dalam modul Raspberry Pi. Tampilan halaman web yang ditampilkan tersebut digunakan sebagai antarmuka untuk mengontrol peralatan berupa lampu dan pompa air listrik. Selain
digunakan sebagai web server, modul Raspberry Pi ini juga berfungsi untuk berkomunikasi dengan modem PLC menggunakan komunikasi serial. Berikut akan dijelaskan pengaturan
yang diperlukan pada modul Raspberry Pi. • Pemasangan Operating System OS.
Setelah mendapatkan OS Raspbian melalui situs resmi Raspberry Pi, diperlukan aplikasi tambahan untuk menanamkan OS Raspbian tersebut pada SD
card, karena file OS yang didapat berformat image file. Aplikasi yang dapat
digunakan adalah
“Win32DiskImager”. Gambar
3.3 menunjukan
aplikasi ”Win32DiskImager” yang digunakan untuk menanamkan OS Rasbian pada SD card
.
Gambar 3.3 Aplikasi Win32DiskImager.
Keterangan Gambar 3.3 adalah sebagai berikut: 1.
Mencari lokasi file OS yang telah didapatkan. 2.
Menentukan drivelokasi dari SD card yang digunakan. 3.
Mengisi file OS pada SD card.
• Pengaturan alamat Alamat IP pada Raspberry Pi nantinya digunakan untuk pengalamatan dari
modul Raspberry Pi itu sendiri sehingga dapat diakses menggunakan protokol TCPIP melalui port ethernet dengan antarmuka RJ45. Pengaturannya adalah dengan
cara mengedit isi dari file “interfaces” yang ada pada direktori “etcnetwork”. Gambar 3.4 menunjukan pengaturan alamat IP pada modul Raspberry Pi.
Gambar 3.4. Pengaturan alamat IP pada Raspberry Pi.
Penjelasan Gambar 3.4 adalah sebagai berikut: 1.
Pada baris “iface eth0 inet” diubah menjadi static. 2.
Mengisi address yang diinginkan dan netmask yang sesuai dengan address.
• Pengaturan jaringan internet Terdapat dua cara yang dapat digunakan sehingga modul Raspberry Pi
dapat terhubung dengan jaringan internet, yaitu melalui port ethernet atau melalui port USB
. Bila menggunakan port ethernet pengaturannya hampir sama dengan
pengaturan pada alamat IP. Dengan mengedit isi dari file “interfaces” yang ada pada direktori “etcnetwork”, yaitu dengan menambahkan alamat gateway dan network.
Gambar 3.5 menunjukan isi dari file “interfaces” untuk pengaturan jaringan internet menggunakan port ethernet.
Gambar 3.5. Pengaturan pada file “interfaces” untuk jaringan internet menggunakan port ethernet.
Untuk pengaturan pada port USB agak berbeda dengan pengaturan bila menggunakan port ethernet. Dibutuhkan sebuah aplikasi agar Internet Service
Provider ISP yang ada pada modem internet dapat digunakan, salah satu aplikasi
yang dapat digunakan adalah “Sakis3g”. Berikut pengeturan jaringan internet pada modul Raspberry Pi menggunakan port USB[2].
1. Menginstal point to point protocol dengan cara mengetikan pada terminal
Raspberry Pi “sudo apt-get install ppp”. Dengan catatan modul Raspberry Pi sudah terhubung dengan koneksi internet.
2. Mendownload aplikasi sakis3g.
3. Membuat file baru dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo
mkdir usrbinmodem3g”. 4.
Memberi hak akses pada file tersebut, dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo chmod 100 usrbinmodem3g”.
5. Menempatkan aplikasi sakis3g yang telah didownlod pada file yang telah
dibuat yaitu pada direktori “usrbinmodem3g” dan memberikan hak akses dengan mengetikan “sudo chmod +x sakis3g”.
6. Untuk menjalankannya dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry
Pi “sudo .sakis3g connect”. 7.
Untuk menghentikannya dengan cara mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo .sakis3g disconnect”.
• Pemasangan web server Perlu adanya pengaturan pada modul Raspberry Pi agar dapat dimanfaatkan
sebagai web server sehingga dapat melayani permintaan dari pengguna berupa menampilkan halaman web dan dapat melakukan perintah pengontrolan peralatan
melalui halaman web. Caranya adalah dengan mengetikan pada terminal Raspberry Pi “sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5”. Dengan catatan, modul
Raspberry Pi sudah terhubung dengan koneksi internet. Langkah-langkah pemasangan web server pada modul Raspberry Pi terdapat pada halaman lampiran.
• Konfigurasi pin yang digunakan Terdapat lima pin pada Raspberry Pi yang akan digunakan, ke-lima pin
tersebut berfungsi agar Raspberry Pi dan modul modem PLC pada modul master dapat saling berkomunikasi menggunakan komunikasi serial. Ke-lima pin yang akan
digunakan dihubungkan langsung pada modul modem PLC, kecuali pin TX dari modul modem PLC. Perlu ditambahkan rangkaian sederhana untuk menghubungkan
pin TX pada modul modem PLC dengan pin RX pada Raspberry Pi. Rangkaian sederhana tersebut berupa pembagi tegangan yang akan dibahas setelah sub-bab ini.
Tabel 3.3 menunjukan pin pada modul Raspberry Pi yang digunakan beserta nomor dan fungsinya.
Tabel 3.3. Pin yang digunakan pada modul Raspberry Pi. No. PIN
Fungsi
6 Ground
8 TX
10 RX
11 Selector
ke modem PLC 14
Ground
• Rangkaian pembagi tegangan Pembagi tegangan ini digunakan untuk menurunkan tegangan pin TX pada
modem PLC yang mengarah ke pin RX pada modul Raspberry Pi. “Level tegangan dari pin TX dari modem PLC perlu di turunkan untuk membatasi tegangan yang
masuk pada pin RX karena Raspberry Pi menggunakan level tegangan 3,3V” [1].
Komponen yang digunakan adalah dua buah resistor sebesar 2,2 kΩ dan 3,3 kΩ yang disusun secara seri. Gambar 3.6 menunjukan realisai dari rangkaian pembagi
tegangan.
Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan.
• Pengaturan penggunaan komunikasi serial Modul Raspberry Pi berkomunikasi dengan modul modem PLC
menggunakan komunikasi serial. Perlu dilakukan pengaturan karena pada dasarnya komunikasi serial pada Raspberry Pi digunakan sebagai antarmuka untuk login ke
dalam Raspberry Pi. Pengaturannya adalah sebagai berikut[1]: 1.
Memeriksa apakah user pada Raspberry Pi sudah terdaftar dalam grup “dialout” dengan cara mengetikan “id” pada terminal Raspberry Pi.
Jika belum terdaftar, maka ketik “sudo usermod –a –G dialout username
” untuk mendaftarkannya. Gambar 3.7 menunjukan user berhasil terdaftar pada grup “dialout”.
Gambar 3.7. User berhasil terdaftar pada grup “dialout”.
2. Mengedit isi dari file “cmdline.txt” pada direktori “boot”. Edit isi
dari file “cmdline.txt” dengan menghapus “console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200”.
3. Memberikan tanda “” pada baris yang ada di dalam file “inittab”
yang berada pada direktori “etc”. Baris yang harus diberi tanda “” terdapat di bagian paling bawah dari file tersebut yaitu
“TO:23:respawn:sbingetty –L ttyAMA0 115200 vt100”.
3.2.1.2. Bagian Modem PLC
Fungsi dari modul ini adalah untuk memodulasi data yang didapat dari modul
Raspberry Pi lalu ditransmisikan melalui jala-jala listrik ke modul slave, selain itu modul modem PLC juga berfungsi untuk mendemodulasikan data yang didapat dari modul slave
untuk diterima kembali oleh modul Raspberry Pi. Komponen utama dari modem PLC ini adalah IC LM1893. IC LM1893 memiliki
kemampuan untuk memodulasi atau mendemodulasikan data digital dan sebagai
antarmuka untuk komunikasi jala-jala listrik dengan tipe modulasi yang digunakan adalah Binary Frequency Shift Keying
BFSK. Modem PLC terhubung dengan Raspberrry Pi
pada modul master dan terhubung dengan mikrokontroler pada modul slave dengan metode transmisi data yang digunakan antara modul master dan modul slave adalah half-
duplex . “ Nilai biner “1” dan “0” pada data digital dimodulasi oleh modem PLC menjadi
frekuensi ± 122,25 kHz untuk nilai biner “1” dan frekuensi ± 127,75 kHz untuk nilai biner “0”
“[9, h.28]. Pada modul modem PLC ini terdapat tiga pin yang terhubung dengan modul
Raspberry Pi. Ke-tiga pin tersebut adalah pin TX yang terhubung dengan pin RX pada Raspberry Pipin 10, pin RX yang terhubung dengan pin TX pada Raspberry Pipin 8,
dan pin selector yang terhubung dengan pin pada Raspberry Pipin 11. Fungsi dari pin selector
tersebut yang akan menentukan apakah modul modem PLC digunakan sebagai pengirim atau penerima data. Modul
modem PLC sebagai pengirim ketika pin selector diberi nilai high sedangkan untuk dapat berfungsi sebagai penerima, maka pin selektor
pada modem PLC harus diberi nilai low. Gambar 3.8 menunjukan gambar keseluruhan dari perangkat keras modul master.
Gambar 3.8. Perangkat keras modul master.
3.2.2. Perangkat Keras Modul Slave
Modul slave ini berfungsi untuk menerima perintah dari pengguna yang dikirmkan melalui modul master untuk mengontrol peralatan. Semua peralatan yang ingin dikontrol
harus terpasang pada sumber yang telah tersedia pada modul slave ini. Tersedia sensor suhu pada modul slave ini yang dapat digunakan untuk mengukur suhu ruangan yang akan
ditampilkan pada halaman web pengontrol. Pada modul slave ini ditambahkan DIP switch yang berfungsi sebagai pengalamatan untuk setiap sumber yang telah tersedia. Gambar 3.9
menunjukan gambaran sistem modul slave dan selanjutnya akan dijelaskan mengenai perancangan dan fungsi dari setiap bagian modul slave.
Gambar 3.9. Gambaran sistem modul slave.
3.2.2.1. Bagian Modem PLC
Modul modem PLC yang digunakan pada modul slave memiliki fungsi, cara kerja dan antarmuka yang sama seperti yang ada pada modul master.
Antarmuka yang tersedia pada modem PLC ini juga berjumlah tiga buah pin, yang membedakannya adalah yang terhubung dengan modem PLC tersebut. Pada modul slave,
modem PLC dihubungkan dengan modul mikrokontroler. Pin TX pada modul PLC terhubung dengan pin RX pada modul mikrokontroler pin 17, pin RX pada modul PLC
terhubung dengan pin TX pada modul mikrokontroler pin 12, dan pin selector pada modul PLC terhubung dengan pin pada modul mikrokontroler pin 5.
3.2.2.2. Bagian Mikrokontroler
Mikrokontroler yang digunakan pada modul slave menggunakan mikrokontroler ATmega8535. Fungsi modul mikrokontroler pada modul slave ini adalah untuk
mengendalikan rangkaian saklar sesuai dengan perintah yang diberikan pengguna yang dikirim melalui modul master.
Modul mikrokontroler juga mengirimkan data ke modul master yang akan ditampilkan pada tampilan halaman web pengontrol. Data tersebut berupa data kondisi dari
rangkaian saklar atau sumber yang tersedia pada modul slave apakah berhasil dikendalikan atau tidak, data suhu yang diterima dari sensor suhu yang terhubung dengan modul
mikrokontroler, dan data alamat dari setiap sumber yang aktif sesuai dengan pengaturan pada DIP switch yang terhubung dengan modul mikrokontroler.
Sensor suhu yang digunakan pada modul slave ini menggunakan sensor suhu DS18B20, sedangkan buzzer yang terhubung pada modul mikrokontroler ini memiliki
kegunaan sebagai penanda bahwa adanya penerimaan data dari modul master dan pengiriman data ke modul master. Tabel 3.4 menunjukkan konfigurasi pin yang digunakan
pada modul mikrokontroler, dan pada Gambar 4.13 menunjukan skema bagian mikrokontroler pada modul slave yang terdapat pada halaman lampiran.
Tabel 3.4. Konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler. Nama port
Fungsi
PORTA.0 Sensor suhu
PORTB.0 – PORTB.7 DIP switch
PORTB.5 Mosi downloader
PORTB.6 Misodownloader
PORTB.7 SCK downloader
PORTC.0 Buzzer
PORTC.6 Saklar 1
PORTC.7 Saklar 2
PORTD.0 RX modem PLC
PORTD.1 TX modem PLC
PORTD.2 Selector
modem PLC
3.2.2.3. Bagian Rangkaian Saklar
Bagian rangkaian saklar pada modul slave ini dikendalikan oleh mikrokontroler sesuai dengan perintah dari pengguna yang dikirim oleh modul master. Kegunaannya
adalah untuk mengaktifkan atau menonaktifkan peralatan yang diinginkan yang dihubungkan pada modul slave dengan komponen utamanya yaitu optotriac MOC3020 dan
triac BT136. Cara kerja dari modul saklar ini adalah jika PORTC.6 atau PORTC.7 pada
mikrokontroler bernilai 1 atau high, maka akan memicu MOC3020 menjadi ON. Ketika MOC3020 ON maka MOC3020 memicu BT136 sehingga arus listrik dapat mengalir pada
BT136, sehingga mengaktifkan peralatan yang dikendalikan. Namun jika PORTC.6 atau
PORTC.7 bernilai 0 atau low, maka MOC3020 OFF sehingga arus listrik tidak dapat mengalir melalui BT136 yang menyebabkan peralatan yang dikendalikan mati atau OFF.
Terdapat dua buah rangkaian saklar pada modul slave ini, yang berarti terdapat dua buah sumber yang dapat digunakan untuk dihubungkan dengan peralatan yang ingin
dikendalikan.
3.2.2.4. DIP switch
DIP switch yang ditambahkan pada modul slave menggunakan DIP switch yang
berjumlah 8 pin. DIP switch ini terhubung dengan mikrokontroler pada PORTB.0 –
PORTB.7. Kegunaan dari DIP switch pada modul slave adalah untuk memberikan nomor
alamat pada sumber yang tersedia pada modul slave. Sehingga nantinya sumber yang ada pada modul slave dapat bervariasi nomor alamatnya sesuai dengan keinginan pengguna.
Cara kerja dari DIP switch ini adalah 8 pin yang tersedia pada DIP switch dibagi menjadi dua alamat, pin 1 - 4 untuk sumber pertama dan pin 5 - 8 untuk sumber yang kedua. Maka,
jika pin pada DIP switch diatur 11000001, sumber pertama akan bernomor alamat 3 dan sumber kedua akan bernomor alamat 8, dengan maksimal nomor alamat adalah 9.
Dikondisi OFF atau low pada DIP switch diberi resistor pull down sebesar 1 kΩ untuk mengurangi arus yang mengalir dari VCC ke ground. Gambar 3.10 menunjukan
keseluruhan dari perangkat keras modul slave.
Gambar 3.10. Perangkat keras modul slave.
Keterangan Gambar 3.10 adalah sebagai berikut: 1.
Sensor suhu DS18B20. 2.
Buzzer. 3.
Mikrokontroler. 4.
Modem PLC. 5.
DIP switch. 6.
Rangkaian saklar.
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dibahas mengenai perancangan hingga perealisasian perangkat lunak pada modul master dan modul slave. Pada modul master perancangan perangkat
lunak terdapat pada modul Raspberry Pi sedangkan pada modul slave perancangan perangkat lunak terdapat pada modul mikrokontroler.
3.3.1. Protokol Komunikasi Data
Data yang dikirim dari modul master ke modul slave atau sebaliknya merupakan data string
karakter melalui komunikasi serial dengan kecepatan pengiriman datanya 600bps. Data string yang dikirim oleh modul master merupakan data perintah untuk
mengendalikan peralatan yang dihubungkan pada modul slave. Data yang dikirimkan tersebut berisi nomor sumber yang ingin dikendalikan dan kondisi yang diinginkan apakah
nyala atau mati. Sedangkan data string yang dikirim dari modul slave merupakan data yang berisi informasi suhu, nomor sumber yang aktif dan kondisi dari sumber tersebut apakah
nyala atau mati. Data yang dikirim dari modul master atau dari modul slave diawali dengan tanda “” dan diakhiri dengan tanda “”.
Data string yang dikirimkan dari modul master ke modul slave adalah “ ’x’’x’ ”. Karakter ‘x’ pertama berisi nomor sumber yang ingin dikendalikan sesuai dengan tombol
yang ditekan oleh pengguna yang tersedia pada tampilan halaman web pengontrol. Karakter ‘x’ ke-dua adalah kondisi yang diberikan untuk sumber yang tersedia pada modul
slave , yang nantinya akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Sebagai
contoh, jika modul master mengirimkan data string “30”, maka artinya pengguna memerintahkan pada sumber nomor tiga untuk OFF atau dimatikan.
Pada modul slave data string yang dikirim ke modul master adalah “ ’xx’x’’x’’x’’x’’ ”. Karakter ‘x’ yang pertama dan ke-dua adalah data informasi suhu.
Karakter ’x’ yang ke-tiga adalah informasi nomor dari sumber pertama yang aktif. Karakter ‘x’ yang ke-empat adalah informasi kondisi dari sumber pertama yang nantinya
akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Karakter ke-lima adalah informasi nomor dari sumber kedua yang aktif, dan karakter ‘x’ yang ke-enam adalah
informasi kondisi dari sumber ke-dua yang nantinya akan bernilai “1” yang berarti ON atau “0” yang berarti OFF. Sebagai contoh, jika modul slave mengirimkan data string
“463071”, maka arti dari data yang dikirimkan oleh modul slave tersebut adalah suhu saat ini 46º C, dengan sumber pertama bernomor alamat tiga yang kondisinya OFF atau
mati, dan sumber kedua bernomor alamat tujuh yang kondisinya ON atau nyala.
3.3.2. Perangkat Lunak Modul Master
Pada modul master, perangkat lunak ditanamkan pada modul Raspberry Pi. Perancangan perangkat lunak yang dilakukan pada modul Raspberry Pi yaitu perancangan
pada halaman web, menambahkan library serial pada bahasa pemrograman python, perancangan program pengiriman data ke modul slave dan perancangan program
peneriman informasi dari modul slave. Berikut akan dijelaskan perancangan perangkat lunak pada modul Raspberry Pi.
3.3.2.1. Tampilan Halaman Web
Terdapat tiga buah tampilan halaman web yang dirancang menggunakan HTML dan PHP, yang diberi nama “login.php”, “kontrol.php”, dan “penjadwalan.php”. Ketiga
halaman web tersebut akan disimpan dalam modul Raspberry Pi pada direktori “varwww”. Berikut akan dijelaskan perancangan pada tampilan halaman web.
• Halaman Web Login.php Login.php adalah halaman yang ditampilkan pertama kali ketika ada
pengguna mengakses server atau modul Raspberry Pi. Halaman web ini menampilkan kolom Username, Password dan tombol Login. Kegunaan dari
halaman web ini adalah sebagai keamanan sehingga hanya pengguna yang mengetahui Username dan Password yang benar yang dapat mengontrol lampu
dan pompa air listrik. Jika pengguna salah dalam memasukan username atau password, maka akan
muncul peringatan seperti pada Gambar 3.11, dan 3.12 menunjukan tampilan halaman login.php.
