PERANCANGAN PENGENDALIAN KETINGGIAN CAIRAN DALAM BENTUK LEVEL SIMULATOR BERBASIS AVR 8535 YANG DIKENDALIKAN MELALUI JARINGAN TCP/IP Yudhi Gunardi 1, Muhendrik Fakhrudin Arrozi 2 1,2 Jurusan Teknik Elektro,Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext. 2600 Fax: 021-5857733 Email: yudhi.gunardi@mercubuana.ac.id tepat yaitu dengan menggunakan model client-server pada jaringan computer. Model ini memberikan kemungkinan pada pengguna atau client yang terhubung dengan jaringan local dengan Lan maupun Wifi ke sisi PC server yang terhubung langsung ke level simulator, dapat ikut memantau dan mengendalikan level simulator tersebut selama client mengetahui IP dari server. Kata kunci: Level simulator, Client- r, computer PENDAHULUAN Sistem pengendalian dan monitoring merupakan hal yang sangat diperlukan dalam suatu proses kecil ataupun besar seperti pada industri. Pengendalian secara manual banyak dilakukan dirumah-rumah, seperti pengendalian pada tangki air. Dimana proses mengisi tangki terus diawasi hingga kita mematikan pompa air. Proses manual juga banyak dilakukan dikanal-kanal Abstrak - Perancangan suatu alat sistem kendali industri yang disimulasikan dalam bentuk pengendalian level simulator menggunakan Mikrokontroler model AVR 8535, di misalkan sebagai suatu tangki dalam industri yang dilengkapi dengan dua buah valve untuk mengisi cairan, dan sebuah pompa untuk memompa cairan keluar dari tangki serta alat pengukur level pada tangki tersebut. Dengan mengendalikan level simulator tersebut menggunakan PC komputer serve melalui port paralel baik secara manual remote maupun auto remote, menjadikan PC komputer dirumah tidak hanya sebagai PC biasa tetapi juga dapat mengendalikan peralatan seperti level simulator dengan tambahan perangkat lunak Visual Basic 6.0. Pengendalian tidak hanya untuk satu PC komputer yang berada dekat dengan alat yang dikendalikan, tetapi dikembangkan dengan Solusi yang Vol.4 No.1 Januari 2013 16
pengisi waduk atau pintu air. Proses ini banyak menguras tenaga dan dan waktu. Namun pada Industri proses tersebut sudah digantikan dengan sistem otomatisasi, yang tentunya dengan teknologi dan biaya yang tinggi, seperti pada sistem DCS dan PLC. PC atau personal komputer dala yang kita biasa gunakan dirumah dapat : dimanfaatkan untuk sistem otomatisasi yang sederhana. Sistem pengukuran dan pengendalian serta monitoring dapat kita andalkan pada sebuah PC dengan tambahan perangkat lunak serta perangkat keras yang sederhana. Seperti pengukuran level air atau ketinggian air pada waduk dan pintu air, atau tangki air rumah, dimana hasil pengukuran oleh sensor level air dikirim ke komputer (PC) setelah di ubah menjadi bilangan digital. Data hasil pengukuran menjadi mudah dimonitoring dan di buat menjadi sistem otomasisasi. Masalahnya sekarang kondisi yang dipantau atau dimonitoring terkadang jaraknya jauh atau berbahaya. Maka dibutuhkan pemantauan dan pengendalian dari jauh. Namun dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, jarak bukan menjadi kendala lagi. Komputer yang terhubung dengan LAN atau internet dapat ikut memantau atau monitoring pengukuran level air pada suatu tangki. METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan Penelitian ini adalah sebagai berikut a) Studi Pustaka dengan mencari dan membaca buku-buku referensi, literatur, artikel ataupun diktat kuliah yang berbentuk softcopy maupun hardcopy mengenai mikrokontroler, PPI 8255 dan dasardasar VB6. b) Melakukan perancangan dan pembuatan perangkat keras (hardware) yang berupa level simulator dengan menggunakan mikrokontroler ATMEL seri ATmega8535 dan PPI 8255 c) Merancang dan membuat Perangkat Lunak (Software) bahasa C untuk mikrokontroler dan Visual basic 6.0 untuk sisi server dan client d) Melakukan pengujian dan analisa sehingga akan diketahui hasil alat yang sudah dibuat dan karakteristiknya. Dengan demikian akan dapat diketahui berbagai Vol.4 No.1 Januari 2013 17
kelebihan maupun kekurangan dari alat Ada tiga bagian perangkat keras tersebut. yang digunakan yaitu : e) Membuat laporan hasil 1. Unit Mikrokontroler perancangan, pembuatan, dan analisa serta kesimpulan dalam sebuah laporan Penelitian. Perancangan dan Pembahasan Perancangan Perangkat Keras 2. Unit interface 3. Display dan switch control 1) Mikrokontroler digunakan sebagai komponen utama kendali simulator dengan fungsinya untuk melakukan Perangkat keras yang simulasi perhitungan perubahan level digunakan merupakan perangkat tangki berdasarkan input dari switch simulator level tangki air yang atau computer melalui parallel port, digunakan sebagai alat yang terkendali, kemudian di tampilkan dimana terdapat switch sebagai menggunakan led sebagai petunjuk simulator 2 valve air dan 1 pompa air, dan led sebagai simulator level dan level tangki. Penggunaan port-port untuk input juga antarmuka yang menjembatani dan output pada mikrokontroler dengan komputer sebagai AVR 8535 adalah sebagai berikut: pengendalinya. Port a0 a7 digunakan Perancangan sistem ini berbasis sebagai parallel data bus, untuk Mikrokontroler AVR 8535 beserta mengirim data dari MCU ke PC. komponen pendukungnya sebagai Data yang dikirim adalah data berikut kalkulasi level air 0-100 dec dalam bentuk 8 bit data, dan bit ke 7 hanya untuk status mode pengoperasian Remote/Local Port b0 b2 digunakan menyalakan / mematikan led kondisi pompa & valve Port b4 b7 digunakan ppi control bus, untuk mengaktifkan Gambar.1 Perancangan Sistem pengiriman data dari MCU ke PPI Mikrokontroler Vol.4 No.1 Januari 2013 18
Port c0 c4 digunakan untuk Penyambungan MCU ke parallel port membaca input dari switch sebagai PC menggunakan aturan sebagai berikut: kendali lokal pompa & valve MCU port a0 a7 disambung Port c5 c7 digunakan sebagai ke parallel port d0 d7, dimana 7 bit paralel control bus, untuk membaca digunakan untuk mengirim data input dari PC sebagai kendali remote pompa & valve Port d0 d7 digunakan sebagai PPI data bus, untuk mengirim data dari angka / persentase level tangki dari MCU ke PC, dan 1 bit terakhir digunakan sebagai pengirim kondisi local/remote. MCU ke PPI MCU port c5 disambung ke 2) Unit Interface atau Komunikasi parallel control port c0 pin-1 untuk MCU ke PC digunakan untuk mengirim kendali valve 1 dari PC ke mengirim kendali pompa dan valve MCU dari PC ke simulator, dan mengirim MCU port c6 disambung ke data level tangki dari simulator ke PC. parallel kontrol port c1 pin-14 untuk Perancangan unit antarmuka ini mengirim kendali valve 2 dari PC ke digunakan untuk menghubungkan MCU MCU dengan port paralel pada MCU port c7 disambung ke komputer. parallel control port c2 pin-16 untuk mengirim kendali pompa dari PC ke MCU 3) Perancangan display digunakan untuk simulasi level pada tangki air, dengan gambar sebagai berikut Gambar. 2 Schematic paralel port dari MCU ke PC Vol.4 No.1 Januari 2013 19
Gambar. 3 Schematik PPI ke LED level Penggunaan PPI sebagai port expander atau menambah jumlah I/O pada MCU yang dihubungkan ke 20 led. Led menyala sesuai data yang dilatch dalam PPI, dimana data dikirim dari MCU sesuai dengan tabel yang dibuat. Sedangkan Perancangan switch digunakan sebagai simulator valve dan pompa Perancangan Perangkat Lunak Perangkat keras yang digunakan merupakan perangkat simulator level tangki air yang digunakan sebagai alat yang terkendali, dimana ada tiga bagian perangkat lunak yang digunakan yaitu : 1. Perangkat lunak Mikrokontroler 2. Perangkat lunak dengan VB pada 6 sisi server 3. Perangkat lunak dengan VB 6 sisi client Perangkat lunak pada mikrokontroler didesain dengan fungsi : a) Menerima input logika dari switch sebagai dasar perhitungan level b) Menerima & menterjemahkan input logika dari PC sebagai dasar perhitungan level c) Melakukan perhitungan dan aplikasi database untuk membuat simulasi level d) Mengirim output ke PPI sebagai driver untuk menyalakan led e) Mengirim output ke PC melalui parallel data bus untuk memberi informasi angka /persentase level Perhitungan dan aplikasi database pada mikrokontroler membuat level berubah mirip dengan perubahan level pada tangki sesungguhnya dengan cara melakukan pembaruan display sesuai waktu yang diperhitungkan. 2. Perangkat lunak dengan VB 6 sisi server di desain dengan fungsi a) Pembacaan Data Paralel Port dan menampilkan ke display b) Melakukan perhitungan data dengan timer untuk Auto remote dan mengirim ke paralel port (control Port) c) Membaca set point dan menerapkan untuk auto remote Vol.4 No.1 Januari 2013 20
d) Melakukan perintah untuk manual remote dan mengirim ke paralel port (control Port) e) Membuat koneksi ke client dan mengirim serta menerima data dari client Pembacaan dan pengiriman sinyal ke parallel port di desain untuk pemrogaman per bit dari tiap pin parallel tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan penambahan io.dll pada system32 windows. Program diawali dengan pembacaan data parallel port dari data D0-D7 dan data dari parallel port akan langsung ditampilkan ke display. Berikutnya akan di connect ke client yang berujung pada pengiriman dan penerimaan perintah dari client. Seting manual di sini berarti peralatan valve-1, valve-2 dan pompa di jalankan secara manual, sedangkan untuk setting auto maka valve dan pompa akan berjalan berdasarkan set point Low Low LL dan High High HH yang di tetapkan mengikuti timing diagram berikut untuk menjalankan auto level simulator. Gambar.4 Timing diagram sistem auto level simulator 3) Perangkat lunak pada sisi client di desain untuk membuat koneksi ke Server dan meminta-menerima data serta menampilkan ke display. Melakukan perintah untuk manual remote dan mengirim ke sisi server HASIL UJI COBA Hasil uji coba terbagi atas: 1. Hasil uji perangkat keras yaitu alat level simulator. MCU yang terhubung dengan parallel port dan di koneksikan dengan komputer, data yang dikirim MCU merupakan decimal 1-100 yang dikirim dalam bentuk 8 bit Binary, dan port yang dibaca adalah data port parallel 378h (888d). Berikut hasil pembacaan Data port parallel. Vol.4 No.1 Januari 2013 21
Tabel.1 Hasil Pembacaan Data port parallel dari MCU Hasil pada table terlihat sama antara mikrokontroler dan pembacaan data port parallel, walaupun ada delay milisekon yang dapat di abaikan. Di tampilan Led display simulator menunjukkan hasil level atau bar yang sama dengan data yang di terima komputer melalui parallel port. 2. Hasil uji perangkat lunak yaitu untuk mengendalikan alat level simulator Pengendalian pada sisi Server di awali pembacaan parallel port dan program akan menampilkan kondisi level alat simulator seperti gambar berikut: Gambar.5 Tampilan program sisi server Valve atau pompa akan berwarna merah bila ON, dan system auto akan berjalan sesuai set point yang diberikan. Pengendalian pada sisi client di awali dengan meminta koneksi kesisi server. Ini bisa terjadi jika sisi server membuka koneksi dan mengirimkan datanya. Client langsung dapat melihat perubahan level pada alat simulator melalui sisi server. Gambar.6 Tampilan program sisi client Vol.4 No.1 Januari 2013 22
Sebelumnya sisi client harus memasukkan TCP/IP address sisi server di IPserv.dll. Pengendalian manual remote dapat dilakukan baik dari sisi server maupun dari sisi client dengan menekan tombol manual, dan bila di tutup maka akan menjadi auto system kembali. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian dan evaluasi dari pengendalian level simulator melalui jaringan TCP/IP maka dapat di simpulkan sebagai berikut: 1. Pengendalian system pada industri (level cairan pada tangki) dapat dilakukan dengan memanfaatkan teknologi client-server pada jaringan komputer. 2. Siapapun dapat memantau dan mengendalikan level simulator sebagai client apabila telah terinstal program sisi client dan mengetahui IP address dari server baik melalui jaringan local dengan Lan maupun Wifi dan jaringan internet 3. Alat level simulator dapat berjalan dengan baik yang dapat dimisalkan seperti tangki yang berisi cairan dengan alat yang terpasang didalamnya dan alat pengukur level di tangki tersebut Saran Sistem ini dapat dikembang kan untuk sistem pengendali yang lain misalnya untuk monitoring breakdown mesin, pengendalian peralatan rumah tangga, pengendalian equipment yang terkontrol melalui PLC maupun DCS dan lain sebagainya. Daftar Pustaka 1. Tri Daryanto dan TW Wisjhnuadji 2009. Aplikasi Pengendali Lampu Ruangan Berbasis Jaringan Tcp/Ip Dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta: Penerbit Explore 2. Agus Sudono. 2004. Memanfaatkan port printer komputer menggunakan Delphi. Semarang: Penerbit Smart Books 3. Team Madcoms. 2005. Mahir Dalam 7 Hari Pemrogaman Visual Basic 6.0. Yogyakarta: Penerbit Andi Vol.4 No.1 Januari 2013 23
4. Dwi Saputra. 2009. Workshop Visual Basic 6.0 Level Beginner. Modul sharing VB 6.0 ISTA Teknik Informatika 2007 5. Romy Budhi Widodo. 2009. Embedded system menggunakan mikrokontroler dan pemrogaman C. Yogyakarta: Penerbit Andi 6. Purbo,O.W. 1992. Jaringan Komputer Menggunakan Protokol TCP/IP. Department of Electrical and Computer Engineering. Canada: University of Waterloo Vol.4 No.1 Januari 2013 24