BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Home Automation memberikan interoperabilitas timbal balik antara berbagai perangkat elektronik dan peralatan listrik serta antarmuka interaktif bagi orang untuk mengendalikan operasinya. Fitur ini sangat membantu untuk mengoptimalkan dan menghemat konsumsi energi. Sistem ini tentu saja sudah ada, tapi masih banyak non-interoperabilitas, mahal dan menggunakan kabel. Pengkabelan mempersulit pelaksanaan Home Automation di gedung-gedung yang sudah dibangun. Teknologi ini membuat hidup masyarakat menjadi lebih mudah, terutama untuk orang tua dan orang cacat. Oleh karena itu, pengunaan jaringan nirkabel yang dapat berkomunikasi secara efektif satu sama lain akan sangat membantu dalam implementasi home automation. Zigbee merupakan salah satu standar komunikasi nirkabel baru yang dikembangkan oleh Zigbee Allience dan memenuhi standar IEE Penelitian tersebut menyatakan bahwa keunggulan Zigbee antara lain memiliki kemampuan interoperabilitas, mudah diimplementasikan, hemat daya, mudah ditempatkan, dan dapat digunakan dalam jumlah yang besar, sehingga cocok diterapkan pada Wireless Sensor Network. [1] Wireless Sensor and Actuator Network (WSAN/WSN) merupakan teknologi yang telah banyak digunakan. Dengan sensornya, WSN menghasilkan informasi yang dapat ditransmisikan pada jaringan nirkabel. WSN / WSAN juga dapat menerima informasi untuk mengatur kerja aktuator. Sebuah node sensor WSN mempunyai fungsi yang sangat sederhana, karena keterbatasan memory, CPU dan catu daya. WSN melakukan komunikasi menggunakan jaringan nirkabel, baik secara single hop maupun multi hop, sehingga mampu menggantikan jaringan kabel, terutama pada kasus dimana infrastruktur jaringan kabel tidak memungkinkan untuk dibangun. [2]

2 Untuk membangun sebuah jaringan WSN diperlukan n+1 node, yang terdiri dari n node sensor, yang disebut sebagai probe node dan 1 sink node yang disebut sebagai gateway. Probe node membaca data besaran listrik (status atau events frames) dan menyimpanya sementara. Data tersebut kemudian ditransfer ke Telos melalui kanal seri dengan kecepatan sebesar 9600 bps. Selain mengelola interaksi dengan probe, Telos bertanggung jawab untuk menstransfer data yang diterima dari probe ke gateway. Tugas ini melibatkan modul radio CC2420. Gateway node hanya menggunakan Telos tanpa probe. Tugasnya meliputi pengumpulan status dan event frames yang masuk sebagai payloads paket radio dari n probe node dan mengirimkan kembali ke Control Center. Control Center adalah perangkat yang dilengkapi dengan sumber daya yang lebih powerfull dalam hal kemampuan pengolahan dan penyimpanan. Biasanya digunakan Personal Computer, dimana aplikasi perangkat lunak berjalan untuk memproses dan memvisualisasikan data. Pengiriman data dari gateway ke PC dekelola melalui port USB. [3] Smart House adalah sebuah bangunan perumahan yang dilengkapi dengan peralatan elektronik yang memungkinkan penghuni rumah untuk mengatur dan memprogram penggunaan peralatan elektronik dengan memberikan perintah yang sederhana. Pada bangunan baru, hubungan antar peralatan elektronik mudah direalisasikan dengan pemasangan pengkabelan selama proses pembangunan. Sedangkan pada bangunan yang sudah jadi, pemasangan pengkabelan baru akan menjadi masalah, terutama pada bangunan yang tidak memepersiapkan infrastrukturnya. Dari segi pembiayaan instalasi pengkabelan pada bangunan menjadi sangat mahal. Sehingga pada kasus ini penggunaan komunikasi wireless menjadi solusi yang ideal. [4] [5] Banyak penelitian yang membahas tentang Home Automation menggunakan bermacam-macam Wireless Sensor Network seperti Telos, Zigbee dan Crossbow dengan metode komunkasi wireless mesh network. Pengaturan fungsi node biasanya dilakukan secara remote, sehingga muncul pemikiran untuk membuat hardware sendiri menggunakan JSN IQRF TR-52B yang relatif murah, ukuran lebih

3 kecil, lebih hemat daya dan mampu menangani input digital maupun analog serta dilengkapi dengan kemampuan komunikasi data serial (SPI dan UART). Node dapat dikontrol baik secara remote maupun secara lokal dengan memanfaatkan instalasi jaringan yang sudah ada Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang permasalahan diatas, maka dalam penelitian ini dapat dibuat suatu rumusan masalah sebagai berikut : 1 Bagaimana membangun jaringan sensor nirkabel berbasis IQRF untuk home automation. 2 Bagaimana cara mempermudah pemasangan node baru pada home automation berbasis jaringan sensor nirkabel IQRF TR-52B. 3 Bagaimana cara mengurangi waktu tunda pengiriman pesan dari koordinator ke node Keaslian Penelitian Penelitian tentang home automation atau smart house telah banyak dilakukan, dengan tujuan untuk menghemat energi dan mempermudah / meningkatkan kenyamanan penghuni dalam mengatur / menggunakan peralatan elektroniknya. Beberapa standar seperti X10 [6] [7], KNX [8], UPB [9] dan Insteon [10] telah digunakan dengan media jaringan listrik, kabel UTP dan wireless. Komunkasi dilakukan dengan motode full mesh, sehingga setiap node akan memancarkan ulang pesan yang diterimanya. Hal ini menyebabkan waktu yang diperlukan untuk mengirim data pada setiap node memerlukan waktu yang sama, yaitu sesuai dengan jumlah nodenya. Pada penelitian ini, node dan gateway / koordinator dibangun menggunakan jaringan sensor nirkabel IQRF TR-52B dengan metode komunikasi optimized full mesh. Hanya node dengan VRN yang lebih kecil dari node yang dituju akan memancarkan ulang pesan yang diterimanya. Sehingga waktu yang diperlukan untuk mengirim pesan berbanding lurus dengan jarak node terhadap koordinator.

4 Pengaturan beban (lampu) juga dapat dilakukan secara lokal dari saklar yang sudah ada, sehingga tidak perlu merubah instalasi dan tidak perlu mengadakan remote controller pada setiap ruangan Manfaat Penelitian Dari penelitian ini diharapakan dapat menghasilkan alat yang bisa digunakan untuk mengatur penyalaan lampu penerangan pada home automation dengan memanfaatkan intalasi kabel yang sudah ada. Pengaturan penyalaan lampu penerangan dapat dilakukan secara manual menggunakan saklar maupun secara otomatis (terjadwal) melalui jaringan nirkabel. 1.2 Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk memahami cara kerja home automation berbasis jaringan sensor nirkabel, sehingga dapat digunakan untuk : 1. Mengembangkan home automation berbasis jaringan sensor nirkabel. 2. Mengembangkan hardware dan software untuk node dan koordinator pada home automation 3. Mengimplementasikan jaringan sensor nirkabel multi hop pada home automation. 1.3 Batasan Masalah Dari banyaknya penelitian yang telah dilakukan dengan topik yang sama serta banyaknya jenis jaringan sensor nirkabel maka perlu adanya pembatasan masalah sebagai berikut : Jaringan sensor nirkabel menggunakan IQRF TR-52B Jumlah node dibatasi sebanyak 9 dengan 1 Koordinator Memanfaatkan instalasi kabel dan saklar yang sudah ada untuk mengatur penyalaan lampu secara manual.

5 Pemorgraman desktop menggunakan Software Visual Basic, sedangkan untuk IQRF (PIC16F84) menggunakan bahasa C dengan tools IQRF IDE V2.7 untuk meng-compile dan mengupload program. 1.4 Hipotesis Jaringan sensor nirkabel IQRF dapat melakukan komunikasi secara peer to peer maupun multi hop, juga dapat difungsikan sebagai node sekaligus router. IQRF yang dipasang dalam pola mesh dapat memperluas jangkauan komunikasi, sehingga dapat digunakan untuk mengimplementasikan home automation. Dengan metode discovery optimized mesh, diharapkan dapat mengurangi waktu tunda yang diperlukan untuk menyampaikan pesan, terutama pada node yang lebih dekat dengan koordinator dibanding dengan metode static full mesh. 1.5 Sistimatika Penulisan Tesis ini disusun dengan kerangka sebagai berikut : Bab 1 Pendahuluan, berisi latar belakang penelitian, perumusan masalah yang diajukan, keaslian penelitian, manfaat penelitian, tujuan penelitian, batasan masalah, hipotesis dan sistematika penulisan. Bab 2 Tinjauan Pustaka, berisi kajian pustaka, yaitu tentang penelitianpenelitian yang berkaitan dan landasan teori yang mendasari tesis. Bab 3 Metode Penelitian, berisi tentang alat dan metode yang digunakan dalam penelitian. Bab 4 Hasil dan Pembahasan, berisi telah dilakukan dan pembahasannya. tentang hasil penelitian yang Bab 5 Kesimpulan, berisi kesimpulan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan saran untuk pengembangan selanjutnya.