[ Node - RED ] Menghubungkan Relay Modbus Ke Dalam Node-Red Web UI

 

Untuk melanjutkan praktek berikut ini, disarankan terlebih dahulu membaca penjelasan mengenai Relay Modbus 4 channel disini dan persiapkan bahan-bahan nya yang masih sama. Kali ini akan saya jelaskan langkah menghubungkan Modul Relay Modbus-Rs485 ke node red, sehingga untuk pembaca yang belum mengenal node red dapat memulai perkenalannya dari tulisan saya sebelumnya disini.

Pada beberapa tulisan node-red sebelumnya saya hampir selalu menggunakan perangkat input / sensor modbus sehingga hanya terbatas pada function modbus 01, 03 dan 04 (read coil, input and read register) seperti pada praktek pembacaan pzem disini.  Kali ini saya bahas alat sebagai output yg cocok untuk membahas function 05 (write single coil). Perhatikan perintah serial modbus rtu untuk menghidupkan relay 1 berikut ini ( asumsi id device = 01):

01 05 00 01 FF 00 DD FA

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

05     =  Perintah Kontrol Single Relay/ function 05

00 01  = 2 byte alamat relay 0x0001

FF 00  = 2 byte yang menyatakan logic TRUE 

DD FA  = Checksum / CRC 16 modbus

Sedangkan untuk melepas / open  relay 3 kode modbus rtu nya seperti berikut ini :

01 05 00 03 00 00 3D CA

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

05     =  Perintah Kontrol Single Relay/ function 05

00 03  = 2 byte alamat relay 0x0001

00 00  = 2 byte yang menyatakan logic FALSE

3D CA  = Checksum / CRC 16 modbus

Sedangkan pada node red flow,  palete yg kita pilih adalah Modbus Write :

Penjelasan :

1. Function yang dipilih 05 (Force Single Coil)
2. Alamat dari relay (dimulai dari 0 untuk modul relay rs485 yg dipakai)
3. Komunikasi yang dipakai, seting lanjutannya dibawah ini.

Jadi untuk meng-"CLOSE" dan "OPEN" relay sesuai address nya, maka cukup di inject nilai logika boolean True dan False ke Node Modbus Write.

Dari flow diatas maka ketika tombol inject ditekan akan mengirim logika true dan false langsung ke perangkat relay. Sesimpel itu kok ! Lalu bagaimana jika mengaktifkan dan mematikan semua relay? Kita akan gunakan perintah / function 15 (0F).

01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar modbus adalah seperti berikut:

01     =  Alamat device id slave

0F     =  Perintah Kontrol Multiple Relay/ function 15

00 00  = 2 byte alamat awal relay start 0x0000

00 08  = 2 byte alamat terakhir relay 0x0008 (kenapa 8 ? karena modul yg paling banyak 8 relay)

01     = 1 byte yang akan ditulis ke relay

FF     = 1 byte yang mewakili relay 8 s/d 0  sesuai bit nya, jadi bisa kombinasi bit

BE D5    = checksum

*) Keterangan FF berarti semua relay (8 buah ) mendapat logika 1 ( 1 1 1 1 1 1 1 1 ) alias nyala semua, jadi kalau 00 berarti mati semua relaynya

Pada flow node red kita akan gunakan function 15 dan kita inject berupa array / json yang berisi 8 buah logika true dan false. Contoh flownya bisa dilihat dibawah.

Sehingga akan sangat mudah merubah node inject menjadi node web ui berupa "switch" seperti pada gambar flow dibawah. Namun jika masih awam dengan web UI nya node red bisa membaca disini dan disini.

Outputnya menjadi lumayan menarik, bisa mengontrol modul relay modbus-rs485 melalui web browser.

Read More

[ Node-RED ] Mengenal Function Node - Tools Ampuh Berbasis Java

 

Bagi penggiat IT yang mungkin kebingungan akan logika dari flow dan beragam node yang ada pada platform IOT Node-RED, mungkin pada saat belajar awal perlu berkenalan dengan node yang bernama  : "FUNCTION". Ya gak jauh berbeda dengan function atau sub-routine pada bahasa pemrograman apapun, function akan menyediakan editor script berbasis java yang akan memudahkan mengubah dan mengolah pesan Input Output pada flow yang anda buat.

Namun perlu diperhatikan komunikasi antar node bukan hanya kirim-terima String biasa, namun keseluruhan berpola JSON seperti contoh berikut:

atau kalau saya copy salah satu pesan raw dari salah satu output debug sebuah pesan yg diterima dari response perangkat modbus seperti berikut ini :

{"topic":"polling","payload":[30,0,71],"responseBuffer":{"data":[30,0,71],"buffer":[0,30,0,0,0,71]},"input":{"topic":"polling","from":"Modbus-DHT22","payload":{"unitid":"6","fc":4,"address":"0","quantity":"3","messageId":"6080af997665b3af28e2168f"},"queueLengthByUnitId":{"unitId":6,"queueLength":0},"queueUnitId":6,"unitId":6},"sendingNodeId":"1c4bea20.9b9666","_msgid":"b2c9254b.4553e8"}

Sepanjang itu pesan yg dikirimkan oleh node MODBUS READ ke node Debug yg saya buat. Jadi secara praktisnya saya hanya butuh data pada object bernama "payload" yang berisikan data array :[30,0,71]  . Jadi yg nantinya saya olah adalah data dari 3 isi array itu saja.

Kemudian saya ingin merubah data payload tadi menjadi NUMBER yang akan saya tampilkan pada web UI berupa GAUGE / Meter. Karena memang yang diminta oleh gauge adalah input data berupa  angka maka saya butuh sebuah Function untuk merubahnya.

Penjelasan dari function diatas adalah sebagai berikut :

• Variabel temp mengambil data msg.payload yg dikirimkan oleh node modbus read
• Data array 0 dan 1 dimasukkan ke dalam variabel
• Karena data 0 berupa puluhan dan 1 berupa angka dibelakang koma, butuh melakukan penggabungan dengan jalan mengalikan data 0 / puluhan dengan 100, menambahkan dengan data 1 lalu membagi hasilnya dengan 100
• Hasil suhu yg didapat berupa integer kemudian diubah ke float melalui parseFloat
• Selanjutnya suhu yg sudah berupa desimal float dibungkus kembali menjadi Json  : {payload:suhu} dan dikembalikan ke flow dengan perintah return .

Dengan function yang tepat maka hasil yg diinginkan pun tercapai. Jadi kunci disini adalah kemampuan javascript / programming yang harus cukup dimiliki oleh pengguna Node-RED.

Yang menjadi perhatian dalam function adalah bagaimana menyimpan variabel yang nantinya akan diambil saat flow berikutnya, semisal saya ingin mengubah 7 segmen secara increment. Jika ketemu masalah seperti ini maka yang perlu dipahami adalah perintah java berupa context atau flow. Perhatikan node berikut :

Output Function 7 segmen yg ingin kita dapatkan adalah membaca node inject dan  tombol pada dashboard /web UI yang akan merubah angka 7 segmen naik turun. Singkat saja scriptnya, dimana payload dari inject atau tombol berupa msg.payload = 1 untuk tambah dan msg.payload = 2 untuk pengurangan. Sedangkan variabel 7 segmen yang harus disimpan dan dipanggil lagi pada flow berikutnya disimpan melalui flow.get dan flow.set . Selengkapnya seperti berikut :

var count=flow.get('count') || 0;

var temp = msg.payload

if(temp == 1) count+=1;

else if(temp == 2) count-=1;

if(count > 9) count =0;

if(count < 0) count =9;

flow.set('count',count);

var result = {payload:count};

return[result];

Garis besar dari script diatas seperti ini : 

• Ambil nilai variabel 'count' yg disimpan pada flow (global) ke dalam variabel count lokal , jika belum ada kasikan nilai 0,   var count=flow.get('count') || 0; 
• Ambil nilai payload yang diberikan oleh inject atau tombol ui, kemudian cek apakah 1 atau 2 dan lakukan penambahan atau pengurangan variabel count
• Set kondisi maksimum dan minimum dari count
• Simpan kembali nilai variabel count lokal ke variabel count global dengan perintah : flow.set('count',count);
• Kembalikan data ke flow dan lanjut dikirim ke node Modbus Write

Dengan susunan script function yang tepat maka flows node-RED yang diingikan tercapai. Function node yang simple juga sudah disediakan, tinggal drag drop dan siap pakai, namun dengan beberapa keterbatasan. Jadi kalau mau berkreasi lebih manfaatkan script Function saja sesuai keinginan. 

Penjelasan function yang saya buat ini adalah kelanjutan dari praktek Modbus-RTU-Serial sebelumnya yg dapat dibaca disini.

Read More

[ Node-RED ] Komunikasi Dengan Perangkat MODBUS-RTU Serial - Praktek Sensor Suhu + 7 Segmen

 

Modbus dan PLC  baik dalam komunikasi jadulnya yg berbasis serial RS 485/ RS 232 maupun kini sudah merambah ke komunikasi TCP/IP, menjadi pilihan yang menurut penulis sudah "Final" dikalangan dunia kontrol industrial. Pengalaman penulis ketika menawarkan otomasi berbasis mikrokontroller 8 bit yg saya rancang dengan fungsi yang hampir sama, tetap mendapatkan tantangan dan pertanyaan seputar kehandalannya. Jadi saya yang pecinta hardware dasar pun di sangsikan apalagi mereka yg ingin menawarkan kemudahan dari sisi dunia IT. Sehingga menurut rekan dosen otomasi di UK-Petra Surabaya, Node-Red menjadi jembatan yang ampuh untuk menyatukan perangkat jadul dengan sistem IOT-Industri 4.0

Seperti yang pernah saya bahas di tahun sebelumnya, saat saya belajar dan berhasil merancang Modbus-RTU bridging ke MQTT (silahkan mulai disini , dibaca dan dipahami terlebih dahulu), mutlak diperlukan pemahaman sistem pengiriman data, register I/O , error checking dan sebagainya. Untuk itu perlu diulang kembali praktek awal belajar modbus yaitu menjadikan arduino sebagai perangkat Modbus-slave, dengan penyesuaian rangkaian yg sudah saya buat di praktek node-red sebelumnya,  sebagai berikut :

Dengan Input berupa pembacaan suhu dan kelembaban, maka saya menempatkan data pada Input / Analog Register berupa :

• 30001 : Angka didepan koma / Puluhan suhu
• 30002 : Angka desimal / di belekang koma suhu
• 30003 : Angka pengukukuran kelembaban

Sedangkan untuk Output berupa 7 segmen, register yg digunakan adalah Holding Register dengan alamat 40001. Register ini juga dapat diubah mengunakan Function 0x06. Jadi script untuk merubah rangkaian arduino diatas menjadi berbasis MODBUS-RTU sebagai berikut :

//Silahkan unduh Library modbus slave: 
//https://code.google.com/archive/p/arduino-modbus-slave/downloads

#include <modbus.h>
#include <modbusDevice.h>
#include <modbusRegBank.h>
#include <modbusSlave.h>
#include "DHT.h"

//7seg

#define SEGA 5
#define SEGB 6
#define SEGC 7
#define SEGD 8
#define SEGE 9
#define SEGF 10
#define SEGG 11

#define dhtPin 4
#define DHTTYPE DHT22
DHT dht(dhtPin, DHTTYPE);

unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 5000; 


modbusDevice regBank;
modbusSlave slave;

void setup()
{   //7 seg
    pinMode(SEGA, OUTPUT);
    pinMode(SEGB, OUTPUT);
    pinMode(SEGC, OUTPUT);
    pinMode(SEGD, OUTPUT);
    pinMode(SEGE, OUTPUT);
    pinMode(SEGF, OUTPUT);
    pinMode(SEGG, OUTPUT);

 //Ubah modbus device ID.  
  regBank.setId(6);
  dht.begin();
/*
register modbus mengikuti format berikut
00001-09999 Output Digital, Perangkat master dapat membaca dan menulis ke register ini
10001-19999 Input Digital, Perangkat master hanya dapat membaca nilai dari register ini
30001-39999 Input Analog, Perangkat master hanya dapat membaca nilai dari register ini
40001-49999 Output Analog/ Holding register, 
            Perangkat master dapat membaca dan menulis ke register ini

Nilai analog adalah kata unsigned 16 bit yang disimpan dengan kisaran 0-32767
Nilai digital disimpan sebagai byte, nilai nol OFF dan nilai nonzer ON

Cara terbaik adalah mengkonfigurasi register tipe serupa ke dalam blok yang bersebelahan. ini
memungkinkan pencarian register yang lebih efisien dan dan mengurangi jumlah pesan
dibutuhkan oleh master untuk mengambil data
*/

 
//Pesan alamat Register Analog input di register bank 30001-10010 
  regBank.add(30001);  //DHT11 - suhu puluhan
  regBank.add(30002);  //DHT11 - suhu desimal
  regBank.add(30003);  //DHT11 - kelembaban
  
//Pesan alamat Holding Register 40001
  regBank.add(40001);  // 7 SEGMEN
//Isi nilai awal dari 7 segmen
  regBank.set(40001,8);
    

  slave._device = &regBank;  

// Serial 9600 baud  
  slave.setBaud(9600);   

}

void segmen(int angka)
{
 
   switch(angka) {
                  case 0 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, HIGH);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, LOW);
                             break;
                  }
                  case 1 : { digitalWrite(SEGA, LOW);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, LOW);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, LOW);
                             digitalWrite(SEGG, LOW);
                             break;
                  }
                  case 2 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, LOW);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, HIGH);
                             digitalWrite(SEGF, LOW);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }
                  case 3 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, LOW);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }
                  case 4 : { digitalWrite(SEGA, LOW);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, LOW);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }

                  case 5 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, LOW);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }                                                          
                  case 6 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, LOW);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, HIGH);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }
                  case 7 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, LOW);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, LOW);
                             digitalWrite(SEGG, LOW);
                             break;
                  }
                  case 8 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, HIGH);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }
                  case 9 : { digitalWrite(SEGA, HIGH);
                             digitalWrite(SEGB, HIGH);
                             digitalWrite(SEGC, HIGH);
                             digitalWrite(SEGD, HIGH);                             
                             digitalWrite(SEGE, LOW);
                             digitalWrite(SEGF, HIGH);
                             digitalWrite(SEGG, HIGH);
                             break;
                  }
   }
}

// mengubah koma 
int ExtractDecimalPart(float Value, int numberOfDecimals)
{
  float temp = Value - (long)(Value); 
  long p = 1;
  for (int i=0; i< numberOfDecimals; i++) p*=10;
  long DecimalPart = p * temp;
  return DecimalPart;
}

void loop()
{
//Tulis 7 segmen sesuai nilai pada register
  segmen(regBank.get(40001));  


//Baca suhu 5 detikan
  unsigned long currentMillis = millis();
 
  if(currentMillis - previousMillis >= interval) {
   
    previousMillis = currentMillis;   
 
    int h = dht.readHumidity();
    float t= dht.readTemperature();
    int t1 = t;
    int t2 = ExtractDecimalPart(t,2);

//tulis ke register 30001 -30003
    if (isnan(h) || isnan(t)) {
    regBank.set(30001,1000);
    regBank.set(30002,1000);
    regBank.set(30003,1000); 
    }

    
    regBank.set(30001,t1);
    regBank.set(30002,t2);
    regBank.set(30003,h);
   } 

  //jalan terus berulang sebagai slave  
  slave.run();  

}

Jadi jika selesai programming, dapat dilakukan test dengan software simulator modbus RADZIO : 

7 segmen kemudian bisa juga diubah dengan klik 2x pada kolom register  yang sesuai .

Selanjutnya di sisi Node-RED kita akan melakukan instalasi node yg bernama node-red-contrib-modbus. Instalasinya bisa juga dilakukan melalui editor Node-RED dengan memilih pilihan "manage pallete" di menu kanan atas.

Dengan demikian kita bisa menggunakan NODE modbus paling dasar yaitu MODBUS READ untuk membaca sensor suhu kelembaban DHT22 yg saya pakai. Settingnya cukup menyesuaikan dengan praktek sebelumnya yaitu penyesuaian com port, ID slave, dan debug sebagai output.

Hasilnya mencengangkan !

Sehari-semalam saya bingung dibuatnya, kenapa response dari Modbus Slave menampilkan array [0,0,0] ? Sampai kemudian saya ingat ada tools untuk melakukan debug / spy serial port bernama " SerialMon".

Dari hasil penelusuran, saya bandingkan serial yg dikirim terima oleh Radzio dengan Node-RED dan hasilnya saya salah di penomeran register.

Kejadian lagi deh kesalahan saat awal belajar modbus dulu ...jadi alamat register bukan dimulai dari 30001 melainkan cukup ditulis 0 (karena aturan offset jadi 1), ingat deh dulu seperti ini nih seharusnya :

06 04 00 00 00 03 B1 BC

06     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah baca input analog/ function 04

00 00  = 2 byte alamat address memori (mulai 0 , logic 1)

00 03  = 2 byte panjang data yg diharapkan (3 buah data)

B1 BC  = Checksum / CRC 16 modbus

Dan yang benar seperti ini nih...langsung muncul angka suhu dan kelembabanya ...

 

Selanjutnya praktek sangat lancar dan cukup mengikuti praktek Node-RED web UI sebelumnya dan berhasil membuat hasil seperti video berikut ini :

Untuk Script Node-Red dalam JSON, saya tempel aja disini, kemudian bisa di import dan copy paste pada editor Node-RED kamu :

[{"id":"a8d0e1d9.32142","type":"tab","label":"Flow 5","disabled":false,"info":""},{"id":"d299086b.f08a88","type":"modbus-read","z":"a8d0e1d9.32142","name":"","topic":"","showStatusActivities":false,"logIOActivities":false,"showErrors":false,"unitid":"6","dataType":"InputRegister","adr":"0","quantity":"3","rate":"5","rateUnit":"s","delayOnStart":false,"startDelayTime":"","server":"824b1538.161228","useIOFile":false,"ioFile":"","useIOForPayload":false,"emptyMsgOnFail":false,"x":279.32994079589844,"y":205.96183681488037,"wires":[["7967f3c9.3415bc","5cfa62af.b1f89c","e0c9cab0.13e948"],[]]},{"id":"7967f3c9.3415bc","type":"debug","z":"a8d0e1d9.32142","name":"read_modbus","active":true,"tosidebar":true,"console":false,"tostatus":false,"complete":"payload","targetType":"msg","statusVal":"","statusType":"auto","x":526.3299407958984,"y":55.16672134399414,"wires":[]},{"id":"341bb8e1.0d3b38","type":"modbus-write","z":"a8d0e1d9.32142","name":"","showStatusActivities":false,"showErrors":false,"unitid":"6","dataType":"HoldingRegister","adr":"0","quantity":"1","server":"824b1538.161228","emptyMsgOnFail":false,"keepMsgProperties":false,"x":685.3369064331055,"y":450.8092050552368,"wires":[[],[]]},{"id":"b0f6eeca.9fc8f","type":"debug","z":"a8d0e1d9.32142","name":"out_modbus","active":true,"tosidebar":true,"console":false,"tostatus":false,"complete":"payload","targetType":"msg","statusVal":"","statusType":"auto","x":681.3334045410156,"y":365.1701936721802,"wires":[]},{"id":"36302ceb.d3b7b4","type":"inject","z":"a8d0e1d9.32142","name":"decrement","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":"","topic":"","payload":"2","payloadType":"num","x":272.8958435058594,"y":403.8888854980469,"wires":[["44bf1fc9.8d7fd"]]},{"id":"96e67c14.b9386","type":"inject","z":"a8d0e1d9.32142","name":"increment","props":[{"p":"payload"}],"repeat":"","crontab":"","once":false,"onceDelay":"","topic":"","payload":"1","payloadType":"num","x":272.8958435058594,"y":363.8888854980469,"wires":[["44bf1fc9.8d7fd"]]},{"id":"44bf1fc9.8d7fd","type":"function","z":"a8d0e1d9.32142","name":"7 segmen","func":"var count=flow.get('count') || 0;\n\nvar temp = msg.payload\n\nif(temp == 1) count+=1;\nelse if(temp == 2) count-=1;\n\nif(count > 9) count =0;\nif(count < 0) count =9;\n\nflow.set('count',count);\n\nvar result = {payload:count};\nreturn[result];","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":473.89587783813477,"y":379.8889045715332,"wires":[["b0f6eeca.9fc8f","341bb8e1.0d3b38","8ca591c3.507c8"]]},{"id":"39680ef0.a0ec02","type":"ui_gauge","z":"a8d0e1d9.32142","name":"SUHU DHT 11","group":"fc14d827.fe2ea8","order":1,"width":0,"height":0,"gtype":"gage","title":"Suhu Celcius","label":"Celcius","format":"{{value}}","min":0,"max":"50","colors":["#00b500","#e6e600","#ca3838"],"seg1":"","seg2":"","x":746.8958358764648,"y":147.88887405395508,"wires":[]},{"id":"fc85d4ce.fbaa78","type":"ui_chart","z":"a8d0e1d9.32142","name":"","group":"fc14d827.fe2ea8","order":2,"width":0,"height":0,"label":"Kelembaban %Rh","chartType":"line","legend":"false","xformat":"HH:mm:ss","interpolate":"linear","nodata":"","dot":false,"ymin":"40","ymax":"100","removeOlder":1,"removeOlderPoints":"","removeOlderUnit":"60","cutout":0,"useOneColor":false,"useUTC":false,"colors":["#1f77b4","#aec7e8","#ff7f0e","#2ca02c","#98df8a","#d62728","#ff9896","#9467bd","#c5b0d5"],"outputs":1,"useDifferentColor":false,"x":756.8958511352539,"y":260.88890075683594,"wires":[[]]},{"id":"5cfa62af.b1f89c","type":"function","z":"a8d0e1d9.32142","name":"ubah suhu","func":"var temp = msg.payload;\nvar puluhan = temp[0]\nvar desimal = temp[1]\n\nvar ongko = (parseInt(puluhan) * 100) + desimal;\nvar suhu = parseFloat(ongko /100);\nvar result = {payload:suhu};\nreturn[result];\n","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":532.3402481079102,"y":154.70834350585938,"wires":[["39680ef0.a0ec02"]]},{"id":"e0c9cab0.13e948","type":"function","z":"a8d0e1d9.32142","name":"ubah humi","func":"var temp = msg.payload\nvar humi = parseInt( temp[2] )\n\nvar result = {payload:humi};\nreturn[result];\n","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":527.8958129882812,"y":237.88888549804688,"wires":[["fc85d4ce.fbaa78","f739dfd5.58126"]]},{"id":"f739dfd5.58126","type":"debug","z":"a8d0e1d9.32142","name":"ubah suhu","active":true,"tosidebar":true,"console":false,"tostatus":false,"complete":"payload","targetType":"msg","statusVal":"","statusType":"auto","x":755.3402862548828,"y":202.18057250976562,"wires":[]},{"id":"8ca591c3.507c8","type":"ui_text","z":"a8d0e1d9.32142","group":"fc14d827.fe2ea8","order":4,"width":0,"height":0,"name":"","label":"7 Segmen","format":"{{msg.payload}}","layout":"row-spread","x":681.3299102783203,"y":407.0590515136719,"wires":[]},{"id":"5b185e1a.af2f7","type":"ui_button","z":"a8d0e1d9.32142","name":"Tambah","group":"fc14d827.fe2ea8","order":8,"width":"3","height":"2","passthru":false,"label":"Tambah ","tooltip":"","color":"","bgcolor":"","icon":"","payload":"1","payloadType":"num","topic":"payload","topicType":"msg","x":269.32643127441406,"y":313.2986240386963,"wires":[["44bf1fc9.8d7fd"]]},{"id":"a4c4a5d.a88cc58","type":"ui_button","z":"a8d0e1d9.32142","name":"Kurang","group":"fc14d827.fe2ea8","order":8,"width":"3","height":"2","passthru":false,"label":"Kurang","tooltip":"","color":"","bgcolor":"","icon":"","payload":"2","payloadType":"num","topic":"payload","topicType":"msg","x":273.8958435058594,"y":454.8888854980469,"wires":[["44bf1fc9.8d7fd"]]},{"id":"824b1538.161228","type":"modbus-client","name":"","clienttype":"simpleser","bufferCommands":true,"stateLogEnabled":false,"queueLogEnabled":false,"tcpHost":"127.0.0.1","tcpPort":"502","tcpType":"DEFAULT","serialPort":"COM7","serialType":"RTU-BUFFERD","serialBaudrate":"9600","serialDatabits":"8","serialStopbits":"1","serialParity":"none","serialConnectionDelay":"100","unit_id":"1","commandDelay":"1","clientTimeout":"1000","reconnectOnTimeout":true,"reconnectTimeout":"2000","parallelUnitIdsAllowed":true},{"id":"fc14d827.fe2ea8","type":"ui_group","name":"modbus RTU ui testing","tab":"53c1826d.1539dc","order":2,"disp":true,"width":"6","collapse":false},{"id":"53c1826d.1539dc","type":"ui_tab","name":"HumiTemp Node Red","icon":"dashboard","order":1,"disabled":false,"hidden":false}]

SELAMAT MENCOBA ....

Read More

Skills yang dibutuhkan Automation Engineer di era Industry 4.0 (Tulisan seorang kawan - part 1)

 BY HANDY WICAKSONO ST, MT, PHD - Dosen Kontrol & Otomasi UK Petra Surabaya 

Seorang Automation Engineer (AE) harus memiliki knowledge dan skill terkait sensor dan aktuator, instrumentasi dan kontrol, PLC, HMI, SCADA, dan lain – lain. Beberapa skill terkait teknologi informasi juga penting, di antaranya: coding, data communication, network, sampai ke database. Saya pernah menuliskan profesi AE di salah satu post lama.

Saat dunia sudah memasuki tahapan Revolusi Industri 4.0, makin banyak skills lain yang harus ditambahkan sehingga AE siap bersaing di masa mendatang. Skills di beberapa bidang berikut ini (menurut saya) akan menjadi nilai tambah bagi AE untuk siap menghadapi era industri 4.0:

1. Industrial internet of things
2. Machine learning
3. Cloud computing
4. Computer vision

Pada posting kali ini, akan dibahas 2 topik: Industrial Internet of Things (IIoT) dan machine learning. Saya akan menjelaskan deskripsi singkat, dan bagaimana anda bisa mempersiapkan diri untuk memiliki skill di bidang tersebut.

1. Industrial internet of things

Deskripsi

Sebagai pengantar, pemahaman sederhana Internet of Things (IoT) ialah kondisi dimana berbagai peralatan (umumnya sensor dan aktuator) saling terhubung satu dengan yang lain melalui internet. Penerapan IoT secara spesifik di industri/pabrik disebut dengan IIoT. Berikut ini contoh arsitektur IIoT yang terdiri dari 3 bagian: edge (meliputi PLC atau kontroler lain, HMI, sensor, aktuator), network, dan cloud.

IIoT Architecture

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Industrial_internet_of_things

Selama ini dunia automasi industri menerapkan Automation Hierarchy (lihat gambar di bawah), sehingga untuk melakukan komunikasi antara peralatan di salah satu level dengan level lainnya harus mengikuti hirarki tersebut. Misalnya jika suatu software SCADA ingin mendapatkan nilai sensor, maka software tersebut harus “meminta” data tersebut ke PLC, dan PLC akan “memberikan” data dari sensor yang terhubung ke PLC. Hal ini tentunya membuat sistem secara umum berjalan lebih lambat dan kurang fleksibel.

Sumber: https://iot-analytics.com/industrial-internet-disrupt-smart-factory/

Di sinilah Industrial Internet of Things (IIOT) melakukan perubahan besar, karena setiap peralatan (things) dapat terhubung dengan peralatan di level manapun melalui internet. Boleh dikatakan tidak ada lagi hirarki di sini. Akibatnya, sistem bekerja dengan lebih cepat dan fleksibel. Hal ini tentunya bukan tanpa kekurangan, diantaranya sistem IIOT masih belum teruji di lapangan dan munculnya masalah security karena sistem menjadi terbuka via internet.

Bagaimana mempersiapkan diri?

Anda bisa mulai dengan mempelajari konsep internet of things secara umum. Sangat banyak sumber yang bagus di internet (video, artikel) yang membahas IoT. Setelah itu, anda bisa mulai masuk ke IIoT, yaitu penerapan IoT di industri/pabrik. Saat ini hampir semua vendor otomasi terkemuka (misal: Siemens, Schneider, AB, dll) telah memiliki produk yang terkait dengan IIoT.

Selain konsep, anda juga bisa mencoba mempraktekkan langsung. Salah satu tool yang menurut saya paling mudah (dan gratis) untuk dipelajari ialah NodeRed. Jika anda memiliki PLC fisik dan IoT gateway (misal RaspberryPi atau Siemens IOT 2040), kemungkinan besar PLC anda bisa terhubung dengan IIoT memanfaatkan NodeRed. Saya telah menulis beberapa artikel tentang koneksi NodeRed dan PLC Siemens S71200 (bagian 1, bagian 2).

FYI, dalam beberapa semester ini cukup banyak mahasiswa di Teknik Elektro, UK Petra (dan pasti di kampus lain juga) yang menggunakan platform ini.

2. Machine Learning

Deskripsi

Machine learning ialah mekanisme cerdas yang diterapkan pada suatu agent (bisa berupa software, robot, dll) sehingga ia dapat belajar sendiri dari pengalamannya, dan menjadi makin pintar dalam mengambil keputusan. Machine learning ialah bagian dari bidang artificial intelligence (AI) yang saat ini sedang sangat populer di berbagai bidang. Mulai dari self-autonomous car sampai situs perjodohan, semua menggunakan teknologi machine learning.

Di dunia automasi industri, machine learning (atau AI secara umum) juga mulai banyak diterapkan. Salah satu bidang penerapannya ialah predictive maintenance, di mana sistem akan menentukan kapan suatu peralatan harus diperbaiki atau diganti. Umumnya peralatan akan diganti menurut jadwal yang sudah dibuat, hanya kondisi peralatan yang berbeda – beda (misal: ada yang memiliki cacat bawaan, namun ada yang tidak), membuat pergantian alat yang terlalu cepat (atau terlalu lambat) dapat merugikan perusahaan. Machine learning dapat membuat prediksi optimal tentang hal ini.

sumber: https://bit.ly/32gt6BC

Contoh penerapan lain ialah dalam proses penentuan varian dan jumlah produk yang harus diproduksi suatu pabrik. Sistem dengan machine learning dapat memberi rekomendasi varian produk (dan berapa jumlah produk) yang harus dibuat pada periode waktu tertentu sehingga produk tersebut laku dengan baik. Sering kali pabrik membuat berbagai varian produk yang kurang laku di pasaran sehingga merugikan pabrik itu sendiri.

Selain itu juga ada penerapan machine learning untuk mendeteksi kerusakan barang dengan computer vision. Hal ini akan saya bahas secara khusus pada posting berikutnya.

Bagaimana mempersiapkan diri?

Saat ini sangat banyak media belajar machine learning yang bisa Anda temukan, salah satu sumber terbaik menurut saya ialah belajar dari kuliah online “Machine Learning” yang disampaikan Andrew Ng di Coursera. Cara penyampaian Andrew Ng sederhana dan mudah dipahami (tentunya dalam bahasa Inggris).

Sebagai tool untuk praktek, Anda bisa menggunakan bahasa pemrograman Python, dan menambahkan library machine learning seperti Scikit-Learn yang semuanya bersifat gratis. Ada banyak sumber lain yang membahas penerapan machine learning dengan library tersebut. Setelah itu anda bisa berpindah mempelajari library untuk big data ataupun deep learning.

Bagaimana menghubungkan algoritma machine learning dengan kontroler seperti PLC? Dalam hal ini NodeRed kembali bisa membantu, karena ada node yang dapat mengakomodasi ML library seperti ScikitLearn maupun Tensorflow. Sebagai catatan, saya belum pernah mencoba node ini secara langsung.

Demikian posting kali ini, 2 topik lain akan saya bahas pada posting mendatang. Terima kasih, semoga bermanfaat!

Read More

Cara Mudah Belajar MODBUS - Komunikasi Industri Jaman dulu [part 2] Membedah Isi Pesan Modbus

Pada bagian kedua kita akan membedah standar protokol modbus melalui pembedahan perintah yang dikirim dan terima dari master menuju slave. Dari software sniffer serial port  yg menyadap komunikasi serial pada komunikasi antara PC sebagai master modbus dan arduino sebagai modbus slave, didapatkan pola pengiriman data seperti ini saat menghidupkan LED:

05 05 00 00 FF 00 8D BE

Kode diatas berupa Hexa jadi kalau dipisah-pisah berdasarkan standar pada beberapa tulisan yang saya baca di beberapa artikel di internet adalah seperti berikut:

05     =  Alamat device id slave

05     =  Perintah force coil / function 05

00 00  = 2 byte alamat address memori (mulai 0)

FF 00  = 2 byte force coil ON

8D BE  = Checksum / CRC 16 modbus

Ada pola khusus yaitu alamat address register dan data perintah berupa 2 byte. Register / alamat memory modbus selalu dimulai dari nol walaupun sejatinya alamat yang dituju merupakan register yg diawali angka 1, contoh kita akan megakses register 40001, tetap saja perintah nya akses ke reg 0 karena sudah diwakili oleh byte perintah function sebagai penanda jenis register yg akan diakses. Check sum ini didapat dengan rumus tertentu dan daripada pusing langsung aja gunakan website https://www.scadacore.com/tools/programming-calculators/online-checksum-calculator/ untuk menjadi crosscheck. Pada terminal realterm sudah terdapat penghitung checksum otomatis sehingga sangat gampang.

Jadi untuk mematikan led perintahnya adalah :

05 05 00 00 00 00 CC 4E

Untuk mengecek checksumnya (CC 4E) dapat menggunakan website yang telah saya berikan sebelumnya. Untuk mengecek penekanan tombol perintahnya adalah :

05 02 00 00 00 01 B8 4E

05     =  Alamat device id slave

02     =  Perintah baca input digital / function 02

00 00  = 2 byte alamat address memori (mulai 0)

00 01  = 2 byte panjang data yg diharapkan

B8 4E  = Checksum / CRC 16 modbus

Jawaban yg diterima untuk kondisi tombol dilepas / LOW :

05 02 01 00 A0 B8

Untuk kondisi tombol ditekan / HIGH

05 02 01 01 61 78

Dimana yang berwarna merah artinya  bisa dilihat pada website  parsing data RTU berikut  http://rapidscada.net/modbus/ModbusParser.aspx

Untuk membaca DHT11 dilakukan dengan function 04 dan 3 buah data akan diminta ke modbus yaitu  suhu didepan koma, suhu di belakang koma dan terakhir angka kelembaban. Perintahnya sebagai berikut :

05 04 00 00 00 03 B1 8F

05     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah baca input analog/ function 04

00 00  = 2 byte alamat address memori (mulai 0)

00 03  = 2 byte panjang data yg diharapkan (3 buah data)

B1 8F  = Checksum / CRC 16 modbus

sedangkan replynya seperti ini formatnya : 

05 04 06 00 1D 00 4F 00 5F CF BE

05     =  Alamat device id slave

04     =  Perintah baca input analog/ function 04

06     = 6 byte data berikut akan muncul (format 2 byte per data) 

00 1D  = 2 byte pertama adalah 001D = 29

00 4F  = 2 byte kedua adalah 004F =  79

00 5F  = 2 byte ketiga adalah 005F = 95

CF BE  = Checksum / CRC 16 modbus

Jadi hasil pembacaan dari DHT 11 adalah 29,79 derajat Celcius dengan kelembaban 95%. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada video https://www.youtube.com/watch?v=cOmQoyfORtg&t=34m30s

Read More

Cara Mudah Belajar MODBUS - Komunikasi Industri Jaman dulu [part 1] Membuat Arduino Modbus Slave

Seri tulisan saya kali ini akan membahas tentang protokol komunikasi pada industri yang masih de facto menjadi standar disana. Standar MODBUS yang diperkenalkan oleh modicom (kemudian menjadi schneider) pada tahun 1979 sebagai sistem kendali pada mesin industri dimana saat itu kontrol dari pusat PLC (Programmable Logic Unit) dihubungkan menuju RTU (remote terminal unit) melalui komunikasi serial RS 232/485. Untuk memudahkan pemahaman kali ini saya  akan menekankan praktek langsung menggunakan mikrokontroller arduino.

Salah satu contoh alat berbasis modbus yang lagi naik daun adalah PZEM dimana saat musim pengiritan energi sangat dibutuhkan kontrol pengaturan daya listrik melalui monitoring yang akurat. Terdapat satu blog pada internet karya mas asep kurniawan (semesin dot com) membahas penggunaan alat ini tanpa menggunakan library pzem pada sketch arduino. Secara sederhana pembacaan datanya digambarkan seperti ini :

courtesy semesin dot com

Pola pikir orang jaman dulu saat mendesain protokol modbus menggunakan pola ADDRESS-DATA, jadi sebuah lokasi alamat memori memiliki data yang dapat dibaca atau ditulis dan dari perubahan register ini maka akan mendapatkan kondisi yang diharapkan. Alamat address yang standar modbus sebagai berikut :

Object type	Access	Size	Address Space
Coil	Read-write	1 bit	00001 - 09999
Discrete input	Read-only	1 bit	10001 - 19999
Input register	Read-only	16 bits	30001 - 39999
Holding register	Read-write	16 bits	40001 - 49999

Coil merupakan istilah output relay, Discrete input merupakan istilah untuk switch, Input register merupakan data sensor analog dan Holding register sebagai alamat memory umum yang dapat digunakan menampung parameter/variabel. Ada istilah lainnya yang perlu diketahui yaitu function code yang menjelaskan perintah yang dikirim akan mengerjakan apa.

FUNCTION CODE	VALUE TYPE
01 (0x01)	Read Coil Status
02 (0x02)	Read Input Status
03 (0x03)	Read Holding Registers
04 (0x04)	Read Input Registers
05 (0x05)	Force Single Coil
06 (0x06)	Preset Single Register
15 (0x0F)	Force Multiple Coils
16 (0x10)	Preset Multiple Registers

Yang sering digunakan pada alat berbasis modbus adalah  fungsi 02, 03, 04 dan 05.

Karena di tempat saya tidak memiliki alat berbasis modbus maka pada praktek part 1 ini kita akan membuat alat seperti pada skematik diatas tujuannya menjadikan arduino dengan I/O berupa dht11, led dan tombol menjadi berbasis modbus. Script nya seperti dibawah ini :

//Library modbus slave: https://code.google.com/archive/p/arduino-modbus-slave/downloads
#include <modbus.h>
#include <modbusDevice.h>
#include <modbusRegBank.h>
#include <modbusSlave.h>
#include "DHT.h"
/*
Cara Mudah Menjadikan arduino menjadi alat modbus
Alamat device ID 5 pada 9600 baud.
*/


#define LED 2
#define TOMBOL 3
#define dhtPin 4
#define DHTTYPE DHT11
DHT dht(dhtPin, DHTTYPE);

unsigned long previousMillis = 0;
const long interval = 5000; 

//Setup register bank
//semua data ditulis dan disimpan disini
modbusDevice regBank;
//mode slave
modbusSlave slave;

void setup()
{   
  pinMode(LED, OUTPUT);
  pinMode(TOMBOL, INPUT);
//menentukan device ID.  
  regBank.setId(5);
  dht.begin();
/*
modbus registers format seperti berikut
00001-09999  Digital Outputs, master dapat menulis dan membaca data
10001-19999  Digital Inputs, master hanya bisa baca data
30001-39999  Analog Inputs,  master hanya bisa membaca nilai pada register
40001-49999  Analog Outputs, master dapat tulis baca register

*/

//tambahkan alamat LED pada register bank
  regBank.add(1); //LED
  

//Tombol sebagai Input registers 10001
  regBank.add(10001);  //TOMBOL
 

//Analog Input registers 30001-30003 untuk DHT11
  regBank.add(30001);  //DHT11 - suhu puluhan
  regBank.add(30002);  //DHT11 - suhu desimal
  regBank.add(30003);  //DHT11 - kelembaban
  
//Coba simpan register umum 40001-40015 
  regBank.add(40001);  // w
  regBank.add(40002);  // w
  regBank.add(40003);  // w
  regBank.add(40004);  // .
  regBank.add(40005);  // a
  regBank.add(40006);  // i
  regBank.add(40007);  // s
  regBank.add(40008);  // i
  regBank.add(40009);  // 5
  regBank.add(40010);  // 5
  regBank.add(40011);  // 5
  regBank.add(40012);  // .
  regBank.add(40013);  // c
  regBank.add(40014);  // o
  regBank.add(40015);  // m


/*
protocol handler yang akan menulis dan membaca
register data.  
*/
  slave._device = &regBank;  

// Serial pada 9600
  slave.setBaud(9600);   
//isi register umum diawal
  regBank.set(40001,'w');
  regBank.set(40002,'w');
  regBank.set(40003,'w');
  regBank.set(40004,'.');
  regBank.set(40005,'a');
  regBank.set(40006,'i');
  regBank.set(40007,'s');
  regBank.set(40008,'i');
  regBank.set(40009,'5');
  regBank.set(40010,'5');
  regBank.set(40011,'5');
  regBank.set(40012,'.');
  regBank.set(40013,'c');
  regBank.set(40014,'o');
  regBank.set(40015,'m');
}

//fungsi memecah angka dibelakang koma dht11
int ExtractDecimalPart(float Value, int numberOfDecimals)
{
  float temp = Value - (long)(Value); 
  long p = 1;
  for (int i=0; i< numberOfDecimals; i++) p*=10;
  long DecimalPart = p * temp;
  return DecimalPart;
}

void loop()
{
//Melihat data register 1 dan lempar ke LED
  digitalWrite(LED,regBank.get(1));  

//Membaca input tombol dan lempar ke register 10001
  regBank.set(10001, digitalRead(TOMBOL));

//membaca dht11 tiap 5 detik
  unsigned long currentMillis = millis();
 
  if(currentMillis - previousMillis >= interval) {
    // save the last time you read the sensor 
    previousMillis = currentMillis;   
 
    int h = dht.readHumidity();
    float t= dht.readTemperature();
    int t1 = t;
    int t2 = ExtractDecimalPart(t,2); //pecah desimal

    regBank.set(30001,1000); // tulis suhu depan koma 
    regBank.set(30002,1000); // tulis suhu belakang koma
    regBank.set(30003,1000); // tulis kelembaban


    }

   
// loop terus sebagai slave    
  slave.run();  

 
}

Pergunakan software monitoring modbus yang banyak ada di internet  untuk melakukan pengecekan apakah alat yang kita buat sudah terbukti menggunakan modbus, yang saya gunakan adalah radzio modbus. 

Dengan menggunakan USB to Serial langsung ke PC maka telah terbukti device modbus arduino dengan ID 5 dapat dibaca datanya dan dilakukan kontrol LED terhadapnya.  Kita juga bisa mengetest data apa sih yang dikirimkan secara serial dan format yang benar melalui terminal real term yang akan dibahas pada video selanjutnya, dan selengkapnya bisa dilihat pada video berikut :

Read More