TE-­‐1 PERENCANAAN MINI BOAT BERKAMERA PENGENDALIAN MELALUI RADIO UNTUK INSPEKSI DRAINASE BAWAH PERMUKAAN Ahmad Wahyu Purwandi

   

PERENCANAAN MINI BOAT BERKAMERA PENGENDALIAN MELALUI

RADIO UNTUK INSPEKSI DRAINASE BAWAH PERMUKAAN

  1

  2

  3 Ahmad Wahyu Purwandi , Moh Abdullah Anshori , Mila Kusumawardani

  Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Malang

  

ahmad.wahyu@polinema.ac.id

ABSTRACT

  Drainage below the road surface mainly serves to accommodate and dispose of water into the

road structure so as not to cause damage to the road. Damage to drainage below the road surface is

usually due to the vibrations caused by the weight of the vehicle and the frequency of heavy vehicles

traveling through the highway. Therefore it is necessary to inspect the condition of the Drainage

periodically so that it can be known immediately if there are abnormalities and can immediately be

repaired. In this experiment the authors designed and made a prototype of a Mini Boat camera equipped

with a video camera that can take pictures and record the state of the section above the Drainage

channel. Mini Boat designed runs over water in Drainage and transmits Video via WiFi 2.4 GHz radio

wave and is received by Smart phone with Android operating system on the road surface. Radio waves at

a frequency of 14.6 Mhz are used as transmissions to transmit Boat steering control signals.

  Keywords: WiFi, Camera, mini boat, remote control, drainage

ABSTRAK

  Drainase bawah permukaan jalan raya terutama berfungsi untuk menampung dan membuang air

yang masuk ke dalam struktur jalan sehingga tidak sampai menimbulkan kerusakan pada jalan.

Kerusakan pada Drainase bawah permukaan jalan raya biasanya karena getaran yang diakibatkan

beratnya beban kendaraan dan frekuensi kendaraan berat yang melalui jalan raya tersebut. Karena itu

secara periodik dibutuhkan inspeksi keadaan Drainase tersebut sehingga bisa diketahui segera bila ada

kelainan dan segera bisa dilakukan perbaikan. Dalam eksperimen ini penulis merancang dan membuat

prototipe berupa Mini Boat berkamera yang dilengkapi dengan Kamera video yang bisa mengambil

gambar dan merekam keadaan bagian diatas saluran Drainase tersebut. Mini Boat yang dirancang berjalan

diatas air didalam Drainase dan mengirimkan Video melalui gelombang radio WiFi 2,4 GHz dan

diterima oleh Smart phone dengan sistem operasi Android yang ada diatas permukaan jalan. Gelombang

radio pada frekuensi 14,6 Mhz digunakan sebagai transmisi untuk mengirimkan sinyal-sinyal kontrol

kemudi Boat.

  Kata kunci: Kamera, wifi, mini boat, kontrol jauh, drainase

    PENDAHULUAN

  Drainase merupakan salah satu fasilitas dasar prasarana umum yang dibutuhkan masyarakat kota dalam rangka menuju kehidupan kota yang aman, nyaman, bersih, dan sehat. Dalam penelitian ini penulis merancang dan membuat prototipe berupa Mini Boat yang dilengkapi dengan Kamera yang bisa mengambil gambar dan merekam keadaan dalam bagian atas saluran Drainase tersebut. Mini Boat tersebut berjalan didalam Drainase dan mengirimkan gambar Video melalui gelombang radio dan diterima oleh Handphone dengan program aplikasi Android yang lokasinya ada diatas permukaan jalan. Gelombang radio juga digunakan sebagai transmisi mengirimkan sinyal kontrol untuk pengendalian Mini Boat.

METODE PENELITIAN

  Penelitian ini berjenis eksperimen, yaitu perancangan hardware, yang meliputi pengendalian boat dan transmisi sinyal Video melalui WiFi, Pengujian yang dilakukan yaitu menguji motor pemutar baling-baling, dan dilajutkan dengan pengujian haluan boat sampai pengujian Remote Control. Yang lain yaitu pengujian Kamera dengan video yang dihasilkan. diakhiri dengan pengujian secara nyata keseluruhan dilapangan.

  Alur penelitian yang penulis lakukan diawali dengan pengumpulan refrensi untuk menentukan gagasan yang mengandung unsur informasi untuk keperluan data dan diakhiri dengan penarikan kesimpulan. Berikut diagram alur penelitian:

  Gambar 1 Flowchart Tahapan Penelitian

   

HASIL DAN PEMBAHASAN

  Pembahasan mengenai hasil rancangan yang berupa prototipe dan hasil pengujian dari kinerja sistem tersebut serta dari beberapa subsistem yang mendukung kinerja alat secara keseluruhan. Tujuan pengujian sistem ini untuk mengetahui apakah sistem yang dirancang dapat berfungsi dan bekerja sesuai dengan perencanaan sebelum diimplementasikan.

  Hasil Rancangan

  Diagram Blok hasil rancangan sistem ditunjukkan gambar, terlihat operator memegang Remote Controll dan menggunakan Kacamata Virtual Reality (VR), kacamata VR adalah kacamata yang didalamnya diselipkan Smartphone yang mana telah menerima sinyal Video transmisi WiFi dari yang dipancarkan Kamera Video yang terletak didalam Mini Boat. Selain itu operator tersebut juga memegang remote controll untuk mengendalikan Mini Boat, yang mana sinyal yang dipancarkan pada frekuensi 14,6 MHz dengan sistem modulasi ASK, diagram blok remote controll juga terlihat dalam gambar tersebut, sinyal ini membawa informasi encoder dari kombinasi Switch yang ditetapkan fungsinya sebagai arah gerakan mini boat yang dikemudikan, yaitu arah maju, mundur, belok kanan dan belok kiri.

  Gambar 2 Diagram Blok

   

     

  Gambar  3a  Pemancar  Pengendali  (atas)   Gambar  3b      Penerima  Kendali  (bawah)   Sinyal frekuensi 14.6 MHz yang diterima melalui antena di Mini Boat di demodulasi sistem ASK, selanjutnya di decoder dan disalurkan ke rangkaian driver motor untuk menghidup-matikan putaran motor dan mengatur arah putaran motor sehingga bisa menyebabkan mini boat dapat bergerak maju, mundur, belok kanan dan belok kiri.

  Rancangan Pemancar Radio Kendali

  SW1, SW2, SW3 dan SW4 yang ada dalam gambar diatas fungsinya digambarkan sebagai arah gerakan boat yaitu KIRI, KANAN, MAJU dan MUNDUR. Setelah di decoder kemudian dari pin 8 sinyal dikirimkan kerangkaian oscilator dengan modulasi ASK, yang mana komponen aktif dari oscilator ini menggunakan Transistor 2SC945 dan kemudian sinyal RF ini diperkuat lagi dengan transistor 2SC945 lagi dan selanjutnya melalui phi filter satu tingkat untuk meredam sinyal harmonisa, selanjutnya dipancarkan melalui Antena.

  Gambar 4 Diagram Pemancar Pengendali

  Rancangan Radio Penerima Kendali

   

  Dengan sistem radio penerimaan langsung (Radio Straight), Antena dengan rangkaian resonansi pada 14,6 MHz, yang menggunakan Transistor 2SC945 dan berfungsi menguatkan sinyal, selanjutnya sinyal ini di demodulasi yang selanjutnya di decoder oleh RX-2B agar menghasilkan pulsa-pulsa di pin-pin 6,7,10 dan 11 yang dihubungkan ke IC Motor Driver yang mengendalikan motor-motor disebelah kiri dan kanan dengan fungsional sistem ditunjukkan dalam tabel 1. Dalam diagram tersebut ditunjukkan pula Kamera yang mengirimkan Video melalui transmisi WiFi, juga LED untuk menunjang penerangan.

  Transmisi Video Digital Kamera yang digunakan adalah jenis Kamera FPV WIFI 8385 dengan 2,0 Mp.

  transmisi Video Digital Wifi pada frekuensi 2,4 Giga Hz. dan diterima dengan menggunakan Handphone yang sudah diinstal program aplikasi untuk kamera ini.

  Pengujian Sinyal Kendali

  Pengujian sinyal kendali meliputi pengujian fungsional sitem dan pengujian jangkauan sinyal kendali dengan halangan dan tanpa halangan.

  Gambar 5 Diagram RX Control, Transmiter Kamera Wifi dan LED

  Uji Jangkauan Sinyal Kendali (14,6 MHz)

    Jangkauan Terjauh Tanpa Halangan Transmisi Sinyal Kendali adalah 15 Meter.

  Jangkauan Terjauh halangan Beton setebal 20 Cm Transmisi Sinyali adalah 9 Meter.

    Gambar  6a

  Rangkaian Rx & Gambar 6b Posisi kamera pada Boat   Motor

  Pengujian Fungsional Sistem

  Tabel 1 Fungsional Sistem

REMOTE CONTROL TRANSMITER RECEIVER GERAKAN BOAT TOMBOL TOMBOL MOTOR MOTOR KIRI JALAN BELOK KANAN

  MAJU - PUTAR KANAN PUTAR KANAN MAJU

• MUNDUR PUTAR KIRI PUTAR KIRI MUNDUR
• KANAN PUTAR KANAN - BELOK KANAN KIRI - PUTAR KANAN BELOK KIRI - MAJU KANAN PUTAR KANAN PUTAR KANAN MAJU

  MAJU KIRI PUTAR KANAN PUTAR KANAN MAJU MUNDUR KANAN

• KIRI BELOK KANAN MUNDUR KIRI
• KIRI BELOK KIRI

  Pengujian Kualitas Gambar Video Digital (2,4 GHz)

  Penempatan kamera pada boat miring keatas bagian depan dengan sudut 45 seperti pada gambar 8.Diterima dan direkam dengan menggunakan Handphone Xiaomi Redmi Note 4. Hasil dari kualitas gambar ini sangat bervariasi banyak gambar yang dihasilkan tidak bagus karena pengaruh getaran Boat, dari hasil pengujian gambar bagus saat mesin motor dimatikan.

  

Pengujian Jangkauan Sinyal Video Digital WiFi (2,4 GHz) Antena Omni

Directional

  Pengukuran dengan menggunakan Paket Aplikasi Android yaitu Wifi Analyzer, sbb:

• Jangkauan Tanpa Halangan Transmisi Sinyal Video Wifi pada jarak 90 Meter, dengan kekuatan sinyal rata-rata sebesar -82,92 dBm. Dengan nilai terbesar= -80, terkecil= -90
• Jangkauan Dengan Halangan Beton setebal 20 Cm Transmisi Sinyal Video Wifi pada jarak 10 Meter, mempunyai kekuatan sinyal rata-rata sebesar -84,03 dBm.

  Keterangan: Sudut dalam derajat dan Sinyal Pengukuran/Normalisasi dalam dBm

  90 Tanpa Halangan Pengukuran -85 -80 -85 -85 -80 -85 -80 -85 -85 Normalisasi -5 -5 -5 -5 -5 -5

  Pengukuran -­‐80   -­‐85   -80 -85 -85 -80 -85 -90 -85 Normalisasi -­‐10  

  Pengukuran -­‐80   -85   -80 -85 -85 -80 -85 -80 -85 Normalisasi 0   -5   -5 -5 -5 -5 BETON

  HALANGAN Sudut ^{280   290}   300 310 320 330 340 350 360 Tanpa Halangan

  BETON Pengukuran -85 -90 -85 -85 -90 -85 -80 -85 -85 Normalisasi -5 -10 -5 -5 -10 -5 -5 -5

  HALANGAN Sudut 190 200 210 220 230 240 250 260 270 Tanpa Halangan Pengukuran -85 -80 -85 -85 -80 -85 -80 -85 -85 Normalisasi -5 -5 -5 -5 -5 -5

  BETON Pengukuran -80 -80 -85 -80 -85 -85 -80 -80 -85 Normalisasi -5 -5 -5 -5

  HALANGAN Sudut 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Tanpa Halangan Pengukuran -80 -80 -85 -80 -85 -85 -80 -80 -85 Normalisasi -5 -5 -5 -5

  BETON Pengukuran -85 -90 -85 -85 -80 -85 -80 -85 -85 Normalisasi -5 -10 -5 -5 -5 -5 -5

  80

   

  70

  60

  50

  40

  30

  20

  10

  HALANGAN Sudut

  Tabel 2 Sinyal dengan sudut putar dan Normalisasi

• 5  
• 10 -5 -5 -10 -5 -10 -5

       

  Gambar 7a Pola Radiasi Tanpa Halangan Gambar 7b Pola Radiasi Halangan Beton

  Pengujian Konsumsi Arus Peralatan

• Pengukuran arus yang dikonsumsi oleh 2 motor saat berputar sebesar 2815 mA. Led saat menyala adalah sebesar 306 mA.
• Pengukuran arus yang dikonsumsi Kamera saat operasi adalah sebesar 58 mA,

  Rangkaian lainnya saat operasi adalah 354 mA Total dikeluarkan batere saat operasi adalah 3533mA Kapasitas Batere 700mAH atau 700mA dalam 60 menit, jadi daya tahan batere dioperasikan sampai habis menurut perhitungan adalah 60x700 /3533 adalah sama dengan 11,89 menit. Tetapi dalam aplikasinya motor dalam sistem ini hanya bisa berjalan selama 6 menit 15 detik, hal ini disebabkan karena jika kapasitas batere sudah menurun dan tidak mencukupi digunakan mensuplai motor agar bisa beroperasi maka motor tidak bisa berputar.

  SIMPULAN Kesimpulan

  Dari yang dihasilkan penelitian ini dapat disimpulkan berkaitan dari berbagai hal yaitu:

   

  1. Dalam keadaan boat berjalan, tidak bisa diperoleh gambar yang bagus karena gambar Video yang dihasilkan bergetar dan gambar foto yang cacat karena getaran.

  2. Sinyal kendali frekuensi 14,6 MHz masih bisa berfungsi normal sampai jarak 9 meter terhalang beton Drainase. Sinyal Video transmisi WiFi frekuensi 2.4 GHz masih bisa berfungsi normal jarak 10 meter terhalang beton Drainase, kekuatan rata-rata sinyal

• 84,03 dBm. Termasuk kategori cukup (Fair) menurut User Guide inSSIDer, 3. Batere 700mAH hanya bisa bekerja normal dalam waktu 6 Menit 15 detik.

  Saran 1. Gunakan Batere yang kapasitasnya lebih besar dan beratnya lebih ringan.

  2. Gunakan peredam getaran agar Video hasilnya baik saat Boat berjalan.

DAFTAR PUSTAKA

  ILRI, (1974). Drainage Principles and Application. International Institute for Land Reclamation and Improvement, Wageningen. The Netherlands. Andi Offset. (2011) Membangun Sistem Jaringan WiFi. Madcoms, Yogyakarta.. Wardhana, G. (2010). Pengendalian Robot Mobile Berbasis IP (Internet Protocol) Melalui Jaringan WiFi. Surabaya: Teknik Informatika ITS. Panitia Teknik Standarisasi Bidang Konstruksi dan Bangunan. (2006). Perencanaan Sistem Drainase Jalan. Departemen Pekerjaan Umum. Jakarta. LCSC (2017). DC Motor Driver TC177HS Datasheet. Shenzhen Fuman Elebtronics Co.

  Ltd. Shenzhen. Silan Semiconductors. (2012) Remote Controler With Five Fungtions TX-2B/RX-2B.

  Hangzou Silan Microelectronics Joint-Stock Co.Ltd. Hangzou. Sujaya Aga. (2007). Monitoring Sinyal Wireless pada WiFi menggunakan inSSIDer.

  Ilmu Komputer.com.