat mode operasi clock: Normal
Asynchronous, Double Speed Asynchronous mode Master Synchronous
dan Slave Synchronous. Bit UMSEL pada USART control dan status
register C (UCSRC) memilih antara operasi Asychronous dan
Synchronous. Double speed (hanya pada mode Asynchronou ) dikontrol
oleh U2X yang mana terdapat pada register UCSRA. Ketika mengunakan
mode operasi synchronous (UMSEL = 1) dan data direction register untuk
pin XCk (DDR_XCK) mengendalikan apakah sumber clock tersebut
adalah internal (master mode) atau eksternal (slave mode) pin-pin XCK
hanya akan aktif ketika menggunakan mode Synchronous.
2.3.8 Serial Pada ATMEGA32
Universal synchronous dan asynchronous pemancar dan penerima
serial adalah suatu alat komunikasi serial sangat fleksibel. Jenis yang
utama adalah :
a. Operasi full duplex (register penerima dan pengirim serial dapat berdiri
sendiri)
b. Operasi Asychronous atau synchronous
c. Master atau slave mendapat clock dengan operasi synchronous
d. Pembangkit baud rate dengan resolusi tinggi
e. Dukung frames serial dengan 5, 6, 7, 8 atau 9 Data bit dan 1 atau 2
f. Tahap odd atau even parity dan parity check didukung oleh hardware
g. Pendeteksian data overrun
h. Pendeteksi framing error
i. Pemfilteran gangguan (noise) meliputi pendeteksian bit false start dan
pendeteksian low pass filter digital
j. Tiga interrupt terdiri dari TX complete, TX data register empty dan
RX complete.
k. Mode komunikasi multi-processor
l. Mode komunikasi double speed asynchronous
2.3.9 Inisialisasi USART
USART harus diinisialisasi sebelum komunikasi manapun dapat
berlangsung. Proses inisialisasi normalnya terdiri dari pengesetan baud
rate, penyetingan frame format dan pengaktifan pengirim atau penerima
tergantung pada pemakaian. Untuk interrupt menjalankan operasi USART,
global interrupt flag ( penanda ) sebaiknya dibersihkan ( dan interrupt
global disable ) ketika inisialisasi dilakukan. Sebelum melakukan
inisialisasi ulang dengan mengubah baud rate atau frame format, untuk
meyakinkan bahwa tidak ada transmisi berkelanjutan sepanjang periode
register yang diubah. Flag TXC dapat digunakan untuk mengecek bahwa
pemancar telah melengkapi semua pengiriman, dan flag RXC dapat
digunakan untuk mengecek bahwa tidak ada data yang tidak terbaca pada
buffer penerima. Tercatat bahwa flag TXC harus dibersihkan sebelum tiap
4. Pengenalan Software
Dalam perancangan sistem kendali rumah penulis menggunakan
bahasa pemrograman C dengan menggunakan software CodeVisionAVR.
dan untuk menanamkan software yang telah dibuat dalam bahasa
pemograman pada mikrokontroler adalah ISP PGM Downloader. Dari
program yang telah dibuat yaitu dari CodeVisionAVR akan ditanamkan
dalam mikrokontroler ATMEGA32 dengan menggunakan ISP PGM
Downloader tersebut. Sehingga sistem yang telah ditanamkan atau di
download ke dalam mikrokontroller akan dapat melakukan perintah yang
akan diinputkan oleh user.
5. Code Vision AVR
CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator
yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR.
CodeVisionAVR dapat dijalankan pada system operasi Windows 95, 98,
Me, NT4, 2000, dan XP.
Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah
dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR,
dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari
arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.
File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan
debugging pada tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan
IDE mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip
In-System Programmer yang memungkinkan Anda untuk melakukan transfer
program kedalam chip mikrokontroler setelah sukses melakukan
kompilasi/asembli secara otomatis. Software In-System Programmer
didesain untuk bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg,
KandaSystems STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik
VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan MicroTronics ATCPU/Mega2000
programmers / development boards.
Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan
komunikasi serial, IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah
Terminal. Selain library standar C, CodeVisionAVR juga mempunyai
library tertentu untuk:
a. Modul LCD alphanumeric
b. Bus I2C dari Philips
c. Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor
d. Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan
DS1307 dari Maxim/Dallas Semiconductor
e. Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor
f. Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas
Semiconductor
g. Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor
h. EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor
i. SPI
k. Delay
l. Konversi ke Kode Gray
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator
bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis,
dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat
fungsi-fungsi berikut:
a. Set-up akses memori eksternal
b. Identifikasi sumber reset untuk chip
c. Inisialisasi port input/output
d. Inisialisasi interupsi eksternal
e. Inisialisasi Timer/Counter
f. Inisialisasi Watchdog-Timer
g. Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer
yang digerakkan oleh interupsi
h. Inisialisasi Pembanding Analog
i. Inisialisasi ADC
j. Inisialisasi Antarmuka SPI
k. Inisialisasi Antarmuka Two-Wire
l. Inisialisasi Antarmuka CAN
m. Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat
DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan
DS1307
n. Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
CodeVisionAVR merupakan hak cipta dari Pavel Haiduc, HP InfoTech
s.r.l.
6. ISP Downloader
ISP Downloader (in system programming) adalah sebuah software
downloader yang digunakan untuk menanamkan software yang telah
dibuat dalam bahasa pemograman pada mikrokontroler. Adapun penulis
menggunakan bahasa pemograman Code Vision AVR, dari program yang
menggunakan Code Vision AVR tersebut kemudian ditanamkan dalam
mikrokontroler ATMEGA32 menggunakan ISP PGM (Asim,2009).
Sebelumnya ISP Downloader tersebut install kedalam sistem
operasi komputer, kemudian ISP Downloader dijalankan dan mencari file
yang dimaksud yaitu file yang telah dibuat sebelumnya Code Vision AVR.
sebelumnya slot printer dalam komputer manfaatkan untuk penulisan
kedalam mikrokontroler ATMEGA32, mikrokontroler tersebut diletakkan
dalam sebuah driver yang berhubungan kekomputer melalui slot printer.
Kemudian setelah file yang dimaksud ditemukan baru proses penulisan
kedalam mikrokontroler.
Adapun dibawah ini adalah Gambar 2.15 ini merupakan driver ISP
downloader yang menggunakan DB25 untuk menghubungkan dengan
komputer, untuk penulis program kedalam mikrokontroler. Langkah -
langkah yang digunakan yaitu buka file .HEX dan tekan tombol write
untuk memprogram mikrokontroler dan mikrokontroler akan menerima
program. Sebelum memprogram gunakan signature untuk mengetahui
koneksi antara komputer dan mikrokontroler (Asim,2009).
Gambar 2.8 Driver ISP Downloader
2.7 Web Browser
Web Browser adalah Dikenal juga dengan istilah browser, atau
peselancar, atau internet browser. Adalah suatu program komputer yang
menyediakan fasilitas untuk membaca halaman web di suatu komputer.
Internet Explorer dan Netscape Navigator. Program browser pertama
adalah Mosaic, yang merupakan suatu text browser, yang sekarang web
browser telah berkembang ke dalam bentuk multimedia.
Web Hosting adalah Layanan untuk penempatan halaman-halaman
web di internet di mesin komputer yang selalu terhubung dengan internet,
umumnya layanan ini disediakan oleh penyelenggara jasa internet atau
Internet Presence Provider.
Search engine disebut juga dengan mesin pencari, dimana sistem
yang ada pada sistem tersebut diolah melalui satu atau sekelompok
komputer yang berfungsi untuk melakukan pencarian data. Data yang ada
pada mesin ini dikumpulkan oleh mereka melalui suatu metoda tertentu,
dan diambil dari seluruh server yang dapat mereka akses. Jika dilakukan
pencarian melalui search engine ini, maka pencarian yang dilakukan
sebenarnya adalah pada database yang telah terkumpul di dalam mesin
tersebut.
Contoh mesin pencari ini adalah Google, Yahoo, Altavista,
SearchIndonesia,dll. "Search Engine : Tak Sekadar Mencari"
2.8 Sejarah Wireless
Pada akhir 1970-an IBM mengeluarkan hasil percobaan mereka
dalam merancang WLAN dengan teknologi IR, perusahaan lain seperti
Hewlett-Packard (HP) menguji WLAN dengan RF. Kedua perusahaan
tersebut hanya mencapai data rate 100 Kbps. Karena tidak memenuhi
dipasarkan. Baru pada tahun 1985, (FCC) menetapkan pita Industrial,
Scientific and Medical (ISM band) yaitu 902-928 MHz, 2400-2483.5 MHz
dan 5725-5850 MHz yang bersifat tidak terlisensi, sehingga
pengembangan WLAN secara komersial memasuki tahapan serius.
Barulah pada tahun 1990 WLAN dapat dipasarkan dengan produk yang
menggunakan teknik spread spectrum (SS) pada pita ISM, frekuensi
terlisensi 18-19 GHz dan teknologi IR dengan data rate >1 Mbps.
Pada tahun 1997, sebuah lembaga independen bernama IEEE
membuat spesifikasi / standar WLAN pertama yang diberi kode 802.11.
Peralatan yang sesuai standar 802.11 dapat bekerja pada frekuensi
2,4GHz, dan kecepatan transfer data (throughput) teoritis maksimal
2Mbps.
Pada bulan Juli 1999, IEEE kembali mengeluarkan spesifikasi baru
bernama 802.11b. Kecepatan transfer data teoritis maksimal yang dapat
dicapai adalah 11 Mbps. Kecepatan tranfer data sebesar ini sebanding
dengan Ethernet tradisional (IEEE 802.3 10Mbps atau 10Base-T).
Peralatan yang menggunakan standar 802.11b juga bekerja pada frekuensi
2,4Ghz. Salah satu kekurangan peralatan wireless yang bekerja pada
frekuensi ini adalah kemungkinan terjadinya interferensi dengan cordless
phone, microwave oven, atau peralatan lain yang menggunakan
gelombang radio pada frekuensi sama.
Pada saat hampir bersamaan, IEEE membuat spesifikasi 802.11a
mendukung kecepatan transfer data teoritis maksimal sampai 54Mbps.
Gelombang radio yang dipancarkan oleh peralatan 802.11a relatif sukar
menembus dinding atau penghalang lainnya. Jarak jangkau gelombang
radio relatif lebih pendek dibandingkan 802.11b. Secara teknis, 802.11b
tidak kompatibel dengan 802.11a. Namun saat ini cukup banyak pabrik
hardware yang membuat peralatan yang mendukung kedua standar
tersebut.
Pada tahun 2002, IEEE membuat spesifikasi baru yang dapat
menggabungkan kelebihan 802.11b dan 802.11a. Spesifikasi yang diberi
kode 802.11g ini bekerja pada frekuensi 2,4Ghz dengan kecepatan transfer
data teoritis maksimal 54Mbps. Peralatan 802.11g kompatibel dengan
802.11b, sehingga dapat saling dipertukarkan. Misalkan saja sebuah
komputer yang menggunakan kartu jaringan 802.11g dapat memanfaatkan
access point 802.11b, dan sebaliknya.
Pada tahun 2006, 802.11n dikembangkan dengan menggabungkan
teknologi 802.11b, 802.11g. Teknologi yang diusung dikenal dengan
istilah MIMO (Multiple Input Multiple Output) merupakan teknologi
Wi-Fi terbaru. MIMO dibuat berdasarkan spesifikasi Pre-802.11n. Kata ”Pre-”
menyatakan “Prestandard versions of 802.11n”. MIMO menawarkan
peningkatan throughput, keunggulan reabilitas, dan peningkatan jumlah
klien yg terkoneksi. Daya tembus MIMO terhadap penghalang lebih baik,
selain itu jangkauannya lebih luas sehingga Anda dapat menempatkan
menjangkau berbagai perlatan Wi-Fi yg ada disetiap sudut ruangan. Secara
teknis MIMO lebih unggul dibandingkan saudara tuanya 802.11a/b/g.
Access Point MIMO dapat mengenali gelombang radio yang dipancarkan
oleh adapter Wi-Fi 802.11a/b/g. MIMO mendukung kompatibilitas
mundur dengan 802.11 a/b/g. Peralatan Wi-Fi MIMO dapat menghasilkan
kecepatan transfer data sebesar 108Mbps.
2.9 Wireless
Wireless merupakan teknologi yang bertujuan untuk menggantikan
kabel yang menghubungkan terminal komputer dengan jaringan, dengan
begitu computer dapat berpindah dengan bebas dan tetap dapat
berkomunikasi dalam jaringan dengan kecepatan transmisi yang memadai.
Wireless LAN distandarisasi oleh IEEE dengan kode 802.II b yang
bertujuan untuk menyamakan semua teknologi nirkabel yang digunakan
dibidang computer dan untuk menjamin interoperabilitas antara semua
product –product yang menggunakan standar ini.
LAN (Local Area Network) yang biasa kita kenal merupakan suatu
jaringan yang menghubungkan (interkoneksi) suatu komunitas Data
Terminal Equipment (DTE) yang ditempatkan dalam suatu lokasi (gedung
atau grup). Umumnya menggunakan media transmisi berupa kabel baik
kabel twisted pair maupun coaxial, biasa juga disebut dengan wired LAN.
Di samping itu ada LAN yang dikembangkan dengan
adalah biaya instalasi yang lebih murah dibandingkan dengan wired LAN,
karena tidak dibutuhkan instalasi kabel yang terlalu besar khususnya untuk
sub lokasi/sub grup yang agak jauh. Pertimbangan kedua adalah karena
wireless LAN ini cocok untuk unit-unit DTE yang portabel dan bersifat
mobil.
Diagram skematik dari dua aplikasi pada wireless LAN dapat
diperhatikan pada gambar di bawah ini :
PA
Gambar 2.9 Diagram Skematik Wireless LAN
Dari gambar dapat kita amati ilustrasi dari dua aplikasi wireless LAN.
Pada aplikasi ini, untuk mengakses suatu server adalah dengan
menghubungkannya ke suatu wired LAN , di mana suatu intermediate
device yang dikenal sebagai Portable Access unit (PAU) digunakan.
Typical-nya daerah cakupan PAU berkisar antara 50 hingga 100 m.
2. Ad hoc wireless LAN
Pada Ad hoc wireless LAN suatu kumpulan komputer portabel
berkomunikasi satu dengan yang lainnya untuk membentuk
self-contained LAN.
2.10 Media Wireless
Ada dua jenis media yang biasa digunakan untuk wireless LAN, yaitu :
gelombang radio dan sinyal optis infra merah.
1. Media Radio
Gelombang radio telah secara meluas banyak dipakai untuk
berbagai aplikasi (seperti TV, telepon selular, dls). Keunggulannya
adalah karena gelombang radio dapat merambat menembus objek
seperti dinding dan pintu.
a. Path loss
Semua receiver radio didesain untuk beroperasi pada SNR
(perbandingan antara daya signal dengan daya noise) yang telah
ditentukan. Biaya yang harus dikeluarkan dalam mengembangkan
wireless LAN ini lebih banyak pada interface radio yang sanggup
menjamin SNR yang tinggi. Faktor-faktor yang mempengaruhi
ambient dan bandwidth dari sinyal yang diterima. Daya sinyal juga
merupakan fungsi dari jarak antara pemancar dan penerima.
Kesemua faktor ini membentuk suatu path loss channel radio untuk
sistem wireless LAN.
b. Interferensi Channel yang berdekatan
Karena menggunakan prinsip pemancaran gelombang
radio, maka untuk transmiter yang memiliki frekuensi yang sama
dan berada di satu gedung atau ruang yang berdekatan dapat
mengalami interferensi satu dengan yang lainnya. Untuk sistem Ad
hoc, channel yang berdekatan dapat disetup dengan frekuensi yang
berbeda sebagai isolator, sementara untuk sistem infrastructure
dapat diterapkan three cell repeater yang masing-masing sel yang
berdekatan (3 sel) memiliki frekuensi berbeda dengan pola
pengulangan.
Gambar 2.10 Three CellRepeater
Sinyal radio, seperti halnya sinyal optic dipengaruhi oleh
multipath; yaitu peristiwa di mana suatu ketika receiver menerima
multiple signal yang berasal dari transmitter yang sama, yang
masing-masing sinyalnya diikuti oleh path yang berbeda di antara
receiver dan transmitter. Hal ini dikenal dengan multipath
dispersion yang dapat menimbulkan intersymbol interference (ISI).
2. Media Inframerah
Inframerah memiliki frekuensi yang jauh lebih tinggi dari pada
gelombang radio, yaitu di atas 1014 Hz. Inframerah yang digunakan
umumnya dinyatakan dalam panjang gelombang (biasanya dalam
nanometer) bukan dalam frekuensi. Inframerah yang biasa digunakan
adalah yang memiliki panjang gelombang 800 nm dan 1300nm.
Keuntungan menggunakan inframerah dibandingkan dengan
gelombang radio adalah tidak diperlukan regulasi yang sulit dalam
penggunaannya. Untuk mereduksi efek noise pada sinyal infra merah,
digunakan bandpass filter.
a. Device inframerah
Untuk aplikasi wireless LAN, mode operasional yang
digunakan adalah untuk memodulasi intensitas output inframerah
dari emitter dengan menggunakan sinyal yang termodulasi secara
elektris. Variasi intensitas sinyal inframerah yang diterima oleh
detektor kemudian dikonversi menjadi sinyal elektris yang
ekuivalen. Mode operasi ini dikenal dengan Intensity Modulation
b. Topologi
Link inframerah dapat digunakan sebagai salah satu dari
dua mode : point to point dan diffuse. Dalam mode point to point,
emiter diarahkan langsung pada detektor (photodiode). Mode
operasi ini memberikan wireless link yang baik di antara dua
bagian equipment, misalnya untuk meng-enable-kan komputer
portabel untuk mendownload file ke komputer lain.
2.11 Protocol
Berbagai standard protokol untuk LAN, yang mendeskripsikan
layer fisik dan link dalam konteks model referensi ISO diberikan oleh
IEEE 802. Standar ini menentukan keluarga protokol yang masing-masing
berhubungan dengan suatu metode MAC (Methode Access Control). Ada
tiga stndar MAC bersama dengan spesifikasi media fisik dicantumkan
dalam dokumen standard ISO :
1. IEEE 802.3 : CSMA/CD bus 2. IEEE 802.4 : Token bus 3. IEEE 802.5 : Token ring 4. IEEE 802.11: Wireless
2.12 Komponen Wireless LAN
Wireless LAN memiliki beberapa komponen penting yang tidak
bisa terpisahkan sebagai suatu sarana koneksi jaringan yang terhubung ke
seluruh pengguna dalam area disekitarnya.
Pada WLAN, alat untuk mentransmisikan data disebut dengan
Access Point dan terhubung dengan jaringan LAN melalui kabel.
Fungsi dari AP adalah mengirim dan menerima data, sebagai buffer
data antara WLAN dengan Wired LAN, mengkonversi sinyal
frekuensi radio (RF) menjadi sinyal digital yang akan disalukan
melalui kabel atau disalurkan keperangkat WLAN yang lain dengan
dikonversi ulang menjadi sinyal frekuensi radio.
Satu AP dapat melayani sejumlah user sampai 30 user. Karena dengan
semakin banyaknya user yang terhubung ke AP maka kecepatan yang
diperoleh tiap user juga akan semakin berkurang. Ini beberapa contoh
produk AP dari beberapa vendor.
Gambar 2.11 Access Point
b. Extension Point
Untuk mengatasi berbagai problem khusus dalam topologi
jaringan, designer dapat menambahkan extension point untuk
memperluas cakupan jaringan. Extension point hanya berfungsi
layaknya repeater untuk client di tempat yang lebih jauh. Syarat agar
antara akses point bisa berkomunikasi satu dengan yang lain, yaitu
(Service Set Identifier) yang digunakan juga harus sama. Dalam
praktek dilapangan biasanya untuk aplikasi extension point hendaknya
dilakukan dengan menggunakan merk AP yang sama.
Gambar 2.12 Jaringan Extension Point
c. Antena
Antena merupakan alat untuk mentransformasikan sinyal radio
yang merambat pada sebuah konduktor menjadi gelombang
elektromagnetik yang merambat diudara. Antena memiliki sifat
resonansi, sehingga antena akan beroperasi pada daerah tertentu. Ada
beberapa tipe antena yang dapat mendukung implementasi WLAN,
yaitu :
Yaitu jenis antena yang memiliki pola pancaran sinyal
kesegala arah dengan daya yang sama. Untuk menghasilkan
cakupan area yang luas, gain dari antena omni directional harus
memfokuskan dayanya secara horizontal (mendatar), dengan
mengabaikan pola pemancaran ke atas dan kebawah, sehingga
antena dapat diletakkan ditengah-tengah base station. Dengan
demikian keuntungan dari antena jenis ini adalah dapat melayani
jumlah pengguna yang lebih banyak. Namun, kesulitannya adalah
pada pengalokasian frekuensi untuk setiap sel agar tidak terjadi
interferensi
Gambar 2.13 Jangkauan area Antena omnidirectional
2. Antena directional
Yaitu antena yang mempunyai pola pemancaran sinyal dengan
satu arah tertentu. Antena ini idealnya digunakan sebagai
penghubung antar gedung atau untuk daerah yang mempunyai
konfigurasi cakupan area yang kecil seperti pada lorong-lorong
43
3.1 Analisis Sistem.
Didalam sistem pengendalian rumah ini diperlukan adanya suatu
sistem yang dapat menangani pengendalian lampu, sehingga nantinya diharapkan
tidak lagi menekan saklar untuk menyalakan atau mematikan lampu, melalui
sistem penjadwalan sebagai pengendalian perangkat. Oleh karena itu diperlukan
suatu sistem pengendali rumah untuk memudahkan mengefisiensikan penghuni
rumah dan dapat tersajikan dengan lebih sistematis serta tidak memerlukan waktu
yang lama untuk pengendalian tersebut. Maka penghuni rumah dapat dengan
cepat mengakses sistem dengan mudah dengan melalui ponsel dengan membuka
web browser yang diteruskan kepada sistem.
Pada sistem ini terdapat beberapa input, proses, dan output, yang
merupakan rangkaian dari sistem pengendalian rumah. Dimana pada sistem input
data dari sistem ini nantinya berupa perintah langsung atau penjadwalan yang
diaksek melalui web browser dari ponsel user yang dikirimkan embedded
webserver. Dari seluruh rangkaian proses ini nantinya akan dihasilkan suatu
outputan berupa sinyal yang dikeluarkan oleh sistem dimana melalui proses dari
mikrokontroler untuk menyalakan atau mematikan lampu.
Kriteria desain terbagi dalam 2 bagian yaitu desain perangkat keras dan
a. Perangkat keras yang dibuat harus dapat melakukan komunikasi data antara
microcontroller dengan handphone (HP), microcontroller dengan lampu dan
microcontroller dengan embedded web server.
b. Perangkat lunak yang dibuat harus mampu melakukan pembacaan atau
pengiriman data dari HP dan embedded web server. Data diproses untuk
menjalankan I/O yang terhubung dengan lampu sehingga lampu dapat
terkontrol sesuai dengan yang diinginkan.
Secara keseluruhan desain sistem ditunjukkan pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem
Lynksis
Wireless
- G
ATMEGA32 Embedded Web
Blok diagram diatas menunjukkan desain sistem di mulai dari pembacaan
sensor cahay yang terhubung ke ADC microcontroller, data ADC yang
menunjukkan kondisi lampu dalam keadaan menyala atau padam. Kondisi
tersebut akan dikirimkan ketika ada permintaan dari web browser melalui wiznet
embedded web server. Dengan begitu client yang melakukan permintaan dapat
mengetahui kondisi saat itu dan dapat menentukan kontrol selanjutnya dengan
melakukan kontrol dari browser.
Keberhasilan dari proses interface ditentukan kemampuan komunikasi LAN
(Local Area Network) antara ethernet pada Wiznet embeded web server.
Pada sistem nantinya terdapat proses yang paling utama yaitu penerimaan
perintah langsung atau penjadwalan perangkat yang diakses dari web dan
diteruskan kepada mikrokontroler ATMEGA32 dengan penghubung RS232 yang
nantinya akan menyalakan atau mematikan lampu. Setelah alat dieksekusi baru
alat akan mengembalikan kepada mikrokontroler untuk memberi laporan kepada
user bahwa lampu tersebut dalam dalam kondisi menyala atau tidak. Berikut
adalah data flow diagram dari sistem pengendalian rumah, pada Gambar 3.1
dijelaskan bagaimana aliran data proses sebelum dan sesudah melalui
Gambar 3.2 Proses Data dari User ke Alat dan Proses Laporan ke User
Keterangan dari gambar diatas:
User mengirimkan perintah langsung atau data jadwal dari ponsel melalui
web browser yang akan diterima oleh Wiznet 110SR yang dihubungkan melalui
komunikasi serial RS232 dengan Mikrokontroler tipe ATMEGA32, dimana
mikrokontroler sudah diisi program untuk mematikan dan menyalakan lampu,
dihubungkan dengan beberapa peralatan listrik kemudian lampu akan menyala
mati atau nyala kembali melalui komunikasi RS232 yang menghubungkan
ATMEGA32 dengan Wiznet 110SR memberikan laporan melalui web browser
pada ponsel user.
Sistem ini merancang dan membuat perangkat kontrol serta monitor
terhadap peralatan lengan robot dengan menggunakan media Personal Computer
(PC) dan internet. Sedangkan untuk mengakses embedded web server digunakan
microcontroller ATmega 128.
3.2 Kebutuhan Perangkat Keras
Untuk membuat sistem ini diperlukan beberapa hardware diantaranya
sebagai berikut:
a. Handphone
Dalam hal ini digunakan ponsel yang berfungsi sebagai User untuk
pengiriman perintah langsung ataupun penjadwalan sebagai pengendali
sistem.
b. Miniatur Rumah dan Peralatan Elektronik.
Untuk obyek pengontrol penulis merancang sebuah miniatur rumah
yang terbuat dari plastik mika transparan.
c. Wiznet Wiz 110 SR Embedded Webserver
Alat ini digunakan untuk meminimalisasikan perangkat keras yaitui
komputer yang dipakai untuk server, alat ini merupakan pengganti komputer
d. Mikrokontroler ATMEGA32
Sebagai pengontrol sistem untuk mematikan dan menyalakan lampu.
e. Lampu
Agar dapat menyala digunakan media lampu led yang nantinya dapat
menerangi tiap–tiap ruangan miniatur rumah yang telah dirancang
sebelumnya dan lampu led ini juga sebagai pengganti nyala ataupun matinya
peralatan elektronik.
f. Catu Daya
Dalam sistem nantinya digunakan adaptor 5V yang digunakan untuk
mikrokontroler.
3.3 Kebutuhan Perangkat Lunak
Software yang digunakan dalam embedded webserver dalam
mikrokontroler sebagai sistem kendali rumah adalah sebagai berikut:
a. CodeVisionAVR 1.25.8
Sebuah software yang digunakan untuk merancang program yang
nantinya akan digunakan untuk mengontrol sistem dengan menggunakan
ponsel user.
b. ISP Downloader
ISP Downloader adalah sebuah software downloader yang digunakan
untuk menanamkan software yang telah dibuat dalam bahasa pemograman
3.4 Kebutuhan Proses
Analisis kebutuhan proses dapat didefinisikan sebagai pengumpulan data
proses-proses yang terjadi pada sistem yang akan dibangun. Pada deskripsi sistem
yang akan dibangun diatas maka dapat diambil kesimpulan bahwa proses-proses
yang akan dilakukan pada sistem.
a. Proses input berupa pengiriman perintah dari web browser
Untuk memperoleh data output dari suatu sistem maka diperlukan
adanya data yang masuk. Data yang masuk pada sistem kendali rumah ini
adalah melalui web browser dari ponsel user kepada Wiznet Wiz 110SR yang
nantinya akan dilanjutkan kedalam sistem utama.
b. Proses kontrol utama
Proses ini berfungsi mengolah data yang masuk melalui Wiznet Wiz
110SR kemudian dihubungkan oleh RS232 ke mikrokontroler ATMEGA32
yang nantinya akan diolah yang nantinya dijadikan eksekutor alat pada sistem
yaitu lampu led.
c. Proses eksekusi alat
Setelah kedua proses diatas sudah dilalui maka proses selanjutnya
yaitu proses eksekusi lampu menyala ataupun mematikannya.
d. Proses laporan
Dimana dalam proses ini adalah proses terakhir dari sistem yaitu
laporan dari alat kendali kemudian memberikan sinyal pada sistem untuk
3.5 Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras ini, akan ada penjelasan proses
tentang Wiznet Wiz 110SR, mikrokontroler, RS232, driver lampu LED,
sensor cahaya dan diagram blok-blok yang dibuat.
3.5.1. WIZNET WIZ110SR EMBEDDED WEB SERVER
Wiznet WIZ110SR adalah type yang akan digunakan dalam Embeded
web server. Fungsinya sebagai konverter protokol pengiriman data dengan
serial ke Ethernet dan merubah kembali data yang diterima TCP/IP melalui
jaringan ke dalam bentuk serial data untuk dikirimkan kembali ke device.
Ketika data diterima dari port serial, maka akan dikirim ke W110 oleh
microcontroller. Jika data dikirim dari ethernet, ini akan diterima ke dalam
internal W110 dan mengirim ke port serial menggunakan microcontroller
ATmega 32. microcontroller ATmega 32 sebgai module kontrol data menurut
konfigurasi nilai sesuai keinginan user.
Klien, Server dan Campuran adalah mode untuk memilih metode
komunikasi yang berbasis pada TCP. TCP merupakan protokol untuk
membuat koneksi sebelum komunikasi data, tetapi UDP hanya proses
komunikasi data tanpa pembentukan sambungan. Mode Jaringan WIZ110SR
dapat dibagi menjadi TCP Server, TCP Client dan modus Campuran sesuai
dengan metode koneksi yang dibangun. Pada modus server TCP, WIZ110SR
klien. WIZ110SR beroperasi sebagai klien pada Client mode TCP pada proses
koneksi, mencoba untuk menyambung ke server, Äôs IP dan Port, mode
campuran mendukung kedua server dan klien.
TCP modus server dapat berguna ketika pusat pemantauan mencoba
untuk menyambung ke perangkat ( dimana WIZ110SR terinstal ) untuk
memeriksa status atau memberikan perintah. Dalam WIZ110SR waktu normal
adalah status menunggu, dan jika ada permintaan sambungan (SYN) dari
pusat pemantauan, sambungan dibuat establish, dan komunikasi data diproses
(Data Transaksi). Akhirnya koneksi ditutup (FIN). Untuk mengoperasikan
modus ini, IP Lokal, Subnet, Gateway Alamat dan Nomor Port lokal harus
dikonfigurasi terlebih dahulu.
Gambar 3.3 Mode TCP Server
TCP Client Jika WIZ110SR TCP ditetapkan sebagai Klien, akan
mencoba untuk melakukan koneksi ke server. Untuk mengoperasikan modus
ini, IP Lokal, Subnet, Gateway Address, Server IP, dan nomor port Server
fungsi. Dalam modus Klien TCP, WIZ110SR aktif dapat membuat
sambungan TCP ke komputer host saat daya diberikan.
Gambar 3.4 Mode TCP Client
Dalam mode campuran ini, biasanya WIZ110SR beroperasi sebagai
TCP Server dan menunggu permintaan koneksi dari rekan. Namun, jika
WIZ110SR menerima data dari perangkat serial sebelum sambungan dibuat,
berubah ke modus klien dan mengirimkan data ke IP server. Oleh karena itu,
pada mode campuran, modus server dioperasikan sebelum modus klien.
Sebagai seperti modus Server TCP, modus Campuran ini berguna untuk kasus
yang pusat pemantauan mencoba untuk menyambung ke perangkat serial (di
mana WIZ110SR digunakan) untuk memeriksa status perangkat. Selain itu,
jika keadaan darurat terjadi pada perangkat serial, modul akan berubah ke
mode Client untuk membuat sambungan ke server dan memberikan status
Gambar 3.5 Konfigurasi IP address pada Wiznet Wiz110SR
3.5.2. ATMEGA32
Pada perancangan ini Generasi internal clock digunakan untuk mode–
mode operasi master asynchronous dan synchronous. Register USART baud
rate (UBRR) dan down-counter dikoneksikan kepada fungsinya sebagai
programmable prescaler atau pembangkit baud rate. Down-counter,
dijalankan pada sistem clock ( fosc), dibebani dengan nilai UBRR setiap
Clock dibangkitkan setiap counter mencapai nol. Clock ini adalah pembangkit
baud rate clock output (fosc/( UBBR+1)). Pemancar membagi baud rete
generator clock output dengan 2, 8, atau 16 cara tergantung pada mode.
Pembangkit output baud rate
digunakan secara langsung oleh penerima clock dan unit-unit pelindung data.
Unit-unit recovery menggunakan suatu mesin status yang menggunakan 2, 8,
atau 16 cara yang tergantung pada cara menyimpan status dari UMSEL, bit-bit
U2X dan DDR_XCK.
Eksternal clock digunakan untuk operasi mode slave synchronous.
Eksternal clock masuk dari pin XCK dicontohkan oleh suatu daftar
sinkronisasi register untuk memperkecil kesempatan meta-stabilitas. Keluaran
dari sinkronisasi register kemudian harus menerobos detector tepi sebelum
digunakan oleh pengirim dan penerima. Proses ini mengenalkan dua period
delay clock CPU dan oleh karena itu maksimal frekuensi clock XCK eksternal
dibatasi oleh persamaan sebagai berikut
Fxck < fosc/4
Gambar 3.6 Skema Rangkaian Mikrokontroller ATMEGA32
3.5.3. Antar Muka Wiznet Wiz 110SR Dengan ATMEGA32
Perancangan ini menggunakan Rangkaian interfacing yang digunakan
terdiri dari IC RS232, beberapa kapasitor dan port serial. Rangkaian ini
digunakan untuk komunikasi antara Wiznet 110SR ke mikrokontroller,
dimana tiap-tiap perangkat memiliki protocol sistem yang berbeda-beda.
Wiznet 110SR akan mengirim (transmit) data yang akan diterima oleh IC
RS232. Untuk menghubungkan Wiznet 110SR dengan rangkaian interfacing
dari RS232, pada rangkaian terdapat kapasitor-kapasitor yang berfungsi
meminimalkan Noise dari sumber tegangan.
Gambar 3.7 Skema Rangkaian Interfacing
3.5.4. Driver Lampu LED
Pada rancangan ini bagian saklar untuk menyalakan dan mematikan
lampu menggunakan relay. Keuntungan relay adalah biaya pembuatan relatif
lebih murah daripada Driver triac. Kerugian relay adalah ada kontak mekanik
sehingga menimbulkan percikan bunga api.
Jenis relay yang dipilih adalah seri 351 yang mempunyai arus
