Embedded System
Banyak yang belum mengenal ataupun mengetahui mengenai embedded system (sistem tertanam). Padahal hampir setiap hari kita menemukan bahkan menggunakan embedded system ini. Berbagai aplikasi elektronik, seperti jam digital, MP3 player, lampu lalu lintas, dan AC merupakan contoh alat-alat yang di dalamnya sudah ditanamkan embedded system. Embedded system tidak hanya dapat digunakan dalam dunia IT, tetapi dapat diimplemetasikan juga di dunia otomotif, atau bahkan kedokteran. Pada bab ini akan dijelaskan mengenai apa itu embedded system dan penggunaan salah satu aplikasinya, yaitu Arduino IDE.
A.Mengenal Embedded System
Embedded system hampir sama dengan CPU, vairu layaknya sebuah prosesor yang mengatur kerja dari sebuah komputer.
Embedded tem merupakan sistem komputer yang dan dibuat dengan tujuan dan fungsi tertentu secara spesifik Embedded system terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras dalam embedded system meliputi mikroprosesor atau mikrokontroler dengan penambahan memori eksternal, 1/0, dan komponen lainnya seperti sensor, keypad, LED, dan LCD. Adapun, perangkat lunak embedded berfungsi sebagai penggerak pada embedded system. didesain
Sebagian besar perangkat lunak pada embedded system in didukung oleh Real Time Operating System (RTOS). Real Time Operating System (RTOS) merupakan sistem operasi multitasking yang diperuntukkan dan dikhususkan untuk aplikasi realtime Perangkat lunak embedded biasanya disebut firmware karena perangkat lunak tipe ini dapat dimuat ke ROM, EPROM atau Memory Flash. Sekali program dimasukkan ke dalam perangkat keras maka program tersebut tidak akan pernah berubah kecuali jika di program ulang.
Embedded system pada kartu plugin dengan processor, memori, power supply, dan antarmuka eksternal.
Embedded system biasanya ditanamkan pada perangkat yang lebih besar yang didalamnya terdapat perangkat keras dan berbagai peralatan mekanik. Berbeda dengan komputer, embedded system dikhususkan untuk melakukan fungsi dan tugas yang spesifik. Saat ini sudah banyak teknologi yang telah ditanamkan embedded system ini contohnya pada kamera digital. Embedded system diimplementasikan pada kamera digital agar dapat melakukan fitur autofocus.Untuk mengetahui perbedaan embedded system dengan sistem lain, berikut merupakan ciri-ciri dari embedded system.
1. Mempunyai computing power (dilengkapi dengan sebuah processor).
2. Bekerja di lingkungan luar ruangan IT (tidak dilengkapi dengan AC dan mendapatkan gangguan seperti getaran dan debu).
3. Memiliki tugas yang spesifik.
Pemakaian embedded system dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemukan pada aplikasi-aplikasi berikut.
1. Automatic Teller Machine (ATM)
2. Peralatan jaringan komputer, termasuk Router, Timeserver dan Firewall
3. Printer komputer
4. Mesin fotokopi
5. Telepon genggam
6. Penyimpanan Hard Disk
7. Engine Controllers dan Antilock Brake Controller pada mobil
8. Pengontrolan pabrik
9. Komputer transaksi di jalan tol 10. Peralatan Smart Electronic yang terpasang di dalam mobil Sistem kerja dari embedded system adalah sebagai berikut.
1. Input analog/digital yang dilakukan oleh pengguna . Contohnya adalah melalui saklar tombol, keypad, sensor, dan layar sentuh.
2. Memproses input yang telah diberikan. Pemrosesan dapat berupa perhitungan atau konversi. Misalnya, ADC (pengonversi analog ke digital) mengubah input analog sensor ke output digital.
3. Memberikan hasilnya melalui perangkat output. Contohnya adalah motor, LCD, dan layar sentuh.
1. Kategori Embedded System
Embedded system dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsi dan kinerjanya, yaitu sebagai berikut.
Jenis-Jenis Embedded System
Berdasarkan kinerja dan Aungsinya
a. Embedded system stand alone (berdiri sendiri) Embedded system stand alone merupakan embedded system yang dapat bekerja sendiri. Embedded system ini dapat menerima input digital atau analog, melakukan kalibrasi, konversi, pemrosesan data, serta menghasilkan output data misalnya melalui tampilan LCD. Contoh alat dengan embedded system yang dapat berdiri sendiri adalah konsol video game, MP3 player, dan kamera digital.
b. Embedded system real-time
Tipe dan Jenis-jenis Embedded system
Sistem yang dapat dikatakan embedded system real-time adalah jika memiliki waktu respon yang cepat. Beberapa tugas tertentu harus dilakukan dalam periode waktu yang spesifik sehingga waktu respon ini merupakan hal yang sangat penting. Terdapat 2 jenis dalam embedded system real time ini, yaitu sebagai berikut.
1) Embedded system hard real-time
Hal yang perlu diperhatikan dalam embedded system hard real- time adalah jika pengerjaan operasinya melebihi waktu yang ditentukan, maka dapat menyebabkan terjadinya kegagalan yang fatal dan kerusakan pada alat. Batas waktu respon sistem ini yaitu dalam millisecond atau bahkan bisa lebih singkat lagi. Contohnya adalah pada embedded system kontrol rudal (peluru kendali). Jika penyelesaian operasinya tidak sesuai waktu, maka dapat menyebabkan bencana.contohIain implementasi embedded ratem huil real-time adalah pada sistem kontrol kantong udara pada mobil. Jika penyelesaian operasi pada sistem ini tidak sesuai, maka dapat mengancam keselamatan pengendara mobil karena kecelakaan dapat regadi dalam waktu yang sangat singkat. Embedded system harus dapat bekerja dengan batas waktu yang sangat tepar Oleh karena iru, pemilihan chip dan RTOS sangatlah penting pada embedded system hard real-time ini.
2) Embedded system soft
Pada beberapa embedded system, keterlambatan waktu respon dapat ditoleransi pada batas tertentu. Embedded syste tersebut termasuk ke dalam kategori embedded system soft real masih tetap dapar time. Pelanggaran batas waktu tersebut dapat menyebabkan kinerja sistem menurun, namun beroperasi. Contoh alat pada embedded system kategori in adalah microwave dan mesin cuci. Walaupun ada batas waktu untuk setiap operasinya, namun keterlambatan yang dapat ditoleransi adalah dalam hitungan detik, bukan millisecond
Embedded sistem pertama kali dibuat oleh Charles Stark Droper di sebuah laboratarium NIT dengan Appolo Guidance Computer. Pada tahun 1961, Autonetics D-17 Guidance merupakan embedded system pertama yang diproduksi secara nasal
C.Networked embedded systems Networked embedded system digunakan untuk menghubungkan jaringan ke sumber akses. Jaringan yang dihubungkan dapat melalui jaringan Local Area Network (LAN), Wide Area Network (WAN) atau internet. Media transmisinya dapat menggunakan kabel atau nirkabel. Contoh dari LAN networked embedded system adalah pada sistem pengamanan rumah di mana semua sensor (misalnya pendeteksi gerak, sensor tekanan, sensor cahaya, dan sensor asap) terhubung melalui kabel dan dijalankan dengan protokol TCP/IP. Sistem pengamanan rumah dapat diintegrasikan dengan tambahan jaringan kamera yang dijalankan dengan protokol HTTP. Subsistem dari embedded system jaringan ini dapat bekerja dengan real-time ataupun non real-time. Pada sistem real-time, embedded system dapat berdiri sendiri ataupun terhubung dengan jaringan.
2. Aspek-Aspek Penting dalam Embedded System
Berikut ini merupakan aspek-aspek penting yang membedakan embedded system dengan sistem lain, di antaranya adalah sebagai berikut.
A.Biaya
Komponen yang optimal meginkan kimplementa istem dengan biaya yang serendahesh Hal dachabkan karena perbedaan harga seda se depot ang berpengaruh pada embedded miks para a fas dalam jumlah yang besat
b. Batasan waktu
Pada umumnys embedded stemmerpakan malim Realtime estem vairo sistem yang prosess terbatas oleh b waken (time limit). Sistem-sistem ini umumnya merupakan sitem yang digunakan untuk keperluan yang krinkal dans harus selalu aktif. Embedded system harus dagar menangini masalah jika suatu saat seal-time system mengalami serangan Denial of Service (DoS) yang membuatnya menjadi lambar sehingga batas waktunya tidak lagi terpenuhi.
Interaksi langsung dengan dunia nyata Embedded system control application pada umumnya berhubungan langsung dengan dunia nyata. Oleh karena itu, jika terjadi Days lately kesalahan atau kerusakan pada embedded system ini akan ber dampak lebih besar dibandingkan dengan sistem komputer biasa.
d. Batasan energi
Banyak embedded system yang mengambil daya dan energinya dari baterai. Maka, serangan atau gangguan pun dapat terjadi pada embedded system melalui power supply.
e. Elektronika
Karena embedded system merupakan sistem yang sangat erat kaitannya dengan elektronika, maka serangan-serangan atau gangguan juga mungkin didapatkan secara elektrik. Misalnya analisis dengan multimeter dan logic analyzer. Walaupun sistem komputer lain pada dasarnya juga merupakan alat elektronik, tetapi kemungkinan serangan dan gangguan pada embedded system bisa lebih besar terjadi.
B.Mikrokontroler
Mikrokontroler adalah sebuah komputer kecil dalam satu sirkuit yang berisi inti prosesor, memori, dan input/output. Mikrokontroler tidak ditanamkan dalam komputer, karenaMikrokontroler ini berukuran lebih kecil karena menyesuaikan dengan embedded system yang tidak butuhkan kapasitas dan address bus yang terlalu besar. Mikrokontroler juga banyak dipasang ke barang-barang eletronik karena harganya yang terjangkau.
C.ARDUINO
Arduino
Arduino adalah papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel. Arduino dikembangkan oleh Mazimo Banzi dan rekan- rekannya dengan tujuan untuk memudahkan dalam mengakses teknologi elektronika khusunya mikrokontrolerArduino diharapkan menjadi alat yang memudahkan para
individu kreatif untuk merealisasikan ide yang ada tanpa harus terhalangi oleh beban teknis.
Beberapa fitur yang dimiliki oleh Arduino adalah sebagai berikut.
1.Multiplatform environment. Arduino IDE (Integrated Environment Development) dapat berjalan pada berbagai macam sistem operasi (Windows, Linux, dan Macintosh). 2. Software Arduino IDE memiliki tampilan dan fungsi yang bersifat intuitif dan mudah digunakan.
3. Open source baik pada perangkat keras maupun perangkat lunak.
4. Investasi yang lebih murah (dilihat dari segi biaya dan waktu pengembangan).
5. Sumber informasi dapat dicari dimana pun karena banyak forum dan artikel yang telah membahas mengenai Sebelum membu penggunaan Arduino.
6. Arduino cocok digunakan untuk pemula yang ingin memasuki dunia mikrokontroler.
1. Hardware Arduino
Hardware Arduino dibagi menjadi dua bagian, yaitu modul Arduino dan modul shield. Modul Arduino merupakan modul mikrokontroler yang digunakan sebagai pengendali. Adapun modul shield merupakan modul tambahan (add- on) yang fungsinya bermacam-macam seperti sensor, motor driver, LED display, LCD, GPS, dan ethernet.
Kelebihan dari Arduino terletak pada konsep shield. Jika pada umumnya koneksi antara modul mikrokontroler dengan modul sensor dilakukan menggunakan kabel, maka pada Arduino ini koneksi dapat dilakukan hanya dengan memasang modul shield di atas modul Aduino. Hal tersebut membuat Arduino menjadi lebih praktis.
