Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penampil LOkasi TErkini pada Bus Malam Salatiga - Jakarta (PP) dengan Jalur Pantai Utara Jawa T1 612009053 BAB II

(1)

BAB II

LANDASAN TEORI

Dalam merealisasikan suatu alat diperlukan dasar teori untuk menunjang hasil yang optimal. Pada bab ini akan dibahas dasar teori yang berhubungan dengan perancangan skripsi antara lain Global Positioning System (GPS), Mikrokontroler Arduino Mega 2560, danDot matrix display32×16.

2.1. Tinjauan Pustaka

Dalam tinjauan pustaka ini membahas skripsi atau penelitian yang berkaitan dengan alat yang dibuat penulis. Skripsi dari Risya Agung Nugroho dengan judul Pelacak Posisi Kendaraan dengan GPS merupakan salah satu skripsi yang berkaitan dengan alat yang dibuat penulis. Skripsi ini menggunakan basis data yang sama yaitu GPS sebagai sumber data informasi untuk menentukan lokasi. GPS ditempatkan pada kendaraan yang hendak akan dilacak oleh pengguna. Untuk mengetahui posisi kendaraan tersebut adalah dengan cara mengkases melalui mengirim sebuah SMS (Short Massage Service) dengan format tertentu dikirimkan ke nomor tertentu dan akan diterima SMS Gateway yang terintegrasi dengan GPS untuk selanjutnya diproses dengan membalas SMS ke user kembali. Dengan begitu user tahu posisi kendaraan berada dimana. Namun dalam skripsi ini masih terkendala minimnya daerah yang bisa tercakup dikarenakan memori dari mikrokontroler yang digunakan masih terbatas. Sehingga hanya mencakup daerah sekitar Salatiga saja.

Dalam hal ini alat yang dibuat penulis mempunyai perbedaan latar belakang dengan skripsi dari Risya Agung Nugroho yang lebih berorientasi pada pengaplikasian pelacakan sebuah kendaraan oleh user yang dimana user itu sendiri tidak berada pada kendaraan tersebut dan menggunakan SMS sebagai media informasinya. Berbeda dengan penulis yang lebih berorientasi kepada user yang mendapatkan informasi langsung pada kendaraan yang sedang ditumpangi, dalam hal ini user adalah sebagai penumpang bus malam. Sehingga usertidak memerlukan perangkat tambahan dan alat yang dibuat penulis mampu menampilkan daerah yang lebih banyak.

(2)

Selain skripsi tersebut, terdapat produk komersial yang berkaitan dengan alat yang dibuat penulis. Salah satunya adalahrunning text yang tertampil dalam dot matrix diaplikasikan pada bus Trans Jakarta. Tampilan padadot matrixtersebut adalah halte halte yang dilalui dalam koridor bus Trans Jakarta tersebut. Pengoprasian dari dot matrix tersebut masih dilakukan dengan manual oleh pengemudi. Pengoprasian secara manual ini mempunyai kelemahan jika pengemudi lupa atau terlambat menyalakan tombol untuk merubah nama halte yang akan disinggahi. Dalam hal ini alat yang dibuat penulis mempunyai perbedaan pengoprasian alat dengan dot matrix pada bus Trans Jakarta. Alat yang dibuat penulis sudah beroprasi secara otomatis karena berpatokan pada data GPS, sehingga pengemudi tidak repot untuk mengoprasikannya.

2.2.Global Positioning System(GPS)

Global Positioning System (GPS) adalah suatu sistem saat ini yang mampu menunjukan posisi dengan tepat dipermukaan bumi selama dapat terjangkau oleh sinyal satelit GPS[3]. GPS memungkinkan untuk mengetahui posisi geografis (garis lintang, garis bujur, dan ketinggian diatas permukaan laut). Sistem ini dikembangkan oleh Departemen Keamanan Amerika Serikat[4].

Sistem berbasis satelit ini menggunakan jaringan dua puluh empat satelit utama dan mempunyai tiga satelit cadangan yang berada di orbit bumi. GPS dapat bekerja di segala kondisi cuaca dan dapat digunakan dengan gratis. Dua puluh empat satelit yang membentuk jaringan itu mengorbit setinggi 17.120 km. Secara konstan bergerak mengorbit mengelilingi Bumi sebanyak dua kali perharinya dengan kecepatan sekitar 8500 km per jam[5].

Satelit GPS dalam perjalanannya mengelilingi Bumi memancarkan sinyal yang nantinya akan diterima GPSreceiver. Sinyal tersebut mempunyai dua macam frekuensi. L2 mempunyai frekuensi 1227,60 MHz diperuntukan bagi militer, sedangkan L1 mempunyai frekuensi 1,57542 GHz diperuntukan untuk sipil. Dengan frekuensi sebesar 1,57542 GHz maka sinyal tersebut dapat menembus kaca atau plastik namun tidak dengan benda padat[6].

GPS bekerja dengan konsep triangulasi untuk mendapatkan posisi yang akurat. Konsep ini mengharuskan GPS receiver menangkap paling tidak tiga buah satelit.

(3)

Untuk mengukur triangulasi, GPS receiver mengukur jarak dengan dasar waktu yang diperlukan oleh sinyal satelit melakukan perjalanan dari transmitter satelit ke GPS receiver. Berkaitan dengan itu dapat dihitung seberapa jauh jarak antara satelit dengan GPS receiver dengan menggunakan rumus sebagai berikut[6] :

Jarak = Kecepatan × Waktu . . . .(1) Keterangan :

Kecepatan = kecepatan gelombang mikro yang dikirimkan dari satelit

Waktu = waktu yang dibutuhkan dari satelit mengirimkan sinyal hingga sampai GPSreceiver

Jarak = jarak antara satelit dengan GPSreceiver

Lokasi setiap satelit memiliki koordinat yang digunakan sebagai titik referensi. Setelah diketahui jarak ke sebuah satelit dari GPS receiver maka dapat memberikan kemungkinan titik lokasi pada permukaan kulit bola dengan satelit sebagai pusat bola. Dengan GPS receiver dapat mengetahui jarak dua buah satelit maka memberikan kemungkinan titik lokasi pada perpotongan dua buah bola. Tapi dengan dua buah satelit saja belum dapat menentukan sebuah titik koordinat yang tepat. Sehingga diperlukan jarak satelit ke-tiga yang selanjutnya akan memberikan kemungkinan titik lokasi pada dua titik perpotongan. Pada tahap ini ada dua kemungkinan titik lokasi, kemudian langkah yang diambil adalah mempertimbangkan bumi sebagai bola ke-empat maka salah satu titik tersebut ada dipermukaan bumi. Titik itulah yang menjadi lokasi titik koordinat yang diukur[7].

(4)

Sinyal satelit yang diterima memiliki informasi pesan dengan banyak macam. Seperti GSV, RMC, GSA, GGA, GLL, VTG, dan TXT.

 GGA :Global Positioning System Fix Data

Tabel 2.1. Format Data Informasi GGA

Nama Contoh Deskripsi

Indentifikasi Format $GPGGA Global Positioning System Fix Data

Waktu 60159 6:01:59

Lintang 4124.8963,N 41d 24.8963 N atau 41d 24 54 N Bujur 08151.6838,W 81d51.6838 W atau 81d51 41 W Cek Kualitas :

1 Data dari GPS tepat - 0 = Cacat

- 1 = GPS tepat - 2 = DGPS tepat

Jumlah Satelit 5 5 Satelit terkunci

Horizontal Dilution of

Precision(HDOP) 1.5 Akurasi relatif posisi horizontal Ketinggian 280.2,M 280.2 meter di atas permukaan

laut Ketinggian geoid di atas

ellipsoide WGS84 -34.0,M -34.0 meter Waktu sejak pembaharuan

DGPS terkahir kosong Tidak ada pembaharuan Identitas referensi stasitun

DGPS kosong Tidak ada identitas stasiun

Mengecek Kesalahan *80

Digunakan oleh program untuk memeriksa kesalahan transmisi

 GLL :Geographic Position Latitude/Longitude

Tabel 2.2. Format Data Informasi GLL

Nama Contoh Deskripsi

Identifikasi Format $GPGLL Geographic position Latitude/Longitude

Lintang 4916.46 49d 16.45min

Indikator N/S N N = Utara , S = Selatan

Bujur 14507.36 145° 07.36 menit

(5)

Waktu 230345 23:03:45

Status A A = Data tepat , V = Data tidak tepat Mengecek Kesalahan *80 Digunakan oleh program untuk

memeriksa kesalahan transmisi

 RMC :Recommended Minimum Specific GNSS data

Tabel 2.3. Format Data Informasi RMC

Nama Contoh Deskripsi

Identifikasi Format $GPRMC

Recommended Minimum specific

GPS/Transit data

Waktu 60159 6:01:59

Ketepatan

A = data tepat , V = data tidak tepat

Lintang

4124.8963,N

41° 24.8963 Utara atau 41° 24 54 Utara

Bujur

08151.6838,W

81°51.6838 Barat atau 81°51 41 Barat Kecepatan di permukaan tanah 130.5 130,5 Knot Bergerak di atas permukaan

tanah 232.6 Bergerak

Tanggal 20031998 20 Maret 1998

Perbedaan 4.5,W Perbedaan magnetik 4,5° Barat

Mengecek Kesalahan *80

Digunakan oleh program untuk memeriksa kesalahan transmisi

 GSV: Satellites in View

Tabel 2.4. Format Data Informasi GSV

Contoh Desckripsi

$GPGSV Satellites in View

4 Total jumlah pesan jenis ini dalam sebuah siklus

1 Jumlah pesan

13 Total jumlah satelit yang terlihat 02 Jumlah satellites PRN

02 Ketinggian, dalam derajat, maksimal 90° 213 Azimuth, derajat dari bagian Utara, 000 °

(6)

03 SNR, 00 sampai 99 dB (nol jika tidak ada pelacakan)

02,17,308,41 Informasi tentang Satelit kedua, format yang sama seperti bagian 4 sampai 7 12,07,344,39 Informasi tentang ketiga Satelit, format

yang sama seperti bagian 4 sampai 7 14,22,228,45 Informasi tentang ketiga Satelit, format

yang sama seperti bagian 4 sampai 7 *80 Mengecek kesalahan data

 VTG :Velocity made good

Tabel 2.5. Format Data Informasi VTG

Example Description

$GPVTG Velocity made good 054.7,T Lintasan tepat (derajat) 034.4,M Lintasan magnetik baik

005.5,N Kecepatan di atas permukaan tanah, knot 010.2,K Kecepatan di atas permukaan tanah,

kilometer per jam

*80 Mengecek kesalahan data

Pada data titik koordinat lintang (latitude) bernilai negatif menunjukan bahwa titik tersebut terdapat pada garis lintang selatan sedangkan jika bernilai positif maka titik tersebut berada pada garis lintang utara. Selanjutnya pada data titik koordinat bujur (longitude) bernilai positif menunjukan bahwa titik tersebut terdapat di bujur timur namun jika bernilai negatif titik tersebut berada di garis bujur barat.

2.3. Arduino Mega 2560

Fungsi utama mikrokontroler adalah sebagai pusat sistem kendali yang dapat diatur sesuai dengan keinginan pengguna. Pengaturan tersebut dilakukan melalui algoritma yang ditanamkan pada mikrokontroler tersebut. Pada beberapa jenis mikrokontroler telah didukung dengan beberapa kelebihan, misalnya memiliki flash ROM yang cukup besar, memiliki ADC internal, terdapat timer yang dapat digunakan

(7)

sebagai penghasil PWM, terdapat jalur komunikasi serial, SPI dan I2C, terdapat pula jalur interupsi, serta memiliki analog komparator[8].

Arduino Mega 2560 merupakan mikrokontroler dengan basis mikrokontroler ATMega 2560. Arduino ini mempunyai 54 pin digital input / output yang juga 15 pin dapat digunakan sebagai PWM output, 16 analog input, 4 UART, sebuah kristal 16MHz, sebuah koneksi USB, sebuah jack power, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset. Dari segi memori Arduino Mega 2560 memiliki flash memory untuk menyimpan kode sebesar 256KB, SRAM 8KB, dan EEPROM 4KB[9].

Gambar 2.2. Konfigurasi pin mikrokontroler Arduino Mega 2560

Pada gambar 2.2 merupakan susunan konfigurasi pin pada mikrokontroler Arduino Mega 2560, berikut adalah penjelasan fungsi masing masing tersebut[9] :

1. VCC adalah masukandigital voltage supply. 2. GND adalah pinground.

3. ADC Port (PF0 PF7 , PK0 PK7) digunakan untuk input ADC (Analog to Digital Converter). Terdapat total 16 pin ADC yang dapat digunakan .