100
Chipset GPS diproduksi secara massal dengan maksud memberikan kemudahan bagi pengembang instrument dalam berbagai bidang aplikasi yang
membutuhkan penentuan posisi. Dengan alasan untuk kompatibilitas berbagai chipset
dengan produsen berbeda membuat sebuah standar kalimat yang dikeluarkan oleh sebuah chipset GPS. Sampai saat ini standar kalimat tersebut
biasa disebut standar NMEA 0183. Standar NMEA memiliki banyak jenis bentuk kalimat laporan, yang diantaranya berisi data koordinat lintang latitude, bujur
longitude, ketinggian altitude, waktu sekarang standar UTC UTC time, dan kecepatan speed over ground. Umumnya NMEA-0183 menggunakan
komunikasi RS232 sebagai jalur komunikasi dengan perangkat luar seperti komputer atau mikrokontroler dengan beberapa kecepatan baud rate yang
biasanya dapat diatur. Beberapa jenis kalimat NMEA-0183 yang umum digunakan dapat dilihat pada Tabel 7.
Tabel 7. Jenis kalimat NMEA yang umum digunakan
Kalimat Deskripsi
GPGGA Meminta fixed data dari GPS GPGLL Meminta Posisi Latitude dan Longitude
GPGSA GNSS DOP and active satellites GPGSV GNSS satellites yang tertangkap
GPRMC Recommended minimum specific GNSS data
Jumlah kalimat NMEA yang didukung oleh sebuah GPS penerima bervariasi, tergantung produsen dan tujuan dari GPS. Chipset GPS penerima
umumnya mendukung kelima kalimat NMEA pada Tabel 7. Pada beberapa perancangan tidak semua kalimat NMEA digunakan karena NMEA dirancang
sesuai dengan kebutuhan umum pengguna sehingga dengan satu atau lebih kalimat NMEA sudah dapat menyelesaikan masalah yang ingin diselesaikan.
2.7. Mikrokontroler sebagai Pusat Kendali dalam Rancang Bangun Drifter
Mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus
dengan cara khusus, dimana cara kerja mikrokontroler sebenarnya membaca dan menulis data. Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan
untuk mengontrol peralatan elektronik. Secara harfiahnya bisa disebut
101
pengendali kecil dimana sebuah sistem elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponen-komponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat
dikurangi dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler ini. Mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer karena
mikrokontroler sudah mengandung beberapa peripheral yang langsung bisa dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke
analog DAC, konversi analog ke digital ADC dan sebagainya hanya menggunakan sistem minimum yang tidak rumit atau kompleks.
Drifter awalnya menggunakan Central Processing Unit CPU atau
mikrokontroler yang secara khusus diproduksi oleh produsen Drifter, sehingga mikrokontroler dan sistem transmisi serta penentuan posisi merupakan satu
kesatuan. Gambar 8. memperlihatkan struktur elektronik dari “Smart Buoy” yang
dikembangkan oleh Motyzhev 2004. Terlihat bahwa pemancar ARGOS, sensor, GPS, dan transceiver GSM bermuara pada satu Central Processing Unit melalui
perantaraan komunikasi serial. CPU tersebut berfungsi mengatur semua alur kerja dari peralatan yang terhubung, mengolah data dan kemudian mengirimkan data
tersebut.
Gambar 8. Struktur e lektronik dari “Smart buoy”. Motyzhev S, 2004
102
Seiring dengan makin murahnya harga mikrokontroler dengan fasilitas tambahan yang sangat memadai misalnya sebagai perantara komunikasi serial
internal. Beberapa perancang melakukan perancangan dengan menggunakan mikrokontroler komersial, misalnya Perez C. 2003, yang menggunakan
RCM2300 dari Rabbit Semiconductor. Dalen et al. 2004 menggunakan MC 1460 CE2 mikrokontroler keluaran perusahaan MOTOROLA. Aplikasi tersebut
pada umumnya memiliki sistem diagram yang sederhana seperti Gambar 9, dimana mikrokontroler dihubungkan dengan beberapa alat seperti GPS, RF
transmitter dan sensor serta kemudian mengaturnya dalam cara kerja yang
diinginkan oleh pembuat.
Gambar 9. Sistem diagram yang dibangun dari drifter wireless oleh Yu-Dong. Sumber:
http:www.ece.stevens-tech.edu
Salah satu tipe mikrokontroler yang sering dan banyak digunakan karena kecepatannya yang tinggi, harga yang relatif murah dengan fasilitas tambahan
yang cukup banyak yaitu mikrokontroler seri AVR ATMEGA keluaran perusahaan ATMEL. Mikrokontroler AVR merupakan mikrokontroler keluaran
perusahaan ATMEL coorporation yang memiliki arsitektur RISC 8 Bit, semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi
dalam satu siklus instruksi clock. AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. Dari
semua kelas yang membedakan satu sama lain adalah ukuran onboard memori, onboard peripheral dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi
yang digunakan semua kelas ini bisa dikatakan hampir sama.
Microcontroler, data log
GPS Receiver RF
Transmiter
Battery Pack Sensor Elements
103
Beberapa arsitektur dasar yang dimiliki oleh ATMega32 yaitu:
Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D
ADC 10 bit sebanyak 8 Channel
Tiga buah timer counter
32 register
Watchdog Timer dengan oscillator internal
Memori Flash sebesar 8 kb
Sumber Interrupt internal dan eksternal
Port SPI Serial Pheriperal Interface
Komparator analog
Port USART
Universal Synchronous
Asynchronous Receiver
Transmitter
Sistem prosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.
Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512 byte.
Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik
Di Indonesia mikrokontroler ini cukup terkenal, banyak digunakan dan mudah didapatkan dikarenakan harga yang murah dan mudah digunakan. Fitur
yang lengkap juga menjadi alasan mengapa mikrokontroler ini banyak digunakan. Fitur-fitur yang sering digunakan khusunya untuk perancangan instrument di
bidang kelautan seperti ADC Analog to Digital Converter biasa digunakan untuk mengkonversi sinyal analog sensor. USART biasanya digunakan untuk
komunikasi dengan peralatan lain seperti GPS dan Modem GSM. EEPROM biasa digunakan untuk penyimpanan data data logger.
2.8. Modem GSM sebagai Pengirim dan Penerima data
