03/11/2022 – Elektrologi

Contoh Cyber Physical System

Contoh Aplikasi Cyber Physical System (CPS) di berbagai bidang adalah sebagai berikut:

Bidang Manufakturing dan Produksi meliputi bidang manufaktur yang lincah, konektivitas pada jalur pasokan

Aplikasi CPS pada manufaktur dan produksi:

Intelligent controls: Kendali cerdas
Otomasi proses dan perakitan
Robot yang dapat bekerja secara aman dengan manusia

Bidang transportasi dan pergerakan meliputi kendaraan otonom dan kendaraan cerdas, baik di darat, udara, perairan dan angkasa luar; Komunikasi antar kendaraan dan kendaraan ke infrastruktur transportasi.

Sistem kendaraan dengan ‘drive by wire’, artinya kendali pada kendaraan tidak langsung oleh manusia namun dibantu dengan perangkat komputer
mobil dengan kecerdasan
Sistem kendali lalu lintas yang interaktif
Sistem transportasi udara generasi selanjutnya

Energi meliputi sistem kelistrikan, sumber energi terbarukan, produksi minyak dan gas

Jaringan listrik cerdas
Sistem pengisian listrik pada kendaraan
Jaringan distribusi minyak dan gas dengan kecerdasan

Infrastruktur sipil meliputi jembatan, bendungan, pengolahan air bersih dan air limbah

Monitoring secara aktif dan sistem kendali , misal pada jembatan dan bendungan
Jaringan air dan limbah dengan kecerdasan

Kesehatan meliputi perangkat kesehatan, perangkat kesehatan pribadi, diagnosa penyakit dan pencegahan penyakit.

Aplikasi CPS pada bidang kesehatan:

Jaringan komunikasi personal (untuk alat kesehatan pada seseorang)
Sistem untuk membantu kesehatan
Sensor yang dapat dikenakan pada manusia dan perangkat yang dipasang di dalam tubuh

Bangunan dan Struktur meliputi bandungan perumahan dan komersil dengan performansi tinggi

Aplikasi CPS pada bangunan dan struktur:

Pengendalian seluruh aspek pada bangunan
Perangkat HVAC cerdas
Sistem otomasi bangunan
Perabot dan perangkat rumah/kantor yang tersambung ke jaringan

Pertahanan dan Keamanan meliputi perangkat tentara, persenjataan, perangkat logistik, sensor otonom bawah air

Aplikasi CPS pada pertahanan & keamanan:

senjata cerdas, dalam arti berpandu dan presisi
perangkat komputasi dan sensor yang dapat dikenakan oleh prajurit
Kendaraan cerdas tidak berawak
Rantai pasokan dan logistik

Keadaan Darurat meliputi perangkat bagi responden pertama, perangkat komunikasi , perangkat pemadam api.

Aplikasi CPS pada keadaan darurat meliputi:

sistem deteksi dan pemantauan
jaringan komunikasi yang tahan gangguan
sistem responden yang terintegrasi

Referensi

Perbedaan Arduino dan Programmable Logic Controller (PLC)

Arduino adalah kerangka kerja untuk membuat sistem elektronik open-source yang meliputi sejumlah perangkat keras dan perangkat lunak. Sebagian perangkat keras Arduino menggunakan prosesor/mikrokontroler dari keluarga ATmega. Perangkat keras yang kompatibel dengan Arduino meliputi modul mikrokontroler buatan Arduino serta berbagai modul mikrokontroler lain yang sudah dibuat librarynya supaya kompatibel dengan Arduino. Bahasa pemrograman yang dipakai untuk mengembangkan aplikasi pada Arduino adalah C/C++.

PLC atau Programmable Logic Controller atau terjemahannya “pengontrol yang dapat diprogram” adalah komputer untuk keperluan industri yang telah dibuat kokoh dan disesuaikan untuk mengontrol proses manufaktur di pabrik, seperti jalur perakitan, mesin-mesin pabrik, perangkat robot, atau aktivitas apa pun yang memerlukan keandalan tinggi, kemudahan pemrograman, dan diagnosa jika ada kesalahan proses.

Tabel Perbedaan Arduino dan Programmable Logic Controller

Aspek	Arduino	PLC
Keandalan	tergantung implementasi hardware & software	tinggi sesuai standar industri NEMA/IEC dan sebagainya
Ukuran	relatif kecil	relatif besar
Aplikasi	bebas, fleksibel	industri, otomasi
Bahasa pemrograman	Relatif rendah: C dan C++	Relatif tinggi, seperti: Ladder Diagram Instruction List Structured Text Function Block Diagram Sequential Function Chart
Skalabilitas	Untuk sistem yang besar, perlu proses rekayasa yang cukup kompleks.	mudah untuk dikembangkan, modul-modul sudah tersedia
Real Time	Perlu rekayasa di antaranya dengan menggunakan sistem operasi real time (RTOS)	sudah dirancang real-time
Mikrokontroler	menggunakan berbagai macam mikrokontroler yang berpengaruh terhadap proses rekayasa sistem.	Secara internal menggunakan mikrokontroler / mikroprosesor, namun pemakai tidak dipusingkan oleh jenis mikrokontroler yang dipakai.
Fleksibilitas	Sangat fleksibel tergantung kreatifitas perekayasa / pembuat	konfigurasi sesuai dengan modul yang tersedia dari pabrikan
Komputasi	fleksibel tergantung jenis mikrokontroler yang dipakai	relatif lambat
Biaya	murah untuk sistem yang sederhana	harga lebih mahal terutama untuk sistem yang sederhana
Bentuk & Ukuran	bentuk bebas, karena Arduino hanya mikrokontrolernya saja	Bentuk sudah tertentu, karena umumnya untuk dipasang di rak dengan standar ukuran tertentu
Arsitektur software	semua periferal dan memori pada Arduino dapat diatur secara bebas. Arsitektur software bebas.	sudah tertentu

Referensi

Programmable Logic Controller
https://www.dosupply.com/tech/2021/04/30/what-should-i-use-plc-vs-arduino/

Perbedaan Arduino dan NodeMCU

NodeMCU adalah kerangka pengembangan IoT open source berbiaya murah. Perangkat NodeMCU meliputi firmware NodeMCU dan perangkat keras berbasis ESP32 dan ESP8266 yang kompatibel. Bahasa pemrograman yang dipakai untuk mengembangkan aplikasi pada NodeMCU adalah Lua

Pada awalnya yang disebut NodeMCU adalah software (firmware) tertentu yang dijalankan pada modul ESP8266 dan modul ESP-12. Saat ini NodeMCU juga dapat dijalankan di ESP32.

Hardware NodeMCU

Hardware NodeMCU ada yang berbasis ESP8266 dan ESP32.

NodeMCU berbasis ESP32 biasanya menggunakan board DevkitC

Referensi

https://en.wikipedia.org/wiki/NodeMCU

Perbedaan Arduino dan Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah komputer kecil pada suatu keping rangkaian integrasi (integrated circuit/IC) terpadu. Pada mikrokontrole sudah ada CPU (Central Processing Unit) , memori dan periferal. Mikrokontroler umumnya dirancang untuk aplikasi yang tertanam di perangkat lain, atau dikenal dengan istilah ‘embedded system’.

Perangkat keras Arduino menggunakan mikrokontroler, namun tidak semua mikrokontroler adalah bagian dari Arduino

Berikut ini contoh mikrokontroler ATmega8535 yang tidak termasuk Arduino.

Perangkat Keras Arduino

Berikut ini contoh perangkat keras Arduino yang menggunakan mikrokontroler dari keluarga ATmega

Nama	Prosesor
Arduino Nano Every	ATmega4809
Arduino Nano	ATmega328
Arduino UNO	ATmega328
Arduino Mega 2560	ATmega2560
Arduino Leonardo	ATmega32u4

Berikut ini contoh perangkat keras Arduino yang tidak menggunakan mikrokontroler ATmega.

Nama	Prosesor
Arduino Nano 33 IoT	SAMD21 Cortex®-M0+ 32bit low power ARM MCU
Arduino Nano RP2040 Connect	Raspberry Pi® RP2040
Arduino Nano 33 BLE Sense	nRF52840

Berikut ini contoh mikrokontroler yang tidak termasuk pada sistem Arduino:

ATmega8535
ATmega8
ATmega16
ATmega32

Mikrokontroler Secara Umum

Mikrokontroler adalah komputer kecil pada suatu keping rangkaian integrasi (integrated circuit/IC) terpadu. Pada mikrokontrole sudah ada CPU (Central Processing Unit) , memori dan periferal. Mikrokontroler umumnya dirancang untuk aplikasi yang tertanam di perangkat lain, atau dikenal dengan istilah ‘embedded system’.

Pada masa lalu, mikrokontroler umumnya dibuat dalam 1 keping chip. Pada saat ini mulai dikenal konsep SoC (System on a Chip). SoC ini menggabungkan keping silikon berisi mikrokontroler dengan komponen-komponen lain yang lebih kompleks, misalnya GPU (Graphical Processing Unit) ataupun antarmuka WiFi.

Mikrokontroler digunakan dalam berbagai produk dan perangkat yang dikontrol secara otomatis, seperti sistem kontrol mesin mobil, perangkat medis, remote control, mesin kantor, alat rumah tangga, perkakas listrik, mainan, dan sistem tertanam (embedded) lainnya. Desain dengan mikrokontroler lebih ekonomis daripada mikroprosesor karena pada mikrokontroler memori dan perangkat input/output dapat digabung dalam 1 chip, sedangkan pada mikroprosesor memori dan perangkat input/output harus ditambahkan pada chip terpisah.

Mikrokontroler ada murni digital, ada juga yang campuran antara sinyal digital dan analog. Dalam konteks internet of things (IoT), mikrokontroler adalah teknik pengumpulan data yang ekonomis dan populer, mengukur dan mengendalikan dunia fisik sebagai perangkat ‘komputasi tepi’. Kontras dari ‘komputasi tepi’ adalah ‘komputasi awan’ atau ‘cloud computing’, di mana data & informasi dikumpulkan secara terpusat untuk kemudian semua data diolah secara terpusat.