PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI JARAK JAUH BERBASIS EMBEDDED ETHERNET DAN MIKROKONTROLER AVR

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM KENDALI JARAK JAUH BERBASIS EMBEDDED ETHERNET DAN MIKROKONTROLER AVR Ferry Afit Kurniawan¹, Agus Virgono², Basuki Rahmat³ ¹Teknik Telekomunikasi,, Universitas Telkom Abstrak Perkembangan teknologi embedded system telah membuat ukuran dari peralatan digital semakin kecil namun tetap power full. Kepopuleran protokol TCP/IP yang mampu membuat proses komunikasi dan pertukaran informasi menjadi hal yang sangat mudah untuk dilakukan, telah membentuk sebuah jaringan internet global yang mampu menghubungkan berbagai jenis peralatan dengan berbagai jenis teknologi dalam skala yang sangat luas. Integrasi antara embedded system dengan jaringan berbasis TCP/IP akan membawa beberapa keuntungan, seperti kepraktisan dan konektivitas yang tinggi. Integrasi ini lebih dikenal dengan nama Embedded Ethernet. Hal ini menjadi alternatif lain dari sistem kendali jarak jauh yang kebanyakan masih berbasis komputer untuk bisa terhubung dengan jaringan TCP/IP. Berbagai pengembangan yang mendukung embedded ethernet telah dilakukan baik dari segi perangkat lunak, seperti pengembangan kode TCP/IP stack, pengembangan perangkat keras yang lebih cocok dan sesuai untuk embedded system. Tugas akhir ini merancang dan mengimplementasikan sistem kendali jarak jauh berbasis Embedded Ethernet dan mikrokontroler AVR. Sistem ini dapat digunakan untuk keperluan pengendalian menggunakan protokol komunikasi standar TCP/IP. Implementasi ini meliputi perangkat keras maupun perangkat lunak. Hasil yang diperoleh dari tugas akhir ini adalah sebuah sistem kendali jarak jauh fungsional yang mampu terhubung dengan jaringan komputer, mampu berkomunikasi dengan protokol standar (Ethernet, ICMP, TCP, IP dan HTTP), mampu mengendalikan dua kanal digital, dan dapat diakses melalui web-browser standar (Mozilla Firefox atau Internet Explorer). Kata Kunci : Embedded Ethernet, TCP/IP, mikrokontroler AVR Abstract The vast development of embedded systems has made the dimensions of digital device become smaller but still power full. The popularity of TCP/IP protocol that made communication process and transferring information process become very easy to be conducted, has formed a global internet network which connects various device types with various technological backgrounds in very wide scale. Integration between embedded systems with the TCP/IP network will bring some advantages, like practicability and higher connectivity. This integration known as embedded Ethernet. This case is another alternative for distant control system that majority still use computer to connect into TCP/IP network. Various developments supporting embedded Ethernet have been introduced, started from software development, for example TCP/IP stack code development, and from hardware development which is more compatible for embedded system. The purpose of this final work is to design and implement distant control system based on embedded Ethernet and AVR microcontroller. This system can be used for controlling device using TCP/IP standard protocol. This final project covers hardware and software implementation. The result obtained from this final work is a functional control system which is able to connect with computer network, able to communicated with standard protocol (Ethernet, ICMP, TCP, IP, and HTTP), controlling two digital ports, and able to be accessed using standard web browser (Mozilla Firefox or Internet Explorer). Keywords : Embedded Ethernet, TCP/IP, AVR microcontroller

2 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Sebuah sistem embedded adalah integrasi antara hardware dan software dalam dimensi yang cenderung lebih kecil. Bila dibandingkan antara sistem embedded dengan PC, sistem embedded didesain untuk tujuan khusus (special purpose). Sedangkan PC didesain untuk tujuan yang lebih umum (general purpose). Ketertarikan para peneliti ataupun para hobbies untuk mengintegrasikan antara mikrokontroler berbasis sistem embedded dengan jaringan internet terus meningkat. TCP/IP sebagai salah satu standar komunikasi menjadi populer dalam dunia internet. Banyak aplikasi yang telah dibuat untuk digunakan pada jaringan internet. Salah satu aplikasi yang terkenal adalah WWW (World Wide Web). Dengan mengintegrasikan sistem embedded dengan jaringan TCP/IP, banyak kelebihan yang bisa didapatkan, seperti kepraktisan dan konektivitas. Salah satunya pemanfaatannya yaitu sebagai sistem kendali jarak jauh. Pada tugas akhir ini akan dirancang dan direalisasikan perangkat yang mampu untuk mengendalikan device melalui jaringan TCP/IP. I.2. Perumusan Masalah 1. Bagaimana perangkat dapat terhubung dengan jaringan TCP/IP 2. Bagaimana perangkat mampu berkomunikasi dengan protokol standar jaringan, seperti Ethernet, IP, ICMP, TCP dan HTTP 3. Bagaimana perangkat mampu berfungsi untuk mengendalikan device yang terhubung dengannya 4. Bagaimana client bisa mengendalikan device melalui browser standar 1

3 BAB I Pendahuluan Ferry Afit Kurniawan/ I.3. Batasan Masalah Untuk menghindari meluasnya materi pembahasan tugas akhir, maka kami membatasi permasalahan dalam tugas akhir ini hanya mencakup hal-hal berikut : 1. Menggunakan network module produksi Wiznet 2. Menggunakan mikrokontroler AVR seri ATMega Device yang dikontrol adalah LED 4. Masih berbasis protokol IPv4 5. Tidak menganalisa jaringan yang digunakan 6. Tidak menganalisa masalah keamanan web I.4. Tujuan Tugas akhir Adapun tujuan dari tugas akhir ini adalah: 1. Membuat perangkat yang mampu berkomunikasi dengan jaringan TCP/IP 2. Membuat perangkat yang bisa diakses client melalui browser 3. Mengembangkan internet enabled device I.5. Metodologi Tugas akhir Metode yang akan digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini adalah : 1. Studi literatur a) Pencarian dan pengumpulan literatur dan kajian-kajian yang berkaitan dengan masalah-masalah yang ada pada tugas akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, internet dan sumber lain yang berhubungan dengan tugas akhir ini. b) Pengumpulan data dan spesifikasi sistem yang diperlukan dalam perencanaan sistem 2. Perencanaan dan pembuatan alat Yaitu merencanakan dan membuat alat yang telah direncanakan sesuai dengan data-data yang telah didapat. 3. Pengujian dan menganalisa. Institut Teknologi Telkom 2

4 BAB I Pendahuluan Ferry Afit Kurniawan/ Yaitu melakukan pengujian dan penganalisaan terhadap sistem yang telah dibuat: a) Apakah program berjalan sesuai dengan diharapkan b) Apakah sistem merespon perintah yang diberikan 4. Mengatasi masalah yang biasa terjadi dengan pencarian data data dan bertanya kepada narasumber yang dirasa berkompeten dibidang ini. I.6. Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi penyelesaian masalah dan sistematika penulisan. BAB II DASAR TEORI Berisi tentang teori dasar dari mikrokontroler AVR, embedded ethernet, TCP/IP, dan protokol HTTP. BAB III PEMODELAN DAN REALISASI SISTEM Membahas tentang tentang perancangan dan realisasi dari sistem. Bab ini meliputi spesifikasi sistem, perancangan hardware, perancangan software, realisasi hardware, dan realisasi software. BAB IV ANALISA HASIL REALISASI SISTEM Menjelaskan tentang hasil-hasil pengujian yang didokumentasikan beserta analisis sistem secara keseluruhan. Institut Teknologi Telkom 3

5 BAB I Pendahuluan Ferry Afit Kurniawan/ BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan akhir dan saran pengembangan dari tugas akhir ini Institut Teknologi Telkom 4

6 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan 1. Hasil percobaan alat menunjukkan implementasi sistem kendali jarak jauh berbasis embedded ethernet dan mikrokontroler AVR telah berfungsi sesuai dengan perancangan 2. Sistem mampu terhubung dengan jaringan fisik LAN Ethernet 3. Sistem mampu berkomunikasi dengan protokol-protokol dasar TCP/IP seperti IP, TCP, ICMP dan HTTP 4. Sistem memiliki kemampuan untuk mengontrol 2 kanal digital 5. Client bisa mengakses web server dengan browser standar yang ada, seperti Mozilla firefox 6. Sistem belum mampu memberikan status device yang dikontrol, karena keterbatasan pada data HTML yang bisa diterima oleh browser 7. IP Address harus dikonfigurasi pada program sebelum di-load ke AVR, sehingga sistem harus diprogram ulang bila sistem ingin dipindah ke subnet lain. 5.2 Saran 1. Penggunaan mikrokontroler dengan memori yang lebih besar, untuk pengembangan aplikasi lain yang lebih kompleks 2. Implementasi lain yang memungkinkan dilakukannya pengendalian dan pemantauan secara real time 3. Adanya halaman untuk pengubahan IP Address embedded web server via browser 4. Pengembangan pada sisi keamanan web 42

7 DAFTAR PUSTAKA [1] MCS Electronics. Easy TCP/IP TWI Interface Guide. [Internet, WWW]. Address [2] Bentham, Jeremy. TCP/IP Lean Web Servers for Embedded Systems 2 nd Edition. Kansas, CMP Books, [3] Axelson, Jan. Embedded Ethernet and Internet Complete. Madison, Lakeview Research, [4] Digiware. AN-16. [Internet, WWW]. Address [5] Wardhana, Lingga. Belajar sendiri mikrokontroler AVR seri ATMega8535. Jakarta, Penerbit Andi, [6] Elbana, Mohammad. Desain Dan Implementasi Interfacing dan Kendali Motor Servo Berbasis Client Server. Bandung, STT Telkom, 2005.