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