22
BAB III PERANCANGAN SISTEM
AUTOTRACKING ANTENA YAGI FREKUENSI 433 MHz MENGGUNAKAN DATA GPS
3.1 Umum
Sistem tracking adalah suatu sistem yang memungkinkan antena untuk mendeteksi dan bergerak ke arah sinyal terkuat secara otomatis. Sistem tracking
biasanya digunakan pada komunikasi satelit, dimana satelit bergerak sepanjang waktu dan kesalahan pengarahan haruslah minimal. Sistem ini menggunakan
mikrokontroler dan motor untuk menggerakkan antena. Dengan menggunakan sistem tracking maka kuat sinyal yang diterima dapat dipertahankan sehingga
tercipta komunikasi yang baik. Pada bab ini dibahas tentang perancangan sistem autotracking untuk
antena Yagi frekuensi 433 MHz sebagai antena stasiun penerima. Sistem kontrol yang digunakan pada perancangan adalah mikroprosesor Arduino yang
dihubungkan ke motor servo sebagai penggerak antena. Motor servo dipilih karena memiliki torsi yang besar dan lebih mudah untuk dikontrol. Modul radio
yang digunakan untuk mengirimkan data posisi adalah 3DR V2. GPS Tiny Parallax digunakan untuk mengetahui posisi muatan.
Universitas Sumatera Utara
23
3.2 Spesifikasi Perangkat
Ada beberapa spesifikasi yang menjadi pendukung dalam penyusunan tugas akhir ini, adapun spesifikasi perangkat yang mendukung meliputi spesifikasi
perangkat lunak dan perangkat keras.
3.2.1 Spesifikasi Perangkat Lunak Software
Perangkat lunak yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir adalah sebagai berikut:
- Sistem Operasi : Windows 10
- Aplikasi Program : Arduino 1.6.0, 3DRRadio Config 1.3.1, dan Tera Term
3.2.2 Spesifikasi Perangkat Keras Hadware
Ada beberapa perangkat keras yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini, diantaranya Laptop, GPS Tiny Parallax, Modul Radio 3DR V2, Servo,
antena Yagi 433 MHz dan Arduino.
3.2.2.1 DCcduino UNO
DCcduino UNO adalah papan mikrokontroler berbasiskan ATmega328. DCcduino UNO merupakan arduino uno revisi 3. Adapun spesifikasi dari
DCcduino UNO dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Spesifikasi Dccduino UNO Spesifikasi
Keterangan Microcontroller
ATmega328 SMD
Operating Voltage 5V
Input Voltage recommended 7-12V
Input Voltage limits 6-20V
Digital IO Pins 14 of which 6 provide PWM output
Analog Input Pins 6
DC Current per IO Pin 40 mA
Universitas Sumatera Utara
24
DC Current for 3.3V Pin 50 mA
Flash Memory 32 KB ATmega328 of which 0.5 KB
used by bootloader
SRAM 2 KB ATmega328
EEPROM 1 KB ATmega328
Clock Speed 16 MHz
Papan Arduino ATmega328 atau DCcduino UNO dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 Board DCcduino Uno 3.2.2.2 RF Modul 3DR V2
Modul Radio Frekuensi yang digunakan adalah produk dari Parallax yaitu Parallax
433 RF Transmitter dan Parallax 433 RF Receiver. Gambar 3.2
menunjukkan gambar modul radio 3DR V2 433 MHz.
Gambar 3.2 Modul Radio 3DR V2 433 MHz
Tabel 3.2 memaparkan beberapa spesifikasi dari Modul RF yang terdiri dari Receiver dan Transmitter.
Tabel 3.2 Spesifikasi Modul Radio 3DR V2 433 MHz
Spesifikasi Keterangan
Universitas Sumatera Utara
25
Supply voltage
3.7-6 VDC from USB or DF13 connector
Transmit current 100 mA at 20 dBm
Receive current 25 mA
Serial interface 3.3 V UART
Size 25.5x 53x11 mm without antenna
Weight 11.5g without antenna
RF Modul 3DR V2 memiliki 6 Pin, dimana penjelasan mengenai fungsi dari setiap Pin dapat dilihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Pin-Out Modul Radio 3DR V2
3.2.2.3 Motor Servo
Motor servo dikendalikan dengan memberikan sinyal modulasi lebar pulsa Pulse Wide Modulation PWM melalui kabel kontrol. Lebar pulsa sinyal kontrol
yang diberikan akan menentukan posisi sudut putaran dari poros motor servo. Adapun spesifikasi motor servo yang digunakan dalam tugas akhir dapat dilihat
pada Tabel 3.3. Tabel 3.3 Spesifikasi Motor Servo
Spesifikasi Keterangan
Modulation Analog
Torque
4.8V: 44.0 oz-in 3.17 kg-cm 6.0V: 57.0 oz-in 4.10 kg-cm
Speed 4.8V: 0.23 sec60°
Universitas Sumatera Utara
26
6.0V: 0.19 sec60°
Weight 1.31 oz 37.0 g
Dimensions
Length: 1.57 in 39.9 mm Width:0.79 in 20.1 mm
Height:1.42 in 36.1 mm
Gear Type Plastic
Connector Type J
3.2.2.4 GPSTiny Parallax
GPSGlobal Positioning System adalah perangkat yang digunakan untuk mendapatkan posisi suatu tempat melalui komunikasi satellite. Pada tugas akhir
ini GPS yang digunakan adalah GPS Tiny Parallax seperti pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 GPSTiny Parallax Ada pun spesifikasi dari GPS ini dapat dilihat pada Tabel 3.4.
Tabel 3.4 Spesifikasi GPS Tiny Parallax
Spesifikasi Keterangan
Receiver
Tracking up to 20 satellites L1, 1575.42 MHz, CA code
Accuracy
Position : 2DRMS approximately 5m, WAAS support
Velocity : 0.1 ms without SA imposed. Time : ± 1µsec
Acquisition Time
Cold Start : 42 sec Average Warm Start : 38 sec Average
Hot Start : 1 sec Min.
Sensitivity
Acquisition : -148 dBm Tracking : -159 dBm
Dynamics
Acquisition : -148 dBm Tracking : -159 dBm
Navigation update rate Once per second
Universitas Sumatera Utara
27
Serial port TTL
Baud rate 4800 bps
Output Message
NMEA0183 V2.2 GGA,GSV,GSA,RMC
Power supply DC 3.3V – 5V
3.3 Gambaran Umum Sistem
Diagram blok rancang bangun sistem Autotracking antena Yagi dapat
dilihat pada Gambar 3.5.
3DR V2 Antena Yagi
3DR V2 Arduino
Motor Servo Arduino
Laptop Muatan
GPS Pengamat
Gambar 3.5 Diagram Blok Sistem Autotracking Antena Yagi Gambar 3.5 menjelaskan bahwa pada tugas akhir ini terdapat dua blok
yang menjadi prioritas utama untuk membangun sitem autotracking. Blok pertama diinisialisasi dengan nama blok muatan, dimana pada muatan ini terdapat
tiga buah perangkat yang akan saling terhubung dan berfungsi sebagai titik acuan dari blok kedua. Kerja blok ini dimulai dengan GPS menetukan Posisi muatan
yang berupa data longitude dan latitude, kemudian data yang diperoleh dikirimkan dari muatan menggunakan transmitter 3DR V2 sesuai perintah mikrokontroller
arduino. Pada blok kedua Data kemudian akan diterima oleh receiver 3DR V2 yang terhubung dengan antena Yagi 433 MHz. Data GPS yang dikirim akan
Universitas Sumatera Utara
28
diubah kedalam bentuk sudut azimuth oleh mikrokontroler arduino pada blok kedua. Jika data telah menjadi bentuk sudut azimuth, maka Arduino akan
memerintahkan motor servo untuk bergerak kearah dimana posisi muatan berada berdasarkan data GPS yang dikirimkan dari blok muatan. Jika arah antena yagi
sudah sama dengan posisi muatan, maka servo akan berhenti. Blok kedua diinisalisasi dengan nama blok pengamat.
3.4 Langkah Pengerjaan Sistem
Kategori