Mikrokontroller Berdasarkan Jadwal Praktikum
Muh. Nugraha Akbar, Taufiqurrohman, Jauari Akhmad Nur Hasim
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Kampus PENS, Jalan Raya ITS Sukolilo, Surabaya 60111
Tel: (031) 594 7280; Fax: (031) 594 6114
Email:akbar@eepis-its.edu, taufiq@eepis-its.edu, jauari@eepis-its.edu
Abstrak
Laboratorium di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, khususnya Lab. Elektronika Industri Prodi. Teknik Elektronika selain digunakan untuk melaksanakan mata kuliah praktikum, juga digunakan untuk penjadwalan mata kuliah teori. Untuk mahasiswa tidak menggunakan listrik dari stop kontak pada meja praktikum, maka dibuatlah sebuah sistem yaitu "Sistem Manajemen Listrik Laboratorium Dengan Mikrokontroler Berdasarkan Jadwal Praktikum" untuk mengatur penggunaan listrik. Sistem yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah menggunakan mikrokontroler yang dikontrol menggunakan aplikasi berbasis web, secara manual maupun otomatis. Sistem ini menggunakan web browser untuk akses. Sistem ini dibuat berbasis web menggunakan Ethernet shield dengan protocol TCP/IP sebagai media tranferakses dan running, serta dengan tujuan dapat diakses dari banyak tempat secara client server, dan memudahkan dalam mengontrol serta memonitoring plantnya.
Kata kunci:Listrik, web, TCP/IP, client server
1.Pendahuluan
Laboratorium di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, khususnya Lab. Elektronika Industri Prodi. Teknik Elektronika selain digunakan untuk melaksanakan mata kuliah praktikum, juga digunakan untuk pelaksanaan mata kuliah teori. Untuk menjaga agar pada saat mata kuliah teori mahasiswa tidak menggunakan listrik dari stop kontak pada meja praktikum, maka dibuatlah sebuah sistem yaitu "Sistem Manajemen Listrik Laboratorium Dengan Mikrokontroler Berdasarkan Jadwal Praktikum" untuk mengatur penggunaan listriknya.
Sistem yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah menggunakan mikrokontroler yang dikontrol menggunakan aplikasi berbasis web, baik secara manual maupun otomatis. Jadi sistem ini menggunakan web browser untuk jalannya.
Sistem ini dibuat berbasis web menggunakan Ethernet shield dengan protocol TCP/IP sebagai media transfer datanya, karena nantinya biar bisa diakses dari banyak tempat secara client server.
2.2 Peralatan
2.2.1 Hardware
Gambar 2.2: Gambar sistem kontrol
Adapun spesifikasi sistem kontrolnya adalah sebagai berikut :
- Mikrokontroler ATMega-2560 dengan flash memory 256 kB (Arduino Platform)
- Ethernet Shield Wiznet W5100 (Arduino Platform)
- Relay kontrol HKE HRS4H 5 VDC
- Relay beban Omron MK2P-I 220 VAC
- Stop kontak Uticon kuningan
2.2.2 Komputer Server
Komputer server digunakan untuk running aplikasi web dengan web server Apache, program PHP, serta database My-SQL. Aplikasi ini dipaket pada satu program yaitu XAMPP untuk mempermudah pengoperasian. Untuk editor menggunakan NuSphre PhpED. Pengoperasian web browser Google Chrome dan Mozilla Firefox. Adapun spesifikasi komputer dan server adalah sebagai berikut :
- Posesor Intel Core i 3
- RAM DDR3 4 Gb
- Hardisk 300 Gb
- Sistem operasi Windows 7 Ultimate
2.2.3 Komputer Client
2.2.4 Switch Jaringan
Switch merupakan titik percabangan dari proses transfer data sehingga jika switch mengalami masalah maka seluruh koneksi jaringan dan proses transfer data akan terganggu. Switch biasanya memiliki banyak port yang akan menghubungkan ke jaringan komputer dan port - port tersebut akan berhubungan dengan konektor RJ 45
2.2.5 Ethernet Shield
Ethernet shield befungsi untuk mengubah data (UART) mikrokontroler ke dalam bentuk data protocol ethernet. Ethernet shield digunakan untuk berkomunikasi dengan server secara full duplex.
Ethernet Shield menggunakan chip WIZnet W5100 Ethernet Chip, yang dapat memberi kemudahan untuk membuat aplikasi online (terhubung dengan internet). Shield ini telah didukung oleh library Arduino. W5100 WIZnet mendukung hingga empat koneksi soket secara simultan. Menggunakan library Ethernet untuk menulis sketch yang dapat terhubung ke internet.
Gambar 2.3 Arduino Ethernet Shield R3
Sumber : http://arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoEthernetShield_R3_Front.jpg (diakses pada tanggal 05 Januari 2014 jam 10.21 WIB)
2.2.6 Mikrokontroler Board Arduino ATMega 2560
Arduino Mega ATmega2560 merupakan mikrokontroler yang memiliki 54 kelompok digital I / O input / output terminal (14 kelompok merupakan output PWM), 16 set simulasi dari sisi input, kelompok 4 UART (port serial hardware), dengan menggunakan 16 MHz osilator kristal. Dengan bootloader, download program bisa secara langsung melalui USB tanpa harus melalui programmer eksternal lainnya. Pasokan bagian dari daya USB opsional, atau sebagai daya eksternal menggunakan adaptor AC-DC dan baterai.
- Flash Memory: 256 KB of which 4 KB used by bootloader - SRAM: 8 KB
- EEPROM: 4 KB
Gambar 2.4 Mikrokontroler Board Arduino ATMega 2560
Sumber : http://arduino.cc/en/uploads/Main/ArduinoMega2560_R3_Front.jpg (diakses pada tanggal 10 Desember 2013 jam 10.57 WIB)
2.2.7 Software
Software yang dimaksud disini adalah sistem kontrol yang berbasis web. Software ini selain untuk mengontrol juga untuk menyimpan data history dan data log dari sistem yang berjalan. Software dibuat menggunakan bahasa pemrograman PHP, HTML, CSS, dan Javascript dengan database MySQL.
Software ini dapat menjalankan plant hardware dengan mode manual(menekan tombol button pada halaman tertentu) untuk on atau off plant untuk sepuluh relay atau sebagain.
Gambar 2.6 Halaman pengaktifan plant secara manual
Setiap pengaktifan akan dicatat data log waktu nama user yang login untuk aktifasi sistem.
2.3 Blok Sistem
2.3.1 Blok Sistem Keseluruhan
MIKROKONTROLLER
RELAY KONTROL
RELAY BEBAN
SWITC / HUB ETHERNET SHIELD
SERVER
CLIENT
CLIENT
Gambar 2.8 Blok diagram proyek akhir yang dikerjakan
Pada Gambar 2.8 prinsip kerja pada sistem adalah dari client mengakses aplikasi web melalui web browser, client dibagi atas tiga jenis yaitu user biasa dengan akses monitoring, data histori, data jadwal praktikum aktif, dan data pegawai pada lab. User biasa tidak dapat mengeksekusi plant, kemudian user login yaitu dosen, asisten, dan teknisi. User login bisa mengeksekusi plant jika diberi hak akses oleh user admin. User login bisa melihat data monitor, data histori, data jadwal praktikum aktif, dan data pegawai pada lab. User login dapat mengganti data pribadi. User admin adalah user dengan hak paling tinggi karena memiliki hak akses atas akses.
2.3.2 Desain Database
Dalam pembuatan modul ini menggunakan pemrograman PHP dengan database MySQL disertai dengan JavaScript. Selain itu juga menggunakan teknologi AJAX(Asynchronous JavaScript and XMLHTTP) yang dibangun murni menggunakan JavaScript. AJAX digunakan untuk menjalankan sistem secara realtime tanpa harus mereload browser setiap melakukan request dan update data.
Gambar 3.11 Entity Relationship Diagram(ERD)
3.3 Pengujian
3.3.1 Kontrol Manual
Untuk uji fungsionalitas dari kontrol manual, dilakukan pada jaringan dengan gateway yang sama (disini menggunakan default gateway : 10.252.35.1).
Kesimpulan yang dapat diambil dari pengujian kontrol manual ini adalah : 1. Fungsi kontrol manual berfungsi dengan baik.
2. Fungsi auto save pada penyimpanan data log berfungsi dengan baik.
3.3.2 Kontrol Otomatis
Pada pengujian kontrol otomatis ini kadang terjadi keterlambatan yang mengakibatkan tidak berjalan normal. Hal ini disebabkan karena pada ujicoba ini menggunakan laptop sebagai server sekaligus clientnya sehingga kurang maksimal.
Ketika diuji menggunakan jaringan yang sebenarnya (diakses dengan jaringan yang berada di lab), sistem otomatis berjalan lancar, dan didapatkan respon yang lebih cepat.
Berdasarkan dari hasil pengujian kontrol otomatis yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Hardware masih normal karena masih bisa bekerja dengan baik ketika diperintah secara otomatis.
2. Data histori praktikum dapat tersimpan ke database yang artinya sistem otomatis berjalan normal walaupun jalan bersamaan saat mengeksekusi plant dan menyimpan data histori.
3.4 Kesimpulan
1. Aplikasi web sudah dapat mengontrol hardware 2. Fungsi kontrol manual berfungsi dengan baik.
3. Fungsi auto save pada penyimpanan data log berfungsi dengan baik. 4. Fungsi auto save pada penyimpanan data log berfungsi dengan baik.
5. Plant dapat menyala dan mati sesuai dengan perintah dari button pada halaman kontrol manual, sehingga dapat dikatakan bahwa plant berfungsi baik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Artanto Dian. 60 Aplikasi PLC-Mikro. Elex Media Komputindo; 2012.
[2] ATmega8535 DT-AVR Low Cost Micro System. Diperoleh 02 Juli 2013, dari
http://innovativeelectronics.com/innovative_electronics/pro_dtavrlcm.htm
[3]http://www.satriamultimedia.com/artikel_bahasa_pemrograman_php.html diakses 13/01/2014 jam 11:59 [8] http://id.wikibooks.org/wiki/JavaScript diakses 14/01/2014 jam 20:53
