bab iii rancangan sistem · pdf filegambar 3.1 gambaran umum sistem ... nya dihubungkan...
TRANSCRIPT
19
BAB III
RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
3.1 Gambaran Umum Sistem
Gambar 3.1 Gambaran Umum Sistem
Sistem ini bertujuan menggerakan sebuah mobile robot bergerak maju/mundur,
belok kanan/kiri, dan kamera berputar ke atas/bawah; dan memantau keadaan
sekitar dari jarak jauh secara online melalui jaringan internet. Pada client seorang
operator/pengendali bertatap muka dengan aplikasi yang dibuat padanya. Dia
dapat mengontrol robot tersebut dan memantau keadaan yang dilihat robot secara
real-time. Sedangkan dari server ke robot menggunakan media gelombang radio,
baik mengontrolnya maupun mengambil gambar dari kamera yang terpasang pada
robot tersebut.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 20
Dalam bab ini akan dijelaskan:
- desain sistem pengontrol robot, menggunakan sistem telemetri dan Visual
Basic 6 (VB 6), dan
- desain live streaming video menggunakan VB 6.
3.2 Blok Diagram Sistem
Gambar 3.2 Blok diagram sistem keseluruhan
Komunikasi antara komputer client dengan komputer server menggunakan media
internet, berupa mengontrol mobil robot dan menampilkan video real-time.
Sistem telemeri radio dipakai untuk mengontrol robot dari jarak jauh. Transmitter
pada sistem telemetri berkomunikasi melalui port parallel dari komputer server.
Sedangkan pengambilan gambar menggunakan kamera wireless, yang receiver-
nya dihubungkan melalui TV Tuner pada komputer server.
Sistem ini terdapat 2 bagian blok besar, yaitu blok 1, pengontrol robot; dan blok 2,
live streaming video. Pada blok 1, perintah berada di client, server melayani
perintah tersebut untuk menjalankan robot. Sedangkan pada blok 2, perintah
berada di server. Server secara terus menerus memberi perintah (mengirimkan
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 21
data) pada client. Sisi client berhak menerima/tidak data tersebut sesuai dengan
kebutuhan.
Berikut ini diagram alir data / data flow diagram (DFD) pada sistem teleoperasi
yang dibangun.
User
1
Pengontrol
Robot
2
Streaming
Video
Transmitter
Kamera
Receiver
Kamera
Wireless
Receiver Robotrequest
request
Video
Data 4 bit
1 bit TE
Data 4 bit
Data
Source
Gambar 3.3 Data Flow Diagram Level 0
3.3 Pengontrol Robot
3.3.1 Sistem Telemetri Radio
Pemancar/transmitter dan penerima/receiver menggunakan modul TLP434A dan
RLP434A, diperlihatkan dalam gambar 3.4, buatan Laipac Technology Inc,
Canada. Modul tersebut menggunakan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying)
dengan frekuensi carrier (pembawa) 433.92 MHz. Agar penerima tidak
mengeksekusi data yang diterima dari gelombang radio lain dengan frekuensi
carrier yang sama, maka sinyal yang dikirim pemancar diberi alamat tertentu,
yakni sinyal terdiri dari 8 bit alamat dan 4 bit data. Proses pemberian alamat ini
dilakukan oleh IC encoder HT12E dan selektor alamat oleh IC decoder HT12D
dari Holtek Semicondictor Inc., Taiwan.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 22
Gambar 3.4 (a). Modul Pemancar TLP434A, (b). Modul Penerima RLP434A
Kaki-kaki IC encoder HT12E dan decoder HT12D untuk kemasan PDIP
diperlihatkan dalam Gambar 3.5 dan deskripsi tiap kaki pada kedua IC tersebut
diberikan dalam Tabel 3.1.
Gambar 3.5 Kaki IC encoder HT12E (a) dan decoder HT12D (b)
Pin HT12E HT12D Deskripsi
A0 – A7 √ √ Kaki input untuk pengesetan alamat 8-bit. AD8 – AD11 √ Kaki input untuk data 4-bit. D8 – D11 √ Kaki output untuk data 4-bit. DOUT √ Output data serial encoder.
TE √ Transmission enable, active low. Kaki DOUT mengeluarkan data serial ketika kaki TE diberi logika 0 atau transisi 1-ke-0.
DIN √ Kaki input data serial.
VT √
Valid transmission, active high. Berlogika 1 ketika data dinyatakan valid, dan akan berlogika 0 jika kode alamat tidak sesuai atau tidak ada sinyal yang diterima.
OSC1 √ Kaki input osilator. OSC2 √ Kaki output osilator.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 23
VSS √ √ Catu daya negatif atau ground. VDD √ √ Catu daya positif.
Tabel 3.1 Deskripsi kaki-kaki IC encoder HT12E dan decoder HT12D.
Dengan demikian, rangkaian untuk pemancar dan pemancar ialah sebagai berikut,
ditunjukkan dalam Gambar 3.6.
Gambar 3.6 (a). Skematik pemancar, dan (b). Skematik Penerima.
Antenna yang digunakan ialah antenna whip, dibuat dari kabel tunggal dengan
panjang ialah ½ panjang gelombang pembawa.
panjang antenna =
.
Data 4-bit pada pemancar diberikan oleh port parallel dan kaki TE dipicu transisi
1-ke-0 oleh kaki Data 4 port parallel. Sedangkan data 4-bit yang diterima
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 24
penerima diteruskan ke mikrokontroller untuk diolah. Tiap kali data diterima, dan
dinyatakan valid oleh decoder, kaki VT menghasilkan transisi 0-ke-1.
Agar tidak terjadi salah baca, frekuensi osilator encoder perlu disesuaikan
dengan frekuensi osilator decoder, yakni
! ".
Frekuensi osilator ini dipengaruhi oleh hambatan resistor pada OSC1 dan OSC2 dan
tegangan catu daya pada antara VCC dan GND, diperlihatkan dalam Gambar 3.7.
Pada sistem yang dibangun, tegangan catu daya ialah 5V dan dengan pertimbangan
ketersediaan nilai hambatan resistor di pasaran, maka dipilih hambatan resistor pada
encoder sebesar 820 kΩ ± 5% dan decoder sebesar 43 kΩ ± 5% yang menghasilkan
frekuensi osilator encoder sebesar 3.50 kHz dan decoder sebesar 175 kHz. Selain
itu, pemilihan nilai frekuensi osilator pada nilai tengah daerah kerja
encoder/decoder ialah karena jika frekuensi osilator terlalu kecil maka jangkauan
pemancar akan membesar tetapi laju pengiriman data melambat, sedangkan jika
frekuensi osilator terlalu besar maka laju pengiriman data makin cepat tetapi
jangkauan pemancar akan mengecil.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 25
Gambar 3.7 Kurva frekuensi osilasi terhadap tegangan catu daya untuk encoder HT12E, (a); dan
decoder HT12D, (b).
Data yang dikirim oleh encoder memiliki komposisi sebagai berikut, ditunjukkan
dalam Gambar 3.8 (a), yakni terdiri dari 1/3 bit sinkronisasi + 8-bit periode alamat
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 26
+ 4-bit periode data yang menghabiskan 1 siklus + 8 bit × 3 siklus/bit + 4 bit × 3
siklus/bit = 37 siklus. Lama satu siklus dalam sistem yang dibangun ialah 1/3.50
kHz = 0.286 milidetik. Sehingga 1 word menghabiskan waktu 37 siklus × 0.286
mdet/siklus = 10.58 milidetik. Jika pin TE dilowkan selama kurang dari waktu
untuk 1 word, maka encoder akan mengirim 4 word sebanyak satu kali,
sedangkan jika pin TE di-low-kan terus maka encoder akan mengirim word terus
menerus sampai pin TE di-high-kan kembali.
Gambar 3.8 Komposisi informasi untuk 1 word, (a); bentuk gelombang alamat/data, (b); dan
pewaktuan transmisi, (c); untuk encoder HT12E.
3.2.2 Aplikasi Client-Server
Aplikasi pada client-server dibuat dengan menggunakan Visual Basic 6. Agar
aplikasi tersebut bisa terhubung satu lama lain melalui jaringan internet, pada
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 27
Visual Basic telah disediakan dynamic link library (dll) winsock, yaitu socket yang
bekerja pada sistem operasi windows. Winsock bertatap muka dengan TCP/IP dan
melalui protokol tersebut, suatu aplikasi bisa berkomunikasi melalui internet.
Socket pengiriman data berada pada sisi client dan socket penerimaan data berada
pada sisi server. Data yang dikirim dari client berupa string, sedangkan data yang
diterima oleh server diterjemahkan ke dalam perintah untuk menggerakan robot.
Gambar 3.9 Diagram alir aplikasi pengontrol pada client dan server
Pengaksesan port parallel berada pada server, menggunakan dynamic link library
inpout32.dll yang mengandung fungsi inp32 (alamatport) untuk
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 28
mengambil data dari port parallel dengan alamat alamatport dan fungsi out32
(alamatport, data) untuk mengirim data ke port parallel dengan alamat
alamatport dan data data . Kaki-kaki pada parallel port yang digunakan
ialah sebagai berikut.
Pin
D0 D1 D2 D3 D4
2 3 4 5 6
Data 4 bit TE
Gambar 3.10 Kaki-kaki port parallel yang digunakan
Data yang dikirim untuk tiap instruksi ialah sebagai berikut, ditunjukkan dalam
Tabel 3.2.
Instruksi Data 4-bit
Hexadecimal Decimal
Maju 0x01 1
Kiri_1step 0x02 2
Kanan_1step 0x03 3
Mundur 0x04 4
NGRem 0x05 5
Maju_1step 0x06 6
Kiri 0x07 7
Kanan 0x08 8
Mundur_1step 0x09 9
KamUp 0x0A 10
KamDown 0x0B 11
KamStop 0x0C 12
Tabel 3.2 Data yang dikirim untuk tiap instruksi.
Untuk mengirim satu instruksi, digunakan perintah berikut.
Out Val("&H" + Str(alamatport)), data + 16 Out Val("&H" + Str(alamatport)), data Sleep (100) Out Val("&H" + Str(alamatport)), data + 16
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 29
Perintah tersebut akan memicu pengiriman data karena pin TE diberi logika
1-ke-0.
Berikut ini merupakan diagram alir data pada bagian pengontrol robot.
Gambar 3.11 Data Flow Diagram Level 1 proses 1
3.3 Streaming Video
3.3.1 Server Site
Kamera yang digunakan ialah wireless camera dengan spesifikasi sebagai dalam
Tabel 3.3 berikut.
Gambar 3.12 Kamera wireless dan penerima RC100A+208CWA.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 30
Image sensor 1/3-inch OV7910 CMOS
Validity pixel
PAL 628×582 / NTSC 510×492
Horizontal definition 320 line
Visual angle 54°
Minimum illumination 3 Lux/F1.2
Frequency 1000 – 1250 MHz
Transmission power 50 mW
Open transmission
distance 40 to 50m
Power DC 8 V / 200 mA (Camera), DC 9 V / 500 mA (Receiver) Work temperature -10 to 50°C
Size 25×35×15 mm
Weight 65 g
Tabel 3.3 Spesifikasi kamera
Modul penerimanya dihubungkan dengan TV tuner USB 2860 dan diakses
menggunakan VLC media player versi 0.8.6d. VLC media player merupakan
sebuah player multimedia untuk berbagai format audio dan video. Dalam tugas
akhir, player ini digunakan sebagai streaming server, yang dapat men-stream data
audio dan atau data video, yang dapat diakses melalui jaringan TCP/IP.
3.3.2 Client Site
Pada sisi ini, data stream yang dikirim server diterima dengan menggunakan
komponen VideoLAN VLC ActiveX Plugin pada Visual Basic 6. Plugin ini
memiliki kemampuan untuk menerima data video stream melalui jaringan
TCP/IP. Berikut merupakan contoh program pengaksesan data video stream
VLCPlugin1.addTarget “http://167.205.42.164:8080”,_ Null,_ VLCPlayListAppendAndGo, -666
Kalimat di antara dua tanda petik disebut sebagai URL (Uniform Resource
Locator), yaitu sebuah identifier alamat suatu dokumen/data yang disimpan di
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 31
internet. Identifier ini berisi alamat IP dan nomor port pada server,
167.205.42.164 adalah alamat IP dan 8080 adalah nomor port.
Plugin ini dapat merekam suatu data video/audio. Berikut contoh programnya
VLCPlugin1.addTarget “http://167.205.42.164:8080”,_ Array(":dshow-adev=""Realtek HD Audio Input"_ ":dshow-size=""""",":sout=#transcodevcodec=DIV3,_ vb=1024,scale=1:duplicatedst=display,_ dst=stdaccess=file,mux=ogg,_ dst=C:\MoBotRecord.ogg"),VLCPlayListAppendAndGo, -1
adev (audio device), diisi dengan audio card komputer yang bersangkutan.
Kekurangannya plugin ini untuk record adalah vcodec (video codec) harus
dalam bentuk DIV3 dan format data hasil rekamnya harus dalam bentuk ogg.
dst (destination), lokasi tujuan (hard drive) tempat menyimpan data hasil
rekam.
Gambar di bawah ini merupakan diagram aplikasi client pada streaming video dan
pada gambar 3.14 dilejaskan diagram alir data pada bagian streaming video.
BAB III RANCANGAN SISTEM TELEOPERASI
SISTEM TELEOPERASI | 32
Gambar 3.13 Diagram alir aplikasi pada client
Gambar 3.14 Data Flow Diagram Level 1 proses 2