29
10 20
30 40
50 60
20 40
60 80
T Detik K
o n
s u
m s
i D
a y
a m
A
Gambar 27 Model konsumsi daya end device
Setelah diketahui model konsumsi daya dari masing-masing sensor node diketahui, konsumsi daya dapat diperoleh melalui Persamaan 3. Sehingga daya
tahan baterai dapat diperoleh melalui Persamaan 4.
̄I= ̄
I
siaga
×T
siaga
+ ̄ I
aktif
×T
aktif
60 3
T
battery
= Kapasitas Baterai
̄I =
2700 ̄I
4 Dimana
̄ I
siaga
adalah konsumsi daya rata-rata instrumen pada kondisi siaga dalam satuan mA, T
siaga
waktu instrumen pada kondisi siaga dalam satuan detik,
̄ I
aktif
adalah konsumsi daya rata-rata instrumen pada kondisi aktif dalam satuan mA, dan T
aktif
waktu instrumen pada kondisi aktif dalam satuan detik. Tabel 5 Hasil penghitungan konsumsi daya dan daya tahan baterai
Coordinator 68.1
39.7 Router
67.9 39.8
End Device 30.7
87.8
Jenis Node Konsumsi Daya
Rata-Rata per Menit mA
Daya Tahan Baterai Jam
Hasil penghitungan konsumsi daya dan daya tahan baterai dapat dilihat pada Tabel 5. Coordinator dan router memiliki konsumsi daya rata-rata per menit yang
hampir sama sebesar 68.1 mA dan 67.9 mA, sedangkan untuk end device sebesar 30.7 mA. Hal ini signifikan berpengaruh terhadap daya tahan baterai dari ketiga
jenis sensor node tersebut. Baterai yang digunakan memiliki jenis NiMH dengan kapasitas 2700 mAH. Sehingga diperoleh daya tahan baterai selama 39.7 jam
untuk coordinator, 39.8 jam untuk router, dan 87.8 jam untuk end device. Daya tahan baterai masih belum memadai untuk aplikasi berkelanjutan, oleh karena itu
sebaiknya dipasang modul solar cell 5V dengan daya 1 watt beserta sistem kontrolnya.
7
2 METODE PENELITIAN
2.1 Waktu dan Lokasi
Penelitian dilaksanakan pada Bulan Februari hingga Mei 2013. Perancangan dan pembuatan instrumen dilaksanakan di Laboratorium
Instrumentasi Kelautan, Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Uji coba statis dilakukan di Gymnasium IPB dan watertank
Laboratorium Akustik dan Instrumentasi Kelautan AIK, sedangkan uji coba dinamis dilaksanakan di Pulau Panggang, Kepulauan Seribu.
2.2 Bahan Penelitian
Terdapat dua bagian utama dalam penelitian ini, yaitu pembuatan wahana buoy tertambat dan instrumen sensor. Bahan yang digunakan untuk pembuatan
wahana buoy diantaranya: pelampung plastik, pipa stainless tipe 304 ukuran 12 inci ANSI schedule 40, epoxy resin, polyester resin, mat fiber glass, serta
polyurethane foam. Selanjutnya pembuatan instrumen membutuhkan bahan antara lain: Modul RF Digi XBEE Pro ZB Series 2, half wave antena A24-HABUF-P5I
dengan penguatan 2.1dBi, mikrokontroler ATmega328P, USB to Serial converter Prolific PL2303HX, RTC PCF8583, sensor suhu anti air DS1820, micro SD Card
berkapasitas 4GB, baterai Ni-MH 2700mAh, box baterai, box plastik IP68, timah solder, flux, kapton tape serta beberapa komponen pasif seperti resistor, kapasitor
dan transistor.
2.3 Peralatan Penelitian
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain: Solder, Digital Multi Meter Sanwa CD800a, laptop, bor listrik, gerinda listrik, tang, obeng, pinset, dan
pemotong. Perangkat lunak yang digunakan antara lain: Operating System Linux Ubuntu versi 12.04, Cadsoftusa Eagle versi 6.4, Eclipse IDE versi Indigo, AVR
Eclipse Plugin 2.4.0 beta, Libre Office versi 4.03, serta X-CTU versi 5.2.7.5.
2.4 Prosedur Penelitian
Penelitian diawali dengan pembuatan wahana buoy tertambat. Wahana yang dibuat harus mampu mengapung dalam keadaan stabil. Uji kestabilan buoy
dilakukan di watertank Laboratorium AIK, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Daya apung dari wahana apung dihitung untuk
mengetahui kemampuan maksimum dalam mengangkat beban. Perancangan instrumen dilakukan seperti diagram alir pada Gambar 4. Terdapat dua tahap
perancangan instrumen, yaitu perancangan perangkat keras hardware dan perangkat tegar firmware. Perangkat keras dirancang terlebih dahulu, lalu dibuat
skematik dan papan sirkuit elektronik menggunakan software Eagle. Kemudian dengan dasar rancangan perangkat keras, perangkat tegar yang akan menjalankan
seluruh sistem instrumen dirancang menggunakan Eclipse Indigo.
8
Gambar 4 Diagram alir penelitian
2.4.1 Perancangan instrumen
perangkat keras akan dirancang sesuai dengan diagram perancangan pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram perancangan perangkat keras RTC PCF8583
Micro SD Card Modul Xbee
Pro ZB series
Mikrokontroler ATMega328P
Baterai dan Modul catu daya
Sensor Suhu DS1820
Perancangan Perangkat Tegar
Uji Coba Statis
Uji Coba Dinamis
Analisis jaringan Analisis
konsumsi daya Daya apung dan
kestabilan Buoy Perancangan
Perangkat Keras Pembuatan Wahana
Buoy Tertambat
9 Komponen utama dalam masing-masing sensor node adalah mikrokontroler
AVR ATmega 328p dan Modul RF Xbee Pro ZB Series 2. Real Time Clock RTC PCF8583 digunakan untuk menyimpan informasi waktu. Parameter fisik kelautan
yang diamati dalam penelitian ini adalah suhu permukaan laut SPL. Sensor suhu yang digunakan adalah DS1820 yang telah diberi pelindung kedap air. Kemudian
data suhu yang diambil dikirimkan melalui transmisi radio dan kemudian disimpan dalam micro SDcard. Instrumen yang dibuat sejumlah 6 buah untuk
analisis jaringan.
Perangkat lunak untuk sistem terintgrasi seperti ini disebut firmware atau perangkat tegar. Perangkat tegar dibuat menggunakan bahasa C dengan kompiler
AVR-gcc menggunakan komputer berbasis Linux Ubuntu 12.04.
2.4.2 Uji coba statis
Uji coba laboratorium akan dilakukan di lingkungan Institut Pertanian Bogor. Uji coba fungsional masing-masing komponen akan dilakukan di
Workshop Instrumentasi Kelautan. Sedangkan uji coba jaringan statis akan dilakukan di lapangan gymnasium IPB. Selanjutnya dilakukan uji coba statis yang
untuk mengetahui keberhasilan mekanisme multihop. Mekanisme ini penting untuk diketahui karena akan mengestimasi keberhasilan sistem keseluruhan di
lapangan. Selanjutnya adalah menguruk perubahan Received Signal Strength Indicator RSSI terhadap jarak. Walau nilai RSSI tidak dapat dijadikan ukuran
atas Quality of Service QoS suatu jaringan, uji ini dilakukan untuk mengestimasi jarak antar nodes di lapangan.
2.4.3 Uji coba dinamis
Uji coba lapangan dilakukan untuk mengetahui kinerja alat pada kondisi sebenarnya. Uji coba lapang akan dilakukan di Pulau Panggang, Kepulauan
Seribu. Jarak peletakan antar buoy didasarkan pada hasil uji coba statis. Lokasi penelitian di dalam goba Pulau Panggang dengan memperhatikan jarak dan
kedalaman perairan. Apabila pada surut terendah kedalaman perairan kurang dari 1.5 meter, bisa dipastikan buoy akan kandas dan tenggelam. Kemudian masing
masing node akan diaktifkan serta mengukur dan mengirim parameter suhu permukaan perairan. Nodes yang mampu mengukur dan merekam data adalah
router dan end device. Sedangkan coordinator bertugas hanya menerima data. Lama pengujian lapangan dilakukan minimal 12 jam. Urutan pemasangan buoy
dari yang pertama adalah coordinator, lalu router, dan terakhir end device. Hal ini dilakukan agar coordinator bisa membentuk jaringan PAN terlebih dahulu
sehingga router dan end device dapat terhubung.