bab ii tinjauan pustaka dan landasan...
Post on 12-Jul-2021
4 Views
Preview:
TRANSCRIPT
II-1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI
Bab ini akan membahas tinjauan pustaka yang berasal dari jurnal dan laporan
akhir yang sudah ada sebagai referensi dalam pembuatan proyek dan laporan akhir,
lalu terdapat landasan teori mengenai hal-hal yang dibutuhkan dalam membuat
proyek akhir.
2.1 Tinjauan Pustaka
Berikut ini adalah beberapa laporan proyek akhir yang disertai anotasi dan
diharapkan dapat menjadi referensi utama dari proyek akhir ini, antara lain:
1. Tahun 2017, Musfirah Putri Lukman, Hendra Surasa dari STMIK Kharisma
Makassar dalam jurnal Seminar Nasional Teknologi Informasi 2017 yang
berjudul “Portabel Monitoring Penderita Penyakit Jantung Terhadap
Serangan Berulang Berbasis Android” telah membuat sebuah sistem untuk
memonitoring penderita penyakit jantung. Akan tetapi penelitiannya lebih
terfokus pada perancangan perangkat lunaknya. Penggunaan sensor suhu
MLX901614ESF-AAA untuk mendeteksi suhu tubuh dan sensor suara untuk
menentukan laju respirasi menjadi referensi dalam pembuatan tugas akhir ini
[3].
2. Tahun 2016, Angga Pratama dan Yusnita Rahayu dari Universitas Riau dalam
jurnal Jom FTEKNIK Volume 3 No. 2 yang berjudul “Sistem Pemantauan
Detak Jantung Menggunakan Sensor 3 Lead Elektrodes Berbasis Program
Labview” telah merancang sebuah sistem pemantauan detak jantung
menggunakan modul sensor AD8232 yang ditampilkan pada program GUI di
Labview. Penggunaan modul sensor AD8232 untuk mendeteksi detak jantung
menjadi referensi dalam pembuatan tugas akhir ini [4].
3. Tahun 2016, Rosyid Arifin dari Universitas Muhammadiyah Surakarta dalam
proyek akhir-nya yang berjudul “Telemonitoring Detak Jantung Pasien
Berbasis Internet Untuk Implementasi Pada Sistem Telemedika” telah
membuat sistem monitoring detak jantung yang mana hasil pembacaan
sensornya dapat dikirimkan ke email. Proses pengiriman data pada email
melalui internet menjadi referensi dalam pembuatan tugas akhir ini [5].
II-2
Berdasarkan kajian ini maka ada peluang untuk membuat suatu sistem untuk
memantau kondisi penderita penyakit jantung secara real time menggunakan
konsep Internet of Things sehingga penderita dapat dipantau dari manapun dan
kapanpun melalui aplikasi mobile dan juga dilengkapi sistem notifikasi yang akan
bekerja apabila suatu saat penderita terkena serangan jantung.
2.2 Landasan Teori
Hal-hal yang terkait pada pembuatan proyek akhir ini antara lain mengenai
tanda-tanda vital normal, jantung dan elektrokardiogram (EKG), mikrokontroler,
sensor, penguat, display, Internet of Things dan komunikasi data. Teori-teori
pendukung untuk pembuatan proyek akhir ini yang dijelaskan sebagai berikut.
2.2.1 Tanda-tanda Vital Normal
Tanda-tanda vital adalah ukuran dari fungsi-fungsi tubuh yang paling dasar.
Empat tanda vital utama yang dipantau secara rutin oleh penyedia layanan
kesehatan meliputi:
a. Suhu tubuh
b. Denyut nadi
c. Tingkat pernapasan (laju respirasi)
d. Tekanan darah (tekanan darah tidak dianggap sebagai tanda vital, tetapi
sering diukur bersama dengan tanda-tanda vital.)
Tanda-tanda vital berguna dalam mendeteksi atau memantau masalah medis.
Tanda-tanda vital dapat diukur dalam pengaturan medis, di rumah, di tempat darurat
medis, atau di tempat lain.
a. Suhu Tubuh
Suhu tubuh normal seseorang bervariasi tergantung pada jenis kelamin,
aktivitas terbaru, konsumsi makanan dan cairan, waktu hari, dan, pada wanita, tahap
siklus menstruasi. Suhu tubuh normal dapat berkisar dari 97,8 ° F (36,5 ° C) hingga
99 ° F (37,2 ° C) untuk orang dewasa yang sehat. Suhu tubuh seseorang dapat
diambil dengan salah satu cara berikut:
II-3
1. Secara Oral. Suhu dapat diambil melalui mulut baik menggunakan
termometer kaca klasik, atau termometer digital yang lebih modern yang
menggunakan probe elektronik untuk mengukur suhu tubuh.
2. Secara rektal. Suhu yang diambil secara rektal (menggunakan termometer
kaca atau termometer digital) cenderung 0,5 ° F hingga 0,7 ° F lebih tinggi
daripada suhu yang diambil oleh mulut.
3. Ketiak (aksila). Suhu dapat diambil di bawah lengan menggunakan
termometer kaca atau termometer digital. Suhu yang diambil oleh rute ini
cenderung 0,3 ° F hingga 0,4 ° F lebih rendah daripada suhu yang diambil
oleh mulut.
4. Dengan telinga. Termometer khusus dapat dengan cepat mengukur suhu
gendang telinga, yang mencerminkan suhu inti tubuh (suhu organ internal).
5. Dengan kulit. Termometer khusus dapat dengan cepat mengukur suhu kulit
di dahi.
Suhu tubuh mungkin tidak normal karena demam (suhu tinggi) atau
hipotermia (suhu rendah). Demam diindikasikan ketika suhu tubuh naik sekitar satu
derajat atau lebih di atas suhu normal 98,6 ° F, menurut American Academy of
Family Physicians. Hipotermia didefinisikan sebagai penurunan suhu tubuh di
bawah 95 ° F.
b. Denyut Nadi
Denyut nadi adalah pengukuran denyut jantung, atau berapa kali jantung
berdetak per menit. Ketika jantung mendorong darah melalui arteri, arteri
mengembang dan berkontraksi dengan aliran darah. Mengambil denyut nadi tidak
hanya mengukur denyut jantung, tetapi juga dapat menunjukkan hal-hal berikut:
1. Ritme jantung
2. Kekuatan denyut nadi
Denyut normal untuk orang dewasa yang sehat berkisar 60 hingga 100
denyutan per menit. Denyut nadi dapat berfluktuasi dan meningkat dengan
olahraga, penyakit, cedera, dan emosi. Wanita usia 12 dan lebih tua, secara umum,
II-4
cenderung memiliki detak jantung lebih cepat daripada laki-laki. Atlet, seperti
pelari, yang melakukan banyak pengkondisian kardiovaskular, mungkin memiliki
denyut jantung hampir 40 detak per menit dan tidak mengalami masalah.
c. Laju Respirasi
Laju respirasi adalah jumlah nafas seseorang per menit. Angka ini biasanya
diukur ketika seseorang beristirahat dan hanya menghitung jumlah napas selama
satu menit dengan menghitung berapa kali dada naik. Tingkat pernapasan dapat
meningkat dengan demam, penyakit, dan dengan kondisi medis lainnya. Ketika
memeriksa respirasi, penting untuk juga mencatat apakah seseorang mengalami
kesulitan bernapas.
Tingkat pernapasan normal untuk orang dewasa saat istirahat berkisar antara
12 hingga 16 napas per menit.
d. Tekanan Darah
Tekanan darah adalah kekuatan darah yang mendorong dinding arteri selama
kontraksi dan relaksasi jantung. Setiap kali jantung berdetak, ia memompa darah ke
arteri, menghasilkan tekanan darah tertinggi saat jantung berkontraksi. Ketika
jantung rileks, tekanan darah turun.
Dua angka dicatat saat mengukur tekanan darah. Jumlah yang lebih tinggi, atau
tekanan sistolik, mengacu pada tekanan di dalam arteri ketika jantung berkontraksi
dan memompa darah ke seluruh tubuh. Angka yang lebih rendah, atau tekanan
diastolik, mengacu pada tekanan di dalam arteri ketika jantung beristirahat dan
mengisi dengan darah. Baik tekanan sistolik dan diastolik dicatat sebagai "mm Hg"
(milimeter merkuri). Rekaman ini menunjukkan seberapa tinggi kolom merkuri
dalam alat tekanan darah manual kuno (disebut manometer merkuri atau
sphygmomanometer) dinaikkan oleh tekanan darah.
Tekanan darah tinggi, atau hipertensi, secara langsung meningkatkan risiko
serangan jantung, gagal jantung, dan stroke. Dengan tekanan darah tinggi, arteri
mungkin memiliki peningkatan resistensi terhadap aliran darah, menyebabkan
jantung memompa lebih keras untuk mensirkulasikan darah.
II-5
Tekanan darah dikategorikan sebagai tekanan darah tinggi normal, tinggi,
atau tahap 1 atau tahap 2:
1. Tekanan darah normal adalah sistolik kurang dari 120 dan diastolik kurang
dari 80 (120/80)
2. Peningkatan tekanan darah sistolik 120 hingga 129 dan diastolik kurang dari
80
3. Tekanan darah tinggi tahap 1 sistolik adalah 130 hingga 139 atau diastolik
antara 80 hingga 89
4. Stadium 2 tekanan darah tinggi adalah ketika sistolik adalah 140 atau lebih
tinggi atau diastolik adalah 90 atau lebih tinggi
Angka-angka ini harus digunakan sebagai panduan saja. Pengukuran tekanan
darah tunggal yang lebih tinggi dari normal tidak selalu merupakan indikasi
masalah [6].
2.2.2 Jantung dan Elektrokardiogram (EKG)
Jantung adalah organ muskular berlubang yang berfungsi sebagai pompa
ganda sistem kardiovaskular. Sisi kanan jantung memompa darah ke paru
sedangkan sisi kiri memompa darah ke seluruh tubuh. Jantung mempunyai empat
ruangan, atrium kanan dan kiri , ventrikel kanan dan kiri. Seperti terlihat pada
Gambar II.1. Jantung merupakan otot tubuh yang bersifat unik karena mempunyai
sifat membentuk impuls secara otomatis dan berkontraksi ritmis. Pembentukan
impuls listrik terjadi dalam sistem penghantar jantung. Adapun jalur hantaran listrik
jantung normal terjadi dalam urutan berikut : nodus sinoatrial (SA) – nodus
atrioventrikular (AV) – berkas His – cabang berkas – serabut purkinje – otot
ventrikel [7].
II-6
Gambar II.1 Sistem Kelistrikan Pada Jantung
Pembentukan dan hantaran impuls listrik ini menimbulkan arus listrik yang
lemah dan menyebar melalui tubuh. Kegiatan impuls listrik pada jantung ini dapat
direkam oleh elektrokardiograf dengan meletakkan elektroda – elektroda ke
berbagai permukaan tubuh (sadapan/leads). Rekaman grafik potensial-potensial
listrik yang ditimbulkan oleh jaringan jantung ini disebut sebagai
elektrokardiogram (EKG) [8].
Sebuah perangkat elektrokardiograf yang penampil outputnya berupa plotter
akan menampilkan hasil perekaman pada sebuah kertas grafik millimeter blok
seperti pada Gambar II.2 berikut.
Gambar II.2 Pulsa Jantung Normal [9]
Pada Gambar II.2 di atas, suatu pulsa jantung normal manusia memiliki nilai
magnitude sebesar 1.1 mV, hal ini dapat dilihat dengan menghitung jumlah kotak
II-7
dari titik Q ke titik R, dimana jumlah kotak tersebut ada 11 kotak. Masing-masing
kotak sama dengan 0.1 mV, sehingga 11 kotak sama dengan 1.1 mV.
Tabel II.1 Karakteristik Elektrokardiogram
Defleksi Deskripsi Gelombang P Gelombang yang timbul karena depolarisasi
atrium dari nodus sinoatrial ke nodus atrioventrikular
Gelombang Q Defleksi negatif pertama sesudah gelombang P dan yang mendahului defleksi R, dibangkitkan oleh depolarisasi permulaan ventrikel
Gelombang R Defleksi positif pertama sesuadah gelombang P dan yang ditimbulkan oleh depolarisasi utama ventrikel.
Gelombang S Defleksi negatif sesudah defleksi R. Keseluruhan depolarisasi ventrikel ini membangkitkan gelombang QRS kompleks.
Gelombang T Gelombang yang timbul oleh repolarisasi ventrikel.
Fase depolarisasi merupakan kondisi dimana terjadi proses penyebaran
impuls/sinyal pada jantung. Fase repolarisasi merupakan kondisi dimana otot-otot
jantung tidak melakukan aktifitas sementara (istirahat). Fase defleksi merupakan
penyebaran proses depolarisasi. Sebuah sinyal yang didapat dari elektrokardiogram
normal memiliki ciri-ciri seperti tertera pada Tabel II.2 [9].
Tabel II.2 Ciri-ciri Elektrokardiogram Normal
Gelombang EKG Amplitudo Interval EKG Durasi P < 0,3 mV P-R 0,12 – 0,20 detik R 1,6 – 3 mV Q-T 0,35 – 0,44 detik Q 25% dari R S-T 0,05 – 0,15 detik T 0,1 – 0,5 mV Q-R-S 0,06 – 0,10 detik
Salah satu metode pengambilan sinyal EKG yang biasa digunakan untuk
menganalisis kondisi kesehatan jantung pasien adalah Standard Clinical EKG, yaitu
dengan menggunakan sepuluh buah elektroda dengan dua belas titik sadapan (12
leads). Sepuluh buah elektroda tersebut dihubungkan ke tubuh manusia yaitu, Right
II-8
Arm (RA), Left Arm (LA), Left Leg (LL), Right Leg (RL), Chest 1 (C1), C2, C3,
C4, C5 dan C6. Namun dalam tugas akhir ini hanya akan dibahas mengenai tiga
leads yang dihasilkan melalui sadapan bipolar standar.
Sadapan bipolar standar merupakan sadapan asli yang dipilih untuk merekam
potensial listrik pada bidang frontal [10]. Sadapan bipolar standar ini menghasilkan
tiga buah lead, yaitu lead I, II dan III. Elektroda-elektroda diletakkan pada lengan
kiri, lengan kanan dan kaki kiri. Ketiga sadapan ini digambarkan sebagai segitiga
sama sisi yang lazim disebut sebagai segitiga Eithoven.
Gambar II.3 Sadapan Bipolar Standar
2.2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan chip mikrokomputer yang secara fisik berupa
sebuah IC (Integrated Circuit). Mikrokontroler biasanya digunakan dalam sistem
yang kecil, murah dan tidak membutuhkan perhitungan yang sangat kompleks
seperti dalam aplikasi di PC. Mikrokontroler banyak ditemukan dalam peralatan
seperti microwave, oven, keyboard, CD player, VCR, remote control, robot dll.
Mikrokontroler berisikan bagian-bagian utama yaitu CPU (Central Processing
Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory) dan port I/O
(Input/Output). Selain bagian-bagian utama tersebut, terdapat beberapa perangkat
keras yang dapat digunakan untuk banyak keperluan seperti melakukan
pencacahan, melakukan komunikasi serial, melakukan interupsi dll. Mikrokontroler
tertentu bahkan menyertakan ADC (Analog-To-Digital Converter), USB controller,
CAN (Controller Area Network) dll.
II-9
Mikrokontroler bekerja berdasarkan program (perangkat lunak) yang
ditanamkan didalamnya, dan program tersebut dibuat sesuai dengan aplikasi yang
diinginkan. Aplikasi mikrokontroler normalnya terkait pembacaan data dari luar
dan atau pengontrolan peralatan diluarnya. Contoh aplikasi yang sangat sederhana
adalah melakukan pengendalian untuk menyalakan dan mematikan LED yang
terhubung ke kaki mikrokontroler.
Mikrokontroler memiliki jalur-jalur masukan (port masukan) serta jalur-jalur
keluaran (port keluaran) yang memungkinkan mikrokontroler tersebut untuk bisa
digunakan dalam aplikasi pembacaan data, pengontrolan serta penyajian informasi.
Port masukan digunakan untuk memasukkan informasi atau data dari luar ke
mikrokontroler. Contoh informasi yang dimasukkan ke mikrokontroler ini adalah
informasi kondisi saklar yang dihubungkan ke kaki mikrokontroler, apakah sedang
terbuka atau tertutup. Jalur masukan umumnya berupa jalur digital, dimana jalur ini
digunakan oleh mikrokontroler untuk membaca keadaan digital (apakah logika 0
atau 1) yang diberikan oleh perangkat di luar mikrokontroler. Mikrokontroler
tertentu berisikan ADC dengan sebagian dari jalur-jalur I/O-nya yang digunakan
sebagai masukan analog. Jalur-jalur ini selanjutnya bisa digunakan untuk keperluan
seperti pembacaan tegangan dari sensor suhu analog. Port keluaran digunakan
untuk mengeluarkan data atau informasi dari mikrokontroler. Adanya port keluaran
ini memungkinkan mikrokontroler untuk mengendalikan perangkat seperti LED,
motor, relay dan menyajikan informasi melalui perangkat seperti seven-segment
dan LCD. Untuk bisa bekerja, mikrokontroler perlu diberikan tegangan dari luar.
Umumnya IC mikrokontroler dapat bekerja pada tegangan 5V, namun demikian,
sebagian IC mikrokontroler seperti ATMEGA16L dapat dioperasikan dengan
tegangan 3V [11].
2.2.1.1 Mikrokontroler ATMega328
Mikrokontroler ATMega328 merupakan salah satu jenis mikrokontroler dari
keluarga AVR-8bit yang diproduksi oleh Atmel. ATMega328 memiliki memori
flash (program memori) sebesar 32Kb (32.768 bytes), RAM 2Kb (2048 bytes), dan
EEPROM (non-volatile memory) sebesar 1Kb (1024 bytes). Kecepatan maksimum
prosesing 20MHz.
II-10
Gambar II.4 Blok Diagram [11]
Pada AVR status register terdapat informasi mengenai hasil dari eksekusi
aritmatik yang digunakan untuk mengubah arus program untuk meningkatkan
performa pengoperasian.register ini akan di perbaharui setelah operasi ALU
(Arithmetic Logic Unit). Dalam hal ini beberapa kasus dapat membuang
penggunaan kebutuhan instruksi perbandingan serta dapat meningkatkan kecepatan
dan kode yang lebih sederhana dan singkat. Register tidak akan tersimpan secara
otomatis ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan
sebuah perintah setelah kembali dari interupsi yang dapat dilakukan melalui
perangkat lunak.
II-11
Gambar II.5 Konfigurasi Pin ATMega32 [11]
ATMega328 terdiri dari 28 pin dengan fungsi masing-masing pin yang berbeda-
beda, berikut fungsi kaki ATmega328:
a. VCC
Berfungsi sebagai tegangan masukan digital.
b. GND
Digunakan untuk grounding komponen
c. Port B
Port B adalah 8 bit dua arah I/O port dengan resistor pull-up internal (berbeda
untuk setiap bit) dengan output buffer yang memiliki karakteristik drive
simetris dengan kedua high sink dan source capability. Sebagai input, pin-
pin yang terdapat pada port B yang menurunkan secara eksternal sumber arus
jika resistor pull-up diaktifkan.
d. Port C
Port C merupakan 7 bit port I/O dua arah dimana setiap pull up resistor pada
setiap pin. Output dari setiap port C memiliki karakteristik yang sama dalam
hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source).
e. Port D
Port D merupakan pin 8-bit port I/O dua arah. Fungsi port D ini hanya
berfungsi sebagai input dan output saja.
f. AVcc
II-12
Pin Avcc berfungsi sebagai port sumber tegangan untuk ADC. Pin Avcc
dihubungkan terpisah dengan sumber tegangan komponen lain karena pin
Avcc digunakan untuk ADC saja. Apabila ADC pada AVR tidak digunakan,
pin Avcc tetap harus dihubungkan terpisah dengan Vcc.
g. Reset/PC6
Apabila RSTDISBL Fuse diprogram, maka CP6 akan berfungsi sebagai pin
I/O yang memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin pada port C yang
lain. Jika RSTDISBL Fuse tidak diprogram, PC6 digunakan sebagai reset.
h. AREF
AREF merupakan pin refensi analog untuk A/D konverter.
2.2.1.2 ADC
ADC adalah singkatan dari Analog to Digital Converter. ADC digunakan
untuk mengkonversikan sinyal analog ke dalam nilai digital. ADC bertindak
sebagai penghubung besaran fisis yang umumnya bersifat analog seperti suhu,
kelembaban, tekanan, intensitas cahaya, arus listrik, tegangan listrik, dll. dengan
perangkat digital seperti mikrokontroler, komputer, dll. Terdapat beberapa tipe
ADC yang umum di pasaran, yaitu:
a. ADC tipe pencacahan (counting).
b. ADC tipe flash (menggunakan comparator).
c. ADC tipe dual-slope.
d. ADC tipe pendekatan berturut-turut (Successice Approximaton).
ADC tipe pendekatan berturut-turut merupakan ADC yang paling umum
digunakan. Saat kita melakukan pengukuran besaran fisis, umumnya kita
menginginkan hasil pengukuran yang seakurat mungkin. Saat ADC digunakan
untuk melakukan pengukuran besaran fisis, akurasi hasil pengukuran salah satunya
ditentukan oleh resolusi ADC. Resolusi ADC yang lebih baik dibutuhkan untuk
mendapatkan hasil pengukuran yang lebih akurat. Resolusi ini terkait dengan
banyaknya saluran keluaran digital ADC atau banyaknya bit bilangan biner yang
merupakan keluaran ADC. ADC n-bit merupakan ADC dengan keluaran digital
dalam bilangan biner sebanyak n-bit. Contoh, ADC 8-bit mempunyai keluaran
bilangan biner sebanyak n-bit. Contoh, ADC 8-bit mempunyai keluaran bilangan
II-13
biner 8-bit, sehingga range keluarannya adalah 000000002 sampai 111111112.
Untuk menghasilkan keluaran digital, ADC membutuhkan tegangan konstan yang
disebut tegangan referensi (VREF). Tegangan referensi pada ADC bisa hanya berupa
satu tegangan (tegangan referensi positif saja atau V+) atau dua tegangan (tegangan
referensi positif atau V+ dan tegangan referensi negatif atau V-). Untuk selanjutnya,
ADC yang akan dibahas hanyalah ADC yang menggunakan satu tegangan referensi
saja.
Gambar II.6 ADC dengan satu masukan dan satu tegangan referensi
Dengan asumsi bahwa nilai digital keluaran ADC merupakan nilai diskrit yang
dibulatkan ke bawah, maka nilai digitalnya dirumuskan pada persamaan 1.
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑑𝑖𝑔𝑖𝑡𝑎𝑙 = 𝑉𝐼𝑁 2𝑛
𝑉𝑅𝐸𝐹 ................................... (1)
Resolusi ADC tersebut dirumuskan pada persamaan 2.
𝑆𝑡𝑒𝑝 𝑠𝑖𝑧𝑒 = 𝑉𝑅𝐸𝐹
2𝑛 ........................................... (2)
Resolusi ADC atau yang juga disebut sebagai step size adalah perubahan terkecil
pada masukan ADC yang masih bisa dideteksi.
Contoh, ADC 8-bit dengan VREF = 5 V dan VIN = 2.55 V maka 𝑉𝐼𝑁2𝑛
𝑉𝑅𝐸𝐹=
2.55 𝑉 ×28
5 𝑉= 130.56 ........................... (3)
Sehingga, nilai digital keluaran ADC adalah 130.
Untuk melakukan pengkonversian menghasilkan keluaran digital, ADC
membutuhkan waktu tertentu yang disebut waktu konversi. Waktu konversi ADC
tipe SAR relatif singkat dan tidak bergantung dari besaran analog yang akan
dikonversi. Pada Gambar II.7 memperlihatkan diagram blok ADC 8-bit tipe
pendekatan berturut-turut. ADC ini berisikan pembanding tegangan, logika
pengendali, Successive Approximation Register (SAR) dan DAC. Seperti terlihat
II-14
pada gambar ini, keluaran register yang merupakan angka biner n-bit diteruskan ke
DAC. DAC ini akan menghasilkan tegangan analog (VDAC) yang sebanding dengan
bilangan biner dari SAR. Keluaran DAC selanjutnya dibandingkan dengan
tegangan masukan ADC (VIN) untuk menentukan langkah yang harus dilakukan
oleh logika pengendali. Saat konversi dilakukan, isi SAR akan diubah bit demi bit
oleh logika pengendali, mulai dari MSB sampai ke LSB.
Proses konversi dimulai dengan pemberian pulsa Start Conversion pada
ADC. Selanjutnya, logika pengendali akan mereset SAR sehingga semua
keluarannya bernilai 000000002 dan VDAC secara otomatis akan bernilai 0 V. Bila
tegangan yang kita berikan lebih besar dari nilai tersebut (VIN > VDAC) maka
pembanding akan menghasilkan logika 1. Sinyal logika 1 yang menjadi masukan
bagi pengendali akan memerintahkan pengendali tersebut untuk membuat MSB
(bit-8) SAR bernilai 1. Dengan demikian keluaran SAR bernilai 100000002 dan
VDAC akan naik sebanding dengan nilai keluaran SAR tersebut. Bila saat ini VDAC
ternyata lebih besar dari VIN maka komparator akan menghasilkan logika 0, dan
sebagai akibatnya, pengendali akan mereset atau mengembalikan bit MSB tersebut
menjadi 0 (keluaran SAR akan kembali menjadi 000000002). Dilain pihak, bila
VDAC < VIN, maka pengendali tidak akan melakukan pengubahan apa-apa (keluaran
SAR akan tetap bernilai (100000002). Langkah pengujian yang sama dilakukan
untuk bit-bit berikutnya (bit-7, bit-6, bit-5, dst.) sampai pada LSB (bit-0). Setelah
pengujian pada LSB, proses konversi ADC selesai dan pengendali akan
mengeluarkan sinyal End of Conversion (EOC). Saat ini, keluaran SAR bisa
diambil sebagai hasil konversi ADC.
Gambar II.7 Diagram blok ADC 8-bit tipe pendekatan berturut-turut
II-15
Selain terdapat di mikrokontroler ADC tipe SAR bisa dijumpai dalam bentuk
IC tersendiri seperti 0808 (ADC 8-bit 8 saluran masukan), 0816 (ADC 8-bit 16
saluran masukan) dsb. ADC 0808, 0816, serta ADC di mikrokontroler merupakan
contoh ADC yang memiliki beberapa saluran masukan yang menerapkan rangkaian
multiplexer sebagai pemilih saluran masukannya. Gambar II.8 memperlihatkan
contoh ADC dengan 8 saluran masukan yang menerapkan multiplexer. Dalam hal
ini, sekalipun terdapat beberapa saluran, hanya satu saluran yang bisa digunakan
pada satu saat. Saluran yang dipilih untuk diteruskan ke ADC ditentukan oleh nilai
bit A0, A1 dan A2. Setelah konversi untuk satu saluran masukan telah dilakukan,
maka konversi untuk saluran masukan yang lain baru bisa dilakukan [11].
Gambar II.8 ADC dengan multiplexer 8 saluran masukan
2.2.1.3 Digital IO
Digital Input/Output (Digital IO) adalah komponen yang paling mendasar
dari sebuah MCU (Main Control Unit) yang menghubungkan mikrokontroler
dengan dunia luar. Antarmuka dengan dunia luar tersebut dikenal dengan istilah
PORT. Port adalah titik di mana data internal dari chip MCU keluar atau data
eksternal berjalan masuk. Port terdiri dari beberapa PIN, Port pada mikrokontroler
biasanya diberi nama PortA, PORTB, PORTC, PORTD dan sebagainya. Contoh
konfigurasi pin dari MCU ATmega16 ditunjukkan pada Gambar II.9.
II-16
Gambar II.9 Konfigurasi Pin ATmega16 [11]
Setiap MCU AVR memiliki beberapa port IO bernama PORTA, PORTB,
PORTC dll. Kita dapat mengetahui lokasi fisik port tersebut dengan melihat
konfigurasi pin pada gambar diatas. Misalnya bit 0 Port C berada pada PIN 22 dari
IC.
Setiap port terdiri dari 8 bit register, misalnya PORTA terdiri dari PA0, PA1,
PA2…PA7. Setiap pin bisa di set ‘1’ (high) atau ‘0‘ (low) secara terpisah, tapi bisa
juga dengan cara memberikan nilai pada port tersebut, misalnya PORTB diberi nilai
F3h (hexa) atau 11110111 dalam biner, itu berarti semua pin pada port B diset
‘high’ kecuali pin PB3 yang diset ‘low’.
Pin di set ‘1’ (high) berarti tegangan pada pin tersebut mendekati VCC (+5V)
dan bila di set ‘0‘ (low) berarti tegangan pada pin tersebut mendekati GND (0V).
Port memiliki batasan arus, sehingga tidak disarankan untuk menghubungkan pin
ini dengan perangkat (komponen) lain yang memerlukan arus cukup tinggi.
Digial IO bisa digunakan untuk menyalakan LED misalnya, atau men-drive
sebuah transistor untuk keperluan pengontrolan dengan arus yang lebih tinggi.
Digital IO bisa juga digunakan untuk membaca data dari luar (sebagai input),
misalnya untuk membaca status tombol, switch atau membaca data dari keypad.
Port sebagai Input dan Output
Secara keseluruhan, setiap port memiliki tiga register:
a. PORT - untuk menentukan nilai input / output dari bus.
b. PIN - untuk membaca input pada bus atau mengeluarkan output dari bus.
c. DDR - untuk pengaturan arah bus.
II-17
Data Direction Register (DDR) merupakan register yang berfungsi untuk
mengatur arah data dari PORT. Bit-bit dalam register ini juga mengatur arah data
PIN secara individu. Arah untuk setiap PIN dapat menjadi input atau output. Pin
PORT dijadikan input bila ingin membaca data misalnya dari saklar (switch) atau
sensor. Sementara PORT dijadikan output ketika ingin menggunakannya untuk
membuat LED berkedip atau mengontrol sebuah motor.
Jadi, untuk mengatur port sebagai input atau output, register DDR inilah yang
mengaturnya. Nilai bit ‘1’ menandai port sebagai output dan ‘0’ sebagai input.
Fungsi Tambahan
Selain berfungsi sebagai digital IO, beberapa pin juga memiliki fungsi
alternatif. Misalnya PB6, selain sebagai PIN 6 dari PORTB, juga sebagai MISO
untuk keperluan SPI. PA0 selain sebagai PIN 0 dari PORTA, juga sebagai input
ADC 0 dan lainnya.
Periperal
MCU AVR memiliki beberapa built-in hardware yang disebut peripheral.
Periperal merupakan perangkat tambahan yang disertakan dalam sebuah MCU
untuk mendukung beberapa fungsi khusus misalnya :
a. USART untuk komunikasi serial dengan PC dan perangkat lain. Misalnya
mengontrol sebuah lengan robot melalaui PC lewat port serial. Komunikasi
serial ini hanya menggunakan 3 kabel.
b. ADC – Analog to Digital Convertion, berfungsi untuk mengubah data analog
menjadi data digital. Misalnya untuk membaca nilai suhu atau jumlah cahaya
yang jatuh pada sensor.
c. SPI - Serial Peripheral Interface. Digunakan untuk komunikasi serial antara
perangkat digital (misalnya EEPROMs, Data Flash, LDC modul dll) [11].
2.2.1.4 Komunikasi Serial
Komunikasi yang bisa dilakukan dengan menggunakan perangkat digital
sebenarnya bisa berupa komunikasi paralel maupun serial. Pada komunikasi
paralel, bit-bit data disalurkan menggunakan sejumlah saluran, sehingga pada suatu
saat beberapa bit data bisa langsung terkirim. Untuk komunikasi jarak jauh,
komunikasi paralel tidak tepat diterapkan, karena banyaknya saluran yang harus
II-18
digunakan. Komunikasi serial di lain pihak, hanya menggunakan satu saluran untuk
mengirim bit-bit data, sehingga pada satu saat hanya satu bit yang terkirim.
Komunikasi serial seringkali dipilih karena penggunaan jalur komunikasinya yang
menjadi lebih efisien. Dengan komunikasi serial, penggunaan port masukan dan
keluaran untuk saluran data di perangkat digital bisa diminimalkan.
Komunikasi serial itu sendiri terdapat dua macam, yaitu komunikasi serial
sinkron dan komunikasi serial tak sinkron. Ciri-ciri komunikasi serial sinkron
adalah sbb:
a. Satu jalur clock digunakan dan dihubungkan ke masing-masing perangkat
komunikasi (pengirim dan penerima). Dengan demikian, clock pengirim dan
penerima akan tersinkronisasi.
b. Pengiriman data dilakukan dalam bentuk blok-blok yang berisi sejumlah
karakter.
c. Menggunakan karakter sinkronisasi.
Komunikasi serial tak sinkron dilain pihak mempunyai ciri-ciri sbb:
a. Clock perangkat komunikasi tidak terhubung dengan clock perangkat
komunikasi yang lain. Oleh karena itu, clock pengirim dan penerima tidak
tersinkronisasi
b. Pengiriman data dilakukan dalam bentu karakter-karakter, dimana pada
masing-masing karakter ditambahkan bit start, bit stop dan bit paritas.
Gambar II.10 menunjukkan perbedaan pengiriman yang menggunakan komunikasi
serial sinkron dan tak sinkron.
II-19
Gambar II.10 (a) Komunikasi serial sinkron dan (b) Komunikasi serial tak sinkron
Pada komunikasi serial tak sinkron, lebar data per karakternya bervariasi
antara 5-bit sampai 9-bit. Bit start selalu bernilai 0 dan hanya 1-bit, sedangkan bit
stop selalu bernilai 1 dan bisa 1-bit atau 2-bit. Bit paritas merupakan bit yang
nilainya bergantung pada nilai bit-bit yang ada pada data atau karakter. Ada dua
jenis paritas, yaitu:
a. Paritas Ganjil. Pada paritas ganjil, nilai bit paritas dipilih (0 atau 1) sehingga
jumlah bit yang bernilai 1 berjumlah ganjil.
b. Paritas Genap. Para paritas genap, nilai bit paritas dipilih (0 atau 1) sehingga
jumlah bit yang bernilai 1 berjumlah genap.
Gambar II.11 memperlihatkan contoh penggunaan bit paritas untuk data atau
karakter selebar 7-bit. Dalam komunikasi serial tak sinkron, bit paritas bisa tidak
digunakan.
II-20
Gambar II.11 Penggunaan bit paritas [11]
Komunikasi serial yang akan dibahas selanjutnya adalah komunikasi
menggunakan perangkat yang bernama USART (Universal Synchronous &
Asynchronous Serial Receiver & Transmitter). USART itu sendiri merupakan
perangkat keras yang dapat mengubah data paralel menjadi data serial dan
sebaliknya. Proses pemindahan data internal di mikrokontroler sebenarnya
merupakan pemindahan data paralel melalui bus data. Bila kita ingin mengirim data
dari mikrokontroler menggunakan jenis komunikasi serial tak sinkron, maka
diperlukan mekanisme untuk mengkonversikan data paralel dari mikrokontroler
sehingga bit-bit data tersebut dapat tergeser keluar melalui sebuah saluran. Selain
itu, kita harus menambahkan bit start, bit paritas dan bit stop untuk tiap karakternya.
Mekanisme untuk melakukan hal ini bisa melalui program (tanpa menggunakan
USART) atau menggunakan cara yang lebih umum yaitu melalui USART yang
telah disediakan di dalam mikrokontroler. Dalam komunikasi serial dikenal istilah
baud rate. Arti baud rate itu sendiri adalah banyaknya perubahan sinyal (dari logika
0 menjadi 1 dan sebaliknya) per detik. Dengan demikian, baud rate
mengindikasikan banyaknya bit yang dikirim per detik. Contoh, pada laju
komunikasi dengan baud rate 9600, jumlah bit yang dikirim perdetiknya adalah
9600 bit [11].
2.2.4 Sensor
Sensor sering kali diartikan sebagai alat yang dapat sebuah dorongan dan
menanggapi dengan sebuah sinyal listrik. Yang dimaksud dengan dorongan adalah
kuantitas, sifat, atau kondisi yang diinderai dan diubah menjadi sinyal listrik.
Tujuan sebuah sensor adalah untuk menanggapi beberapa jenis dari sifat fisik
sebuah input dan mengubah ke dalam bentuk sinyal listrik yang sesuai dengan
II-21
rangkaian elektronik atau dengan kata lain mengubah variabel fisis ke variabel
elektrik.
Sejumlah besar sensor tersedia untuk jumlah fisik yang berbeda. Beberapa
klasifikasikan sensor menurut beberapa kriteria. Sensor dibedakan akan kebutuhan
catu daya, sensor dibagi menjadi modulasi (aktif) dan self-generating (pasif). Pada
sensor modulasi, daya sinyal output berasal dari sumber daya luar. Input hanya
mengendalikan output saja. Sebaliknya pada sensor self-generating, daya sinyal
output berasal dari input itu sendiri. Sensor modulasi biasanya membutuhkan
banyak kabel daripada sensor self-generating.
Jika membedakan melalui sinyal output, sensor dibedakan menjadi analog
dan digital. Pada sensor analog sinyal output berubah secara terus menerus pada
level mikroskopik. Sedangkan, output sinyal dari sensor digital berbentuk diskrit
atau step, sehingga tidak dibutuhkan ADC dan outputnya mudah untuk
ditransmisikan dibandingkan sensor analog.
Apabila mempertimbangkan metode operasi sensor dibagi kedalam defleksi
dan null. Pada sensor defleksi, kuantitas yang diukur menghasilkan efek fisis yang
menghasilkan efek yang sama tetapi berlawanan dari bagian sensor. Sedangkan,
pada sensor null mencoba mengurangi efek defleksi dengan mengaplikasikan efek
yang berlawanan dengan kuantitas yang diukur.
Tabel II.3 Klasifikasi sensor menurut perbedaan yang menyeluruh
Kriteria Kelas Contoh
Catu daya Modulasi Thermistor
Self-generating Thermocouple
Sinyal keluaran Analog Potensiometer
Digital Encoder posisi
Mode operasi Defleksi Akselerometer defleksi
Nul Servo-Akselerometer
Karena sensor adalah pada umumnya mengubah dari efek non-listrik menjadi
sinyal listrik, dan sering beberapa dibutuhkan tahapan transformasi sebelum sinyal
output dapat dihasilkan. tahapan ini melibatkan berbagai macam energi, dimana
II-22
pada tahap akhir harus dapat menghasilkan sinyal listrik dari bentuk yang
diinginkan. Terdapat beberapa efek fisik yang mengakibatkan generasi langsung
terhadap sinyal listrik sebagai respon terhadap pengaruh non elektrik dan dapat
digunakan sensor secara langsung.
a. Sensor Kapasitif
Sensor kapasitif terdiri dari dua pelat logam paralel dimana dielektrik antara
pelat adalah udara atau medium lainnya. Kapasitansi C diberikan oleh C = ε0εr A /
d, di mana ε0 adalah permitivitas absolut, εr adalah permitivitas relatif medium
dielektrik antara pelat, A adalah luas lempeng dan d adalah jarak di antara
keduanya. Perangkat kapasitif sering digunakan sebagai sensor perpindahan, di
mana gerak pelat kapasitif yang dapat dipindahkan relatif terhadap yang diperbaiki
mengubah kapasitansi.
Seringkali, perpindahan terukur adalah bagian dari instrumen yang mengukur
tekanan, suara atau akselerasi. Sebagai alternatif, kapasitor pelat tetap juga dapat
digunakan sebagai sensor, di mana nilai kapasitansi diubah dengan menyebabkan
variabel terukur untuk mengubah konstanta dielektrik bahan antara pelat dalam
beberapa cara. Prinsip ini digunakan pada perangkat untuk mengukur kadar air,
nilai kelembaban dan tingkat cairan.
Gambar II.12 Macam-macam susunan sensor kapasitif berdasarkan (a-e) variasi luas, (f)
pemisahan plat, dan (g,h) dielektrik.
II-23
b. Sensor Resistif
Sensor resistif merupakan sensor yang berdasarkan pada perubahan resistasni
listrik pada suatu alat yang umum. Terjadi karena banyaknya jumlah fisik yang
pengaruhi resistansi suatu material. Resistor yang bergantung pada suhu juga dapat
mengkompensasi gangguan termal pada sistem yang mengukur kuantias lainnya.
Sensor resistif bergantung pada variasi resistansi material ketika variabel
terukur diterapkan padanya. Prinsip ini paling sering digunakan dalam pengukuran
suhu menggunakan termometer atau thermistor resistansi, dan pada pengukuran
perpindahan menggunakan alat pengukur regangan atau sensor piezoresistif. Selain
itu, beberapa kelembaban bekerja pada prinsip variasi hambatan [12].
Gambar II.13 Simbol standar untuk resistor yang memiliki temperatur linier
2.3 Penguat (Pengkondisi Sinyal)
2.3.1 Operational Amplifiers
Operational Amplifiers (Op amp) adalah komponen dasar dalam
pengkondisian sinyal analog dan rangkaian pemrosesan sinyal. Op amp mempunyai
gain yang tinggi, penguat arus langsung dan diferensial. Op amp tersedia sebagai
IC tunggal. Sebuah op amp dengan komponen umpan balik eksternal yang tepat
dapat melakukan banyak operasi seperti amplifikasi, penambahan, pengurangan,
integrasi, diferensiasi, dll. Beberapa jenis op amp tersedia untuk aplikasi yang
berbeda.
Tidak perlu mengetahui operasi internal op amp untuk menggunakannya.
Namun, penting untuk mengetahui beberapa karakteristik elektrik op amp yang
penting untuk memilih op amp yang tepat dan merancang rangkaian untuk aplikasi.
Parameter karakteristik op amp dan nilai-nilai khas untuk µA741 adalah sebagai
berikut:
a. Arus bias masukan: Op amp menarik arus bias yang sangat kecil IB1 dan IB2
melalui terminal input non-inverting dan inverting untuk mengaktifkan
transistor internal. Bias input IB adalah rata-rata arus yang mengalir ke dua
terminal input, yaitu IB = (IB1 + IB2) / 2. Untuk op amp µA741, adalah 500 nA.
II-24
b. Arus offset masukan: Perbedaan antara dua arus prategangan input disebut
sebagai masukan arus offset Iio, yaitu, Iio = | IB1-IB2 |. Untuk op amp µA741,
adalah 200 nA.
c. Tegangan offset masukan: Tegangan yang harus diterapkan di seluruh terminal
input untuk mengurangi output ke nol. Untuk op amp µA741, adalah 6 mV.
d. Tegangan offset keluaran: Op amp menghasilkan tegangan output yang kecil,
disebut sebagai output offset voltage, bahkan untuk input nol pada terminal
input. Ketidakcocokan antara dua terminal input menyebabkan offset ini.
e. Resistansi masukan: Resistansi input Ri adalah resistansi yang diukur pada
salah satu terminal input dengan terminal masukan lain yang digroundkan.
Nilai khas untuk op amp µA741 adalah 2 MΩ.
f. Resistansi keluaran: Resistansi output adalah resistansi yang diukur antara
terminal output dan ground. Ini adalah 75 Ω untuk op amp µA741.
g. Gain loop terbuka: Gain loop terbuka AOL adalah gain dari op amp tanpa
adanya koneksi umpan balik dari terminal output ke terminal input. Ini
tergantung pada frekuensi. Nilai AOL sangat besar dan untuk µA741, op amp,
itu adalah 200 k Ω.
h. Slew rate: Slew rate menunjukkan seberapa cepat output dapat berubah sebagai
respons terhadap perubahan input. Ini adalah tingkat perubahan output dalam
satuan waktu dan dinyatakan dalam V/µs. Nilai khas untuk µA741, op amp
adalah 0,5V/µS
i. Bandwidth unity-gain: Ini menggambarkan variasi gain loop terbuka
(magnitude) terhadap frekuensi input. Plot ini sangat penting dalam desain
rangkaian op amp untuk sinyal ac. Gain turun dari nilai maksimum untuk
tegangan dc dengan faktor 0,707 untuk sinyal 5 Hz ac. Lebih lanjut, itu turun
pada tingkat 20 dB / dekade, yaitu, gain turun hingga 20 dB untuk setiap 10
kali lipat peningkatan frekuensi. Bandwidth didefinisikan sebagai band
frekuensi yang nilai penguatannya tetap konstan. Bandwidth unity-gain adalah
band frekuensi yang gain penguatnya tetap bersatu. Nilai tipikal untuk op amp
µA741 adalah 1 MHz [13].
II-25
2.4 Display
Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi
sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik.
Gambar II.14 Display jenis LCD [14]
LCD merupakan salah satu jenis dari display elektronik yang ada. LCD
membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sering digunakan untuk
aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrumen elektronik seperti multimeter
digital. LCD memanfaatkan silikon dan galium dalam bentuk kristal cair sebagai
pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel
yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan
kolom terdiri dari LED pada bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan
kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang ditutupi oleh lapisan elektroda
transparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna
cerah. Kemudian daerah-daerah tertentu pada cairan tersebut warnanya akan
berubah menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola
elektroda yang terdapat pada sisi dalam kaca bagian depan. Keunggulan
menggunakan LCD adalah konsumsi daya yang relatif kecil dan menarik arus yang
kecil (beberapa mikro ampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena
dapat menggunakan catu daya yang kecil. Keunggulan lainnya adalah ukuran LCD
yang pas yakni tidak terlalu kecil dan tidak terlalu besar, kemudian tampilan yang
diperlihatkan dari LCD dapat dibaca dengan mudah dan jelas [15].
II-26
2.5 Internet of Things
Internet adalah jaringan global yang luas dari server yang terhubung,
komputer, tablet dan ponsel yang diatur oleh protokol standar untuk sistem yang
terhubung. Ini memungkinkan pengiriman, penerimaan, atau komunikasi
informasi, konektivitas dengan server jarak jauh, platform cloud dan analisis.
Thing dalam Bahasa Inggris memiliki sejumlah kegunaan dan makna. Dalam
kamus, thing adalah kata yang digunakan untuk merujuk pada objek fisik, tindakan
atau ide, situasi atau aktivitas, dalam kasus ketika seseorang tidak ingin presisi.
Contoh referensi ke suatu objek adalah – payung adalah hal yang berguna di hari-
hari hujan. Lampu jalan juga disebut sebagai benda. Contoh referensi untuk suatu
tindakan adalah – hal semacam itu tidak diharapkan darinya. Contoh referensi untuk
suatu situasi adalah – hal-hal semacam itu banyak dalam rezim tersebut.
Dengan demikian, menggabungkan kedua istilah tersebut, definisi IoT dapat
dijelaskan sebagai berikut: Internet of Things berarti sebuah jaringan benda fisik
(objek) yang mengirim, menerima, atau mengkomunikasikan informasi
menggunakan internet atau teknologi komunikasi dan jaringan lain seperti halnya
yang dilakukan oleh komputer, tablet dan ponsel. Dan dengan demikian hal tersebut
dapat memungkinkan pemantauan, koordinasi, atau mengontrol proses melalui
internet atau jaringan data lain.
Sumber lain, mendefinisikan istilah IoT sebagai berikut:
Internet of Things adalah jaringan objek fisik atau 'benda' yang dihubungkan
secara elektronik melalui perangkat lunak, sensor, dan konektivitas yang
memungkinkan tercapainya nilai dan layanan yang lebih luas. Layanan ini
memungkinkan pertukaran data antara pabrik, operator, dan atau perangkat lain
yang terhubung. Dengan dari setiap hal dapat diidentifikasi secara unik melalui
sistem komputasi yang dihubungkan dan mampu berinteroperasi dalam
infrastruktur internet yang ada [16].
2.5.1 JSON Web Thing
Web of Things dimaksudkan sebagai lapisan aplikasi pemersatu untuk
Internet of Things untuk menjembatani protokol dasar IoT. Tujuannya adalah untuk
membuat Internet of Things yang terdesentralisasi dengan memberikan URL
perangkat yang terhubung di web untuk membuatnya dapat ditautkan dan
II-27
ditemukan, dan mendefinisikan model data standar dan API untuk membuatnya
dapat dioperasikan.
2.5.1.1 Web Thing Description
Web Thing Description memberikan kosakata untuk menggambarkan
perangkat fisik yang terhubung ke World Wide Web dalam format yang dapat
dibaca mesin.
a. Member “name”
Member “name” adalah sebuah string yang dapat dibaca manusia yang
mengidentifikasi perangkat. Member ini dapat disetel dengan nilai apa pun oleh
pembuat perangkat dan dapat menyertakan nama merek atau nomor model.
Contoh
"name":"My Lamp",
"type": "thing",
"description": "A web connected lamp",
"properties":
"on":
"type": "boolean,
"description": "Whether the lamp is turned on",
"href": "/things/lamp/properties/on"
,
"brightness" :
"type": "number",
"description": "The level of light from 0-100",
"minimum" : 0,
"maximum" : 100,
"href": "/things/lamp/properties/brightness"
,
"actions":
"toggle":
"description": "Toggle the lamp on and off"
,
"events":
"overheating":
"description": "The lamp has exceeded its safe
operating temperature"
,
"links":
"properties": "/thing/lamp/properties",
"actions": "/things/lamp/actions",
"events": "/things/lamp/events"
II-28
b. Member “type”
Member “type” menentukan jenis perangkat yang dijelaskan oleh Web Thing
Descripton. Beberapa jenis objek primitif dapat didefinisikan sebagai bagian dari
konteks objek web default (misalnya onOffSwitch dan binarySensor). Sistem “type”
ini dapat dikembangkan melalui skema menggunakan JSON-LD.
c. Member “description”
Member “description” adalah sebuah string yang dapat dibaca manusia yang
menggambarkan perangkat dan fungsinya. Member ini dapat disetel dengan nilai
apa pun oleh pembuat perangkat.
d. Member “properties”
Member “properties” adalah peta objek properti yang menggambarkan
atribut yang dapat dibaca dan atau dapat ditulis dari suatu perangkat. Contohnya
keadaan hidup/mati, tingkat kecerahan atau nilai suhu.
e. Member “action”
Member “action” adalah peta objek tindakan yang menggambarkan fungsi
yang dapat dilakukan pada perangkat. Member ini digunakan ketika pengaturan
“properties”saja tidak cukup untuk mempengaruhi perubahan yang diperlukan pada
sebuah keadaan seperti tindakan yang memiliki hasil yang berbeda tergantung pada
argumen yang disediakan atau keadaan sebelumnya, atau yang membutuhkan
waktu untuk dapat diselesaikan. Contohnya meredupkan cahaya, menekan on/off,
memindahkan robot atau menyeduh secangkir kopi.
f. Member “events”
Member “events” adalah peta objek peristiwa yang menentukan jenis
peristiwa yang diberikan oleh perangkat ketika kondisi tertentu terpenuhi.
Contohnya sensor suhu atau sensor level pengisian yang mencapai ambang tertentu.
g. Member “links”
Member “links” menyediakan peta URL untuk sumber daya “properties”,
“actions”, dan “events”. Member ini juga dapat berisi URL WebSocket yang akan
digunakan untuk API WebSocket Web Thing. Entri di peta ini memiliki kunci yang
dapat menjadi salah satu properti, tindakan, peristiwa, dan nilai string yang
mewakili URL.
II-29
h. Objek “Property”
Objek “Property” menggambarkan atribut dari Web Thing. Objek ini berisi
referensi href ke URL untuk mendapatkan nilai properti serta semua bidang objek
nilai.
i. Objek “Action”
Objek “Action” menggambarkan fungsi yang dapat dilakukan pada
perangkat. Objek ini dapat mencakup parameter sebagai sebuah bidang data yang
berisi objek nilai.
j. Objek “Event”
Objek “Event” menggambarkan jenis peristiwa yang diberikan oleh
perangkat. Objek ini mencakup parameter sebagai sebuah bidang data yang berisi
objek nilai. Suatu peristiwa mungkin juga memiliki nama dan deskripsi yang dapat
dibaca manusia yang menggambarkan tentang peristiwa apa itu.
k. Objek “Value”
Beberapa objek juga menanamkan objek nilai. Objek “Value” berisi metadata
tentang nilai seperti jenis dan unitnya. Ini mungkin termasuk unit (nilai yang
menggunakan satu nama lengkap yang tidak peka huruf besar yang didefinisikan
dalam Sistem Satuan Internasional [SI], misalnya "meter per detik kuadrat"), nilai
mininum, nilai maksimum, deskripsi dan jenis yang dapat dibaca manusia.
Di mana jenisnya adalah salah satu dari: string, angka, boolean, objek, larik,
sebagaimana ditentukan dalam [json-schema] [17].
2.6 Komunikasi Data
Istilah “komunikasi data” berhubungan dengan pengiriman data
menggunakan sistem transmisi elektronika dari satu komputer ke komputer yang
lain ataupun ke terminal tertentu. Data yang dimaksud adalah sinyal-sinyal
elektromagnetik yang dibangkitkan oleh sumber data (transmitter) yang diterima
dan dikirimkan kepada terminal-terminal penerima (receiver). Terminal-terminal
tersebut adalah suatu peralatan elektronis seperti monitor, printer, keyboard,
telephone, fax, dan lain sebagainya. Komunikasi data merupakan gabungan dua
teknik, yaitu pengolahan data dan telekomunikasi.
II-30
Tujuan komunikasi data adalah mengirim data dalam jumlah besar dan waktu
yang singkat dengan cara yang efisien dan ekonomis dari suatu tempat ke tempat
lain tanpa ada kesalahan.
Elemen utama dalam komunikasi data adalah sebagai berikut :
Gambar II.15 Elemen utama komunikasi data [18]
Sumber Data
Sumber adalah pihak yang mengirim informasi berupa suara, teks, data, dll.
misal pesawat telepon, telex, terminal dan lain-lain. Tujuannya adalah
membangkitkan berita atau informasi dan menempatkannya pada media transmisi.
Sumber pada umumnya dilengkapi dengan alat lain (antarmuka atau transducer)
yang dapat mengubah informasi yang akan dikirimkan menjadi bentuk yang sesuai
dengan media transmisi yang digunakan, misalnya: pulsa listrik, gelombang
elektromagnetik, atau pulsa digital seperti PCM (Pulse Code Manipulation).
Media Transmisi
Beberapa media transmisi dapat digunakan channel (jalur) transmisi atau
carrier dari data yang dikirimkan, misal berupa kabel, gelombang elektromagnetik,
dan lain-lain. Dalam hal ini, transmisi bertugas menerima berita yang dikirimkan
oleh suatu sumber informasi. Transmisi data merupa proses pengiriman data dari
satu sumber ke penerima data. Untuk mengetahui tentang transmisi data secara
lebih lengkap, perlu diketahui dahulu beberapa hal yang berhubungan dengan
proses ini. Hal-hal tersebut akan menyangkut:
a. Media Transmisi,
b. Kapasitas channel transmisi,
c. Tipe dari channel transmisi,
d. Kode transmisi yang digunakan,
e. Mode transmisi,
f. Protokol,
g. Penanganan kesalahan transmisi.
II-31
Proses pengubahan informasi menjadi bentuk yang sesuai dengan media transmisi
disebut modulasi. Bila sinyal dimodulasi, sinyal akan mampu menempuh jarak
yang jauh. Proses kebalikannya disebut demodulasi.
Media transmisi dapat berbentuk:
a. Twisted Pair,
b. Kabel Coaxial,
c. Kabel Fiber Optic,
d. Gelombang Elektromagnetik, dll.
Penerima Data
Penerima adalah alat yang menerima data atau informasi yang dikirimkan
oleh media transmisi atau pengirim, misal pesawat telepon, terminal, dan lain-lain.
Tugasnya menerima berita yang dikirimkan oleh suatu sumber informasi. Penerima
mempunyai alat lain yang fungsinya kebalikan dari pemancar, yaitu alat informasi
yang bentuknya sesuai dengan media transmisi yang digunakan menjadi bentuk
asalnya.
Sebagai contoh adalah modem yang berfungsi sebagai receiver. Modem akan
menerima sinyal analog yang dikirimkan melalui kabel telepon dan mengubahnya
menjadi sinyal digital bit stream agar dapat ditangkap oleh komputer penerima [18].
Gambar II.16 Model komunikasi umum
top related