Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah untuk Sistem Pengendalian Lampu Jarak Jauh dan Pemantauan Suhu

Transkripsi

1 Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah untuk Sistem Pengendalian Lampu Jarak Jauh dan Pemantauan Suhu Oleh Ignatius Prima Haryo Prabowo NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Sistem Komputer Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Januari 2014

2

3 Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu Oleh Ignatius Prima Haryo Prabowo NIM : Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Sistem Embedded Program Studi Sistem Komputer Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Disahkan oleh : Pembimbing I Pembimbing II Saptadi Nugroho, M.Sc. Tanggal : Tanggal : Darmawan Utomo, M.Eng.

4 PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA : Ignatius Prima Haryo Prabowo NIM : JUDUL SKRIPSI : Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku. Salatiga, Januari 2014 Materai Rp, 6000,- Ignatius Prima Haryo Prabowo

5 INTISARI Pada skripsi ini dibuat sebuah sistem yang dapat digunakan untuk mengendalikan lampu dan pompa air listrik yang berada di rumah dari jarak jauh dengan antarmuka halaman web yang dapat diakses menggunakan jaringan internet atau tanpa jaringan internet melalui PC atau smartphone. Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan. Terdapat satu buah modul master dan dua buah modul slave yang telah dirancang sebelumnya, dengan cara kerja sistem yang dibuat adalah modul Raspberry Pi akan mengirimkan data yang didapat dari pengguna melalui halaman web ke modul modem PLC menggunakan komunikasi serial untuk diteruskan ke modul slave menggunakan komunikasi jala-jala sehingga menghasilkan perintah untuk pengontrolan peralatan yang terhubung pada modul slave. Pada hasil pengujian keseluruhan sistem, pengontrolan berhasil dilakukan dengan menggunakan jaringan internet melalui PC dengan tingkat keberhasilan sebesar 90%. Pada pengujian tanpa menggunakan jaringan internet melalui smartphone via wifi memiliki nilai prosentase keberhasilan sebesar 92%. Sedangkan untuk hasil pengujian melalui penjadwalan memiliki nilai prosentase keberhasilan sebesar 95%. Kegagalan dalam pengontrolan terjadi apabila pengiriman data perintah pengontrolan dari modul master ke modul slave bersamaan dengan pengiriman data informasi dari modul slave ke modul master, hal tersebut disebabkan karena modul master dan modul slave berkomunikasi secara half-duplex. Namun kegagalan tersebut dapat diketahui langsung oleh pengguna dengan melihat gambar indikator yang ada pada halaman web. Apabila gambar indikator pada halaman web tidak berubah, berarti terjadi kegagalan dalam pengontrolan peralatan sehingga pengguna dapat mengulangi perintah untuk melakukan pengontrolan peralatan. i

6 ABSTRACT In this thesis designed a system that can be used to control lamps and electric water pump that applied at home remotely with a web page interface that can be accessed by using the internet or local area network via a PC or smartphone. The system was made in this thesis also has timetable facility and can be used to monitor the room temperature. There is one master module and two slave modules that have been designed previously[9]. Raspberry Pi module communicate with the modem PLC module on the master module using serial communication, while the master module and slave modules will communicate by using the power line cable. On the results of testing, the entire system perform the control using internet network via a PC success rate is 90%. In the test without using the internet via a smartphone success rate is 92%. As for test results through timetable success rate is 95%. Failure in the control device when the data transmission controlled from the master modul to slave modules at the same time with the data transmission of information from the slave modules to master module, it is because the master module and slave modules communicate in halfduplex mode. However, the failure can be unknown directly by the user with view the pictures indicators exist on the web page. When the indicator image on a web page does not change, then there is a failure in the control device so that the user can repeat the command for controlling the device. ii

7 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah Bapa Yang Maha Kuasa atas segala rahmat yang diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Tuhan Yesus dan Bunda Maria terima kasih atas kesehatan, penyertaan dan rejeki yang telah diberikan, sehingga penulis mampu untuk menyelesaikan studi demi meraih gelar ST. 2. Babe Aloysius Widiono dan Emak Carolina Widiono Pattinama, terima kasih untuk semua yang telah diberikan selama ini. Mbak Arie, Mas Dody, Mbak Agnes, Mas Markus, terima kasih untuk bantuan, dukungan, dan doanya. Ponakanku Marsel, om akhirnya lulus sel. 3. Bapak Saptadi Nugroho, M.Sc dan Bapak Darmawan Utomo, M.Eng selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih untuk bimbingan dan masukannya selama pembuatan skripsi ini. 4. Keluarga besar Bapak A. Joko Purnomo terima kasih untuk dukungannya dan untuk Restituta Ria Purniasetyaning Tyas terima kasih untuk doa, dukungan, dan selalu menemani selama penulis membuat skripsi ini. 5. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak Vera. 6. Pembimbing 3, Ius07, Handoko09, Heri07, Albert07, Tio07 terima kasih banyak untuk saran, masukan, dan bantuan-bantuannya. 7. Keluarga besar FTEK angkatan 2007, kenangan yang tak akan terlupakan bersama kalian. 8. Keluarga besar kos Duren lantai Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. iii

8 Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika. Salatiga, Januari 2014 Penulis iv

9 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR SINGKATAN... x BAB I PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI Raspberry Pi Komunikasi Jala-Jala / Power Line Carrier Mikrokontroler ATMega Sensor suhu DS18B HyperText Markup Language (HTML) PHP: HyperText Prepocessor (PHP) Web server Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) Transmisi Serial Asynchronous Metode Transmisi Data BAB III PERANCANGAN SISTEM Gambaran sistem Perancangan Perangkat Keras Perangkat Keras Modul Master Bagian Modul Raspberry Pi Bagian modem PLC Perangkat Keras Modul Slave Bagian modem PLC v

10 Bagian Mikrokontroler Bagian Rangkaian Saklar DIP switch Perancangan Perangkat Lunak Protokol Komunikasi Data Perangkat Lunak Modul Master Tampilan halaman web File Htaccess Menambahkan Library Serial Pada Bahasa Pemrograman Python Program Kirim.py Program Terima.py Perangkat Lunak Modul Slave BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Web Server Pengujian Halaman Web Pengujian Gambar Indikator Pada Halaman Web kontrol Pengujian Komunikasi Serial Pada Raspberry Pi Pengujian Sensor Suhu Pengujian Sistem Keseluruhan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Raspberry Pi model B... 6 Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega Gambar 2.3. Konfigurasi pin DS18b Gambar 2.4. Contoh program PHP dalam file HTML Gambar 2.5. Proses request dari pengguna dan response dari server Gambar 2.6. Data yang ditransmisikan secara serial Gambar 3.1. Gambaran keseluruhan sistem yang dirancang Gambar 3.2. Gambaran sistem modul Master Gambar 3.3. Aplikasi Win32DiskImager Gambar 3.4. Pengaturan alamat IP pada Raspberry Pi Gambar 3.5. Pengaturan pada file interfaces untuk jaringan internet menggunakan Port ethernet Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan Gambar 3.7. User berhasil terdaftar pada grup dialout Gambar 3.8. Perangkat keras modul master Gambar 3.9. Gambaran sistem modul slave Gambar Perangkat keras modul slave Gambar Peringatan username atau password yang dimasukan salah Gambar Tampilan halaman login.php Gambar Tampilan halaman web kontrol.php Gambar Peringatan pada jam ON Gambar Peringatan pada jam OFF Gambar Tampilan halaman penjadwalan.php Gambar Diagram alir halaman web keseluruhan Gambar Diagram alir program kirim.py Gambar Diagram alir program terima.py Gambar Diagram alir program pada mikrokontroler Gambar 4.1. Tampilan halaman web yang muncul pertama kali Gambar 4.2. Tampilan halaman web kontrol sebelum ada pengontrolan Gambar 4.3. Tampilan halaman web kontrol setelah ada pengontrolan vii

12 Gambar 4.4. Data tombol yang dikirim Gambar 4.5. Data yang diterima melalui terminal Raspberry Pi Gambar 4.6. Skema pengujian sensor suhu Gambar 4.7. Suhu awal sensor Gambar 4.8. Suhu setelah dipanaskan Gambar 4.9. Skema pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi Internet melalui PC Gambar Skema pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone Gambar Skema pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC Gambar Pengujian keseluruhan sistem Gambar 4.13 Skema bagian mikrokontroler pada modul slave viii

13 DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Perbandingan spesifikasi sistem... 2 Tabel 2.1 Konfigurasi dari pin GPIO yang tersedia pada Raspberry Pi... 7 Tabel 3.1. Modul yang terdapat pada modul master Tabel 3.2. Modul yang terdapat pada modul slave Tabel 3.3. Pin yang digunakan pada modul Raspberry Pi Tabel 3.4. Konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web Tabel 4.2. Hasil pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet melalui PC Tabel 4.3. Hasil pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi internet melalui Smartphone Tabel 4.4. Hasil pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC ix

14 x DAFTAR SINGKATAN PLC HTML PHP TCP/IP PC SoC CPU GPU IC USB DSI CSI OS SD MSB HTTP HTTPS ISP BFSK LAN Power Line Carrier HyperText Markup Language PHP: HyperText Prepocessor Transmission Control Protocol/Internet Protocol Personal Computer System on a chip Central Processing Unit Graphics Processing Unit Integrated Circuit Universal Serial Bus Display Serial Interfaces Camera Serial Interfaces Operating System Secure Digital Most Significant Bit HyperText Transfer Protocol HyperText Transfer Protocol Secure Internet Service Provider Binary Frequency Shift Keying Local Area Network x