Pengetahuan Dasar pemrograman Jaringan (Network) dan Ethernet Library pada Arduino

Sebelum ada arduino untuk pemrograman jaringan pada microcontroller dirasa cukup sulit tapi dengan adanya arduino dgn kelengkapan ethernet librarynya pemrograman jaringan menjadi lebih mudah. Bahkan orang yg awam microcontroller pun bisa mempelajarinya dgn lebih cepat. Untuk pembahasan tema artikel ini anda sebaiknya mengetahui dasar dasar jaringan komputer dan dasar pengetahuan pemrograman jaringan. Untuk dasar pemrograman jaringan anda bisa baca di sini.  Sedangkan untuk dasar dasar jaringan komputer sudah cukup banyak yg mengulasnya di internet.
Library Ethernet arduino menyediakan berbagai fungsi/method dan beberapa protokol (HTTP,TCP,UDP ) yang memungkinkan program sketch menjadikan arduino sbg client atau server.
Beberapa cara komunikasi Arduino pada jaringan ethernet
* arduino dijadikan sebagai  web server
* arduino dijadikan sebagai client web server ( berfungsi spt google crome ,IE atau mozilla)
* Client – server dgn protokol TCP , arduino bisa diset  sebagai client atau servernya
* Client – server dgn protokol UDP , arduino bisa diset  sebagai client atau servernya
Yang dimaksud Client atau server adalah aplikasi/software adapun bentuk fisiknya bisa bermacam macam bisa PC, mainframe, laptop, microcontroller, dll.
Server bersifat pasif/melayani , ia menunggu permintaan dari client. Misalnya Pada web server , ia akan menunggu request/permintaan dari web client. Ketika kita ketik www.example.com pada web client(browser) sebenarnya yg terjadi adalah permintaan web client kepada web server dg domain example.com untuk mengirim halaman index.html, lalu oleh web client ditampilkan dlm bentuk halaman visual yg bisa kita lihat bukan kode htmlnya.
Perlu diketahuai setiap kita mengetik namadomain.com pada web client sebenarnya yg dikirim ke server adalah namadomain.com/index.html . Permintaan untuk menampilkan halaman utama karena halaman utama biasanya adalah index.html , index.htm, index.php atau index.asp.
Kalau ga percaya coba anda ketik fimadani.com dan fimadani.com/index.php hasilnya akan sama.
Berikut ini HTTP transaction yaitu proses request sebuah  web client dan respon sebuah web server, web Client meminta halaman index.html dari web server www.example.com

Gambar 1. HTTP transaction
Untuk pengontrolan atau pengambilan data melalui jaringan ethernet yg paling mudah adalah Arduino kita jadikan sebagai web server dan kita bisa meminta atau mengeset data lewat web client .
Arduino ethernet (atau Arduino dgn ethernet shield ) sebagai Web Server
Pada percoban ini Pc akan menghubungi alamat web server arduino yg telah di set menggunakan web client spt google crome , mozilla atau IE.Header Respon dari web server dari arduino yg akan kita buat seperlunya saja yaitu “HTTP/1.1 200 OK Content-type:text/html;” diikuti oleh kode Html yg akan dikirim ke client.
Struktur kode HTML

Gambar 2. Arduino sebagai web server
Arduino Sebagai Web Client (berfungsi spt Mozilla , IE atau google crome)
Pada mencoba komunikasi ini kita perlu web server yg telah terinstall di PC , anda bisa menginstall apache web server yg bisa didapat diinternet secara gratis.

Gambar 3. Arduino sebagai web client
Arduino sebagai Client server TCP dan UDP menggunakan Socket Programming

Gambar 4. a) client-server arduino dgn PC b) client-server arduino dgn arduino

Arduino Ethernet Library
Berikut ini daftar Class class yang tersedia pada Ethernet Library beserta fungsi/methodnya yang akan kita gunakan dalam pemrograman jaringan arduino :

Class Ethernet

class Ethernet digunakan untuk inisialisasi ethernet library dan setting network . fungsi/method class ini antara lain

Ethernet.begin() digunakan untuk inisialisasi ethernet dan setting jaringan . method ini mempunyai beberapa method overloading antara lain:

Ethernet.begin(mac) , untuk fungsi yg ini alamat ip nya ditentukan otomatis (oleh DHCP).
Ethernet.begin(mac, ip)
Ethernet.begin(mac, ip, dns)
Ethernet.begin(mac, ip, dns, gateway)
Ethernet.begin(mac, ip, dns, gateway, subnet)
Parameter
- mac: MAC (Media access control) adalah alamat untuk tiap perangkat ethernet , mac terdiri dari 6 bytes. ini adalah alamat hardware Ethernet . Pada Arduino Ethernet Shields yg terbaru no MAC tertulis di stiker . Untuk perangkat arduino ethernet yg model lama,kita memilih sendiri alamat MAC nya.
– ip: alamat IP perangkat (4 byte)
– dns: alamat IP server DNS (4 byte).
– Gateway: alamat IP gateway jaringan ( 4 byte).
– subnet: subnet mask dari jaringan ( 4 byte). opsional: default 255.255.255.0
Return value
Jika kita menggunakan DHCP untuk menentukan alamat IP maka fungsi yg digunakan adalah Ethernet.begin (mac), yg mempunyai return value int: 1 pada saat koneksi DHCP berhasil dan 0 pada jika gagal. fungsi/method selain Ethernet.begin (mac) tidak punya retun value .
Contoh
byte mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };
byte ip[] = { 10, 0, 0, 177 };
Ethernet.begin(mac, ip);
baik mac atau ip adress ditulis dgn koma karena disimpan kedalam array

Ethernet.localIP : fungsi ini untuk mendapatkan alamat IP dari Ethernet . Berguna bila alamat ip otomatis ditetapkan melalui DHCP

Class IPAddress

Class IPAddress digunakan oleh IP adress lokal dan IP address remote host.

IPAddress() : mendefinisikan alamat IP local host maupun remote host

Class EthernetServer

Class ini digunakan untuk membuat arduino sebagai server yg menunggu permintaan dari client. Class Server adalah base class untuk class Ethernetserver . Base class tidak dipanggil langsung, tetapi dipanggil setiap kali Anda menggunakan fungsi dari class turunannya yaitu EthernetServer() class ini digunakan untuk membuat sebuah objek server yang menunggu koneksi masuk pada port tertentu. Fungsi/method class ini antara lain:

begin() : Memberitahu server untuk mulai mendengarkan koneksi masuk.

available() : Untuk mengecek apakah ada client yang terhubung ke server dan memiliki data yang tersedia untuk dibaca. return value fungsi ini adalah sebuah objek client.

write() : mengirim data byte ke client yg terhubung ke server.

print() : mengirim dataASCII ke client yg terhubung ke server.

println() : mengirim data ASCII ke client yg terhubung dan menambahkan code CR ,LF dibelakangnya.

Class EthernetClient

class Client ini digunakan untuk membuat arduino sebagai client yg dpt menghubungi server . Class Client tdk digunakan secara langsung tetapi sebagai base class dari class EthernetClient , class ini yg akan kita gunakan fungsi/method nya antara lain:

if (EthernetClient) : Mengindikasikan jika client Ethernet yang ditentukan sudah siap.

connected() : Untuk mengecek apakah client terhubung atau tidak. Perhatikan bahwa client dianggap terhubung jika sambungan telah ditutup namun masih ada data yang belum dibaca.

connect() : Menghubungkan ke alamat IP tertentu dan port. return value menunjukkan keberhasilan atau kegagalan koneksi. fungsi ini mendukung DNS lookups bila menggunakan nama domain.

write() : mengirim data ke server dari client yg terkoneksi. Data ini dikirim sebagai byte atau serangkaian byte.

print() : mengirim data ke server dari client yg terkoneksi. Data ini dikirim sebagai code ASCII.

println() :mengirim data ke server dari client yg terkoneksi. Data ini dikirim sebagai code ASCII + CR LF (kode enter)

available() :Return value nya adalah jumlah byte yang tersedia untuk dibaca (yaitu jumlah data yang telah diterima client dari server yang terhubung). available() turunan dari class utilitas Stream.

read() : Baca byte berikutnya yang diterima client yg terkoneksi ke server

flush() : Buang setiap byte yang telah ditulis untuk client tetapi belum dibaca.

stop() : putuskan koneksi ke server.

Class EthernetUDP

class ini digunakan untuk membuat pengiriman pesan pd client-server dengan protokol UDP. fungsi/method class ini :

begin() : untuk inisialisasi libarary ethernet UDP dan penyetingan jaringan

read() : Membaca data UDP dari buffer yg telh ditentukan.
Jika tidak ada argumen yang diberikan, return valuenya adalah karakter berikutnya dalam buffer.
Fungsi ini hanya dapat berhasil setelah pemanggilan fungsi UDP.parsePacket ().

write() : Mengirim data UDP ke koneksi remote. data harus diawali beginPacket () dan diakhiri oleh endPacket (). beginPacket () menginisialisasi paket data, data tidak dikirim sampai endPacket () dipanggil

beginPacket() : Mulai koneksi untuk mengirim data UDP ke koneksi remote

endPacket() : fungsi ini dipanggil setelah mengirim data UDP ke koneksi remote.

parsePacket() : Cek keberadaan paket UDP, dan return value nya panjang data UDP yg diterima. parsePacket () harus dipanggil sebelum membaca buffer.

available() : untuk mendapatkan jumlah byte (karakter) yg tersedia dibuffer untuk dibaca.
Fungsi ini hanya dapat berhasil setelah fungsi UDP.parsePacket() dipanggil.

stop() : memutuskan koneksi ke server. Lepaskan semua sumber daya yang digunakan selama sesi UDP.

remoteIP() : Mendapatkan alamat IP dari koneksi remote . Fungsi ini harus dipanggil setelah UDP.parsePacket ().

remotePort() : Mendapatkan port koneksi UDP remote host. Fungsi ini harus dipanggil setelah UDP.parsePacket ().

Contoh-1
Program sketch arduino sebagai web server
Pada percobaan ini kita akan menampilkan “hello ini web arduino” di web client ketika web browser mengarah ke web server arduino .
Kode HTML yg akan dikirm oleh arduino sebagai respon dari web client adalah sbb:
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/html
Refresh: 5
<!DOCTYPE HTML>”);
<html>
<body>
hello ini dari web server arduino
<body>
</html>
Program sketch agar arduino menjadi web server dan mengirim balasan HTML diatas adalah sbb

#include <SPI.h>

#include <Ethernet.h>

byte alamat_mac[] = { 0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress alamat_ip_webserver(192,168,1,177);

EthernetServer webservercoba(80);

void setup() {

 Ethernet.begin(alamat_mac, alamat_ip_webserver);

 webservercoba.begin();

 }

void loop() {

 // listen for incoming clients

 EthernetClient client = webservercoba.available();

 if (client) {

 // an http request ends with a blank line

 boolean currentLineIsBlank = true;

 while (client.connected()) {

 if (client.available()) {

 char c = client.read();

 if (c == '\n' && currentLineIsBlank) {

 // send a standard http response

 client.println("HTTP/1.1 200 OK");

 client.println("Content-Type: text/html");

 client.println("Connection: close"); // the connection will be closed after completion of the response

 client.println("Refresh: 5"); // refresh the page automatically every 5 sec

 client.println();

 client.println("<!DOCTYPE HTML>");

 client.println("<html>");

 client.println("<body>");

 client.println("hello ini dari web server arduino");

 client.println("</body>");

 client.println("</html>");

 break;

 }

 if (c == '\n') {

 // you're starting a new line

 currentLineIsBlank = true;

 }

 else if (c != '\r') {

 // you've gotten a character on the current line

 currentLineIsBlank = false;

 }

 }

 }

 // give the web browser time to receive the data

 delay(1);

 // close the connection:

 client.stop();

 }

}

setelah anda compile dan diupload ke arduino board lalu hubungkan arduino ke PC dengan kable UTP. buka web browser anda misal google crome ketik alamat ip dari web server arduino maka akan muncul sbb

Membaca dan menampilkan data ADC (analog) dari arduino
ganti code diantara <body> dan </body> diatas

client.println("<body>");
client.println("hello ini dari web server arduino");
client.println("</body>");

menjadi

client.println("<body>");
int dataanalog = analogRead(1);
client.print("nilai analog input chanel 1 = ")
client.print(dataanalog);
client.println("</body>");

Contoh 2
TCP Chat Client server

#include <SPI.h>;

#include <Ethernet.h>;

byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress ip(192,168,1, 177);

//server menggunakan port 5000 (client juga harus menggunakan port yg sama)

EthernetServer server(5000);

boolean alreadyConnected = false; // apakah sudah terkoneksi sebelumnya

void setup()

  {

  // inisialisasi ethernet device

  Ethernet.begin(mac, ip);

   // listen untuk client yg datang

   server.begin();

   }

void loop()

   {

   // tunggu client datang

   EthernetClient client = server.available();

   if (client) // jika ada client menghubungi

   {

    if (!alreadyConnected)

     {

    // kosongkan input buffer:

    client.flush();

    client.println("Hello client, sy server"); //kirim ke client

    alreadyConnected = true;

      }

   if (client.available() &gt; 0)

   {

   char thisChar = client.read();     //baca byte dari client:

     server.write(thisChar);          //kirim kembali ke client:

    }

  }

}

Contoh 3 . Client TCP

#include <SPI.h>

#include <Ethernet.h>

byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress ip(192,168,1,150);

// IP address server

IPAddress server(192,168,1,177); 

// inisialisasi Ethernet client

EthernetClient client;

void setup()

{

  // start the Ethernet connection:

  Ethernet.begin(mac, ip);

 if(client.connect(server, 5000));

 {

    //do nothing:

 }

}

void loop()

{

      // if there are incoming bytes available 

     if (client.available())

     {

    char c = client.read();

    }

  // as long as there are bytes in the serial queue,

  // read them and send them out the socket if it's open:

    if (client.connected())

      {

      client.print("tes");

      }

  // if the server's disconnected, stop the client:

  if (!client.connected())

       {

     client.stop();

      // do nothing:

       while(true);

      }

}

Contoh 4. clien server dgn protokol UDP .

UDP

Pada komunikasi dgn protokol UDP antara client dan server tak perlu ada koneksi pendahuluan spt TCP , client bisa langsung kirim data ke server atau sebaliknya . tetapi kelemahannya data tidak dijamin sampai atau data bisa error atau double. Sehingga UDP tdk cocok untuk pengontrolan tapi mungkin cocok untuk sebuah server yg mengirim data yg sifatnya sebagai informasi saja ke banyak client.

include <SPI.h>

#include <Ethernet.h>

#include <EthernetUdp.h>         

byte mac[] = {0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xFE, 0xED };

IPAddress ip(192, 168, 1, 177);

unsigned int localPort = 8888;      // local port to listen on

// buffers for receiving and sending data

char packetBuffer[UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE]; //buffer to hold incoming packet,

char  ReplyBuffer[] = "ack";       // a string to send back

// An EthernetUDP instance to let us send and receive packets over UDP

EthernetUDP Udp;

void setup() {

  // start the Ethernet and UDP:

  Ethernet.begin(mac,ip);

  Udp.begin(localPort);

}

void loop() {

  // if there's data available, read a packet

  int packetSize = Udp.parsePacket();

  if(packetSize)

  {

    IPAddress remote = Udp.remoteIP();

    // read the packet into packetBufffer

    Udp.read(packetBuffer,UDP_TX_PACKET_MAX_SIZE);

    // send a reply, to the IP address and port that sent us the packet we received

    Udp.beginPacket(Udp.remoteIP(), Udp.remotePort());

    Udp.write(ReplyBuffer);

    Udp.endPacket();

  }

  delay(10);

}

KEBO KENONGO MURID SYEH SITI JENAR

Senin, 19 Januari 2015

Ethernet Library pada Arduino

Pengetahuan Dasar pemrograman Jaringan (Network) dan Ethernet Library pada Arduino

Class Ethernet

Class IPAddress

Class EthernetServer

Class EthernetClient

Class EthernetUDP

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

CEK CEK DAN CEK

LINK SOAL SMK AL FURQON

UPDATE

Cari Blog Ini