Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga...

14
Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah untuk Sistem Pengendalian Lampu Jarak Jauh dan Pemantauan Suhu Oleh Ignatius Prima Haryo Prabowo NIM: 622007009 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

Transcript of Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga...

Page 1: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah untuk Sistem

Pengendalian Lampu Jarak Jauh dan Pemantauan Suhu

Oleh

Ignatius Prima Haryo Prabowo

NIM: 622007009

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

Page 2: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.
Page 3: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

Penggunaan Raspberry Pi Sebagai Web Server Pada Rumah Untuk Sistem

Pengandali Lampu Jarak Jauh Dan Pemantauan Suhu

Oleh

Ignatius Prima Haryo Prabowo

NIM : 622007009

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. Darmawan Utomo, M.Eng.

Tanggal : Tanggal :

Page 4: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

NAMA : Ignatius Prima Haryo Prabowo

NIM : 622007009

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

Ignatius Prima Haryo Prabowo

Materai Rp,

6000,-

Page 5: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

i

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.

Page 6: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

ii

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 half-

duplex 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.

Page 7: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

iii

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 1.

9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan

terima kasih.

Page 8: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

iv

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

Page 9: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

v

DAFTAR ISI

INTISARI .............................................................................................................................. i

ABSTRACT ......................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ......................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ........................................................................................................................ v

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... ix

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................................... x

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

1.1 Tujuan .................................................................................................. 1

1.2 Latar Belakang ..................................................................................... 1

1.3 Spesifikasi Sistem ................................................................................ 3

1.4 Sistematika Penulisan .......................................................................... 4

BAB II DASAR TEORI ........................................................................................... 6

2.1 Raspberry Pi ........................................................................................ 6

2.2 Komunikasi Jala-Jala / Power Line Carrier ....................................... 8

2.3 Mikrokontroler ATMega8535 ............................................................. 9

2.4 Sensor suhu DS18B20 ......................................................................... 9

2.5 HyperText Markup Language (HTML) ............................................ 10

2.6 PHP: HyperText Prepocessor (PHP) ................................................ 11

2.7 Web server ......................................................................................... 11

2.8 Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) ............. 12

2.9 Transmisi Serial Asynchronous ....................................................... 13

2.10 Metode Transmisi Data ...................................................................... 13

BAB III PERANCANGAN SISTEM ...................................................................... 15

3.1 Gambaran sistem ............................................................................... 15

3.2 Perancangan Perangkat Keras ........................................................... 17

3.2.1 Perangkat Keras Modul Master .............................................. 17

3.2.1.1 Bagian Modul Raspberry Pi ....................................... 17

3.2.1.2 Bagian modem PLC ................................................... 23

3.2.2 Perangkat Keras Modul Slave ................................................ 24

3.2.2.1 Bagian modem PLC ................................................... 24

Page 10: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

vi

3.2.2.2 Bagian Mikrokontroler ............................................... 24

3.2.2.3 Bagian Rangkaian Saklar ........................................... 25

3.2.2.4 DIP switch ................................................................. 26

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ........................................................... 27

3.3.1 Protokol Komunikasi Data ..................................................... 27

3.3.2 Perangkat Lunak Modul Master ............................................ 28

3.3.2.1. Tampilan halaman web ............................................ 28

3.3.2.2. File Htaccess............................................................. 33

3.3.2.3. Menambahkan Library Serial Pada Bahasa

Pemrograman Python ............................................... 33

3.3.2.4. Program Kirim.py .................................................... 33

3.3.2.5. Program Terima.py .................................................. 35

3.3.3 Perangkat Lunak Modul Slave .............................................. 37

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................. 38

4.1 Pengujian Web Server......................................................................... 38

4.2 Pengujian Halaman Web .................................................................... 39

4.3 Pengujian Gambar Indikator Pada Halaman Web kontrol ................ 41

4.4 Pengujian Komunikasi Serial Pada Raspberry Pi ............................. 42

4.5 Pengujian Sensor Suhu ...................................................................... 44

4.6 Pengujian Sistem Keseluruhan .......................................................... 45

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 52

5.1 Kesimpulan ........................................................................................ 52

5.2 Saran Pengembangan ......................................................................... 53

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 54

LAMPIRAN ....................................................................................................................... 55

Page 11: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Raspberry Pi model B ................................................................................. 6

Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 .......................................... 9

Gambar 2.3. Konfigurasi pin DS18b20 .......................................................................... 10

Gambar 2.4. Contoh program PHP dalam file HTML .................................................... 11

Gambar 2.5. Proses request dari pengguna dan response dari server ............................. 12

Gambar 2.6. Data yang ditransmisikan secara serial ....................................................... 13

Gambar 3.1. Gambaran keseluruhan sistem yang dirancang ........................................... 15

Gambar 3.2. Gambaran sistem modul Master ................................................................. 17

Gambar 3.3. Aplikasi Win32DiskImager ........................................................................ 18

Gambar 3.4. Pengaturan alamat IP pada Raspberry Pi .................................................... 19

Gambar 3.5. Pengaturan pada file “interfaces” untuk jaringan internet menggunakan

Port ethernet ............................................................................................... 20

Gambar 3.6. Rangkaian pembagi tegangan ..................................................................... 22

Gambar 3.7. User berhasil terdaftar pada grup “dialout” ................................................ 22

Gambar 3.8. Perangkat keras modul master .................................................................... 23

Gambar 3.9. Gambaran sistem modul slave .................................................................... 24

Gambar 3.10. Perangkat keras modul slave ...................................................................... 26

Gambar 3.11. Peringatan username atau password yang dimasukan salah ...................... 29

Gambar 3.12. Tampilan halaman login.php ...................................................................... 29

Gambar 3.13. Tampilan halaman web kontrol.php ........................................................... 30

Gambar 3.14. Peringatan pada jam ON ............................................................................ 31

Gambar 3.15. Peringatan pada jam OFF .......................................................................... 31

Gambar 3.16. Tampilan halaman penjadwalan.php .......................................................... 31

Gambar 3.17. Diagram alir halaman web keseluruhan ..................................................... 32

Gambar 3.18. Diagram alir program kirim.py ................................................................... 34

Gambar 3.19. Diagram alir program terima.py ................................................................. 35

Gambar 3.20. Diagram alir program pada mikrokontroler ................................................ 37

Gambar 4.1. Tampilan halaman web yang muncul pertama kali .................................... 38

Gambar 4.2. Tampilan halaman web kontrol sebelum ada pengontrolan ....................... 42

Gambar 4.3. Tampilan halaman web kontrol setelah ada pengontrolan ......................... 42

Page 12: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

viii

Gambar 4.4. Data tombol yang dikirim .......................................................................... 43

Gambar 4.5. Data yang diterima melalui terminal Raspberry Pi .................................... 43

Gambar 4.6. Skema pengujian sensor suhu ..................................................................... 44

Gambar 4.7. Suhu awal sensor ........................................................................................ 45

Gambar 4.8. Suhu setelah dipanaskan ............................................................................. 45

Gambar 4.9. Skema pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi

Internet melalui PC .................................................................................... 46

Gambar 4.10. Skema pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan

koneksi internet melalui Smartphone ......................................................... 48

Gambar 4.11. Skema pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan

tanpa menggunakan koneksi internet melalui PC ...................................... 50

Gambar 4.12. Pengujian keseluruhan sistem ..................................................................... 51

Gambar 4.13 Skema bagian mikrokontroler pada modul slave ....................................... 55

Page 13: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

ix

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 ..................................................... 16

Tabel 3.2. Modul yang terdapat pada modul slave ....................................................... 16

Tabel 3.3. Pin yang digunakan pada modul Raspberry Pi ............................................ 21

Tabel 3.4. Konfigurasi pin yang digunakan pada modul mikrokontroler ..................... 25

Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web ....................................................................... 39

Tabel 4.1. Hasil pengujian halaman web ....................................................................... 40

Tabel 4.2. Hasil pengujian pengontrolan peralatan menggunakan koneksi internet

melalui PC .................................................................................................... 47

Tabel 4.3. Hasil pengujian pengontrolan peralatan tanpa menggunakan koneksi

internet melalui Smartphone ....................................................................... 48

Tabel 4.4. Hasil pengujian pengontrolan peralatan melalui penjadwalan tanpa

menggunakan koneksi internet melalui PC .................................................. 50

Page 14: Penggunaan Raspberry Pi sebagai Web Server pada Rumah ......Sistem yang dibuat pada skripsi ini juga memiliki fasilitas penjadwalan dan dapat digunakan untuk pemantauan suhu ruangan.

x

x

DAFTAR SINGKATAN

PLC Power Line Carrier

HTML HyperText Markup Language

PHP PHP: HyperText Prepocessor

TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet Protocol

PC Personal Computer

SoC System on a chip

CPU Central Processing Unit

GPU Graphics Processing Unit

IC Integrated Circuit

USB Universal Serial Bus

DSI Display Serial Interfaces

CSI Camera Serial Interfaces

OS Operating System

SD Secure Digital

MSB Most Significant Bit

HTTP HyperText Transfer Protocol

HTTPS HyperText Transfer Protocol Secure

ISP Internet Service Provider

BFSK Binary Frequency Shift Keying

LAN Local Area Network