Alat Monitoring Kondisi Gunung Berapi Nirkabel Berbasis Mikrokontroler ATMega 16.

i

ALAT MONITORING KONDISI GUNUNG BERAPI NIRKABEL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16

Disusun Oleh :

Nama : Jaka Rahmana Triadi Idrus Nrp : 0522026

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Jl. Prof.Drg.Suria Sumantri, MPH no.65, Bandung, Indonesia.

Email : me.jcotz@yahoo.com

ABSTRAK

Pada tugas akhir ini, dirancang satu simulasi aplikasi teknologi wireless untuk memonitoring kondisi gunung berapi. Pada dasarnya sistem ini terdiri dari dua bagian utama yaitu perangkat pengirim dan penerima. Sistem pada pengukuran yang dirancang terdiri dari 4 sensor yang terdiri dari sensor suhu, kelembaban, getaran dan tekanan. Sensor suhu dan kelembaban yang digunakan adalah SHT11 yang mempunyai kemampuan sebagai alat pengindra suhu serta kelembaban pada saat bersamaan. Sensor getar terdiri dari sebuah piezoeletric yang digunakan untuk mendeteksi datangnya sebuah getaran berdasarkan getaran yang ditimbulkan oleh gunung berapi. Sensor tekanan menggunakan modul DT-SENSE Barometric yang dihubungkan melalui jalur komunikasi serial I2C. Tiap sensor akan mengirimkan data ke mikrokontroler Atmega16, sedangkan data diolah oleh mikrokontroler dan dilakukan encoding, setelah itu di kirimkan secara wireless yang ditransmisikan menggunakan gelombang radio 315Mhz dengan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying). Pada sisi receiver data dilakukan decoding kembali, kemudian pada layar monitor komputer ditampilkan hasil pengukuran suhu, kelembaban dan tekanan tersebut, setiap interval waktu tertentu data akan di simpan. Untuk data getaran nilainya dalam bentuk grafik dan nilai angka untuk kemudian secara real time data di simpan ke database getar.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, perangkat sistem yang dirancang berhasil direalisasikan dengan persentase keberhasilan 100% selama sistem masih berada di dalam batas jangkauan (max 20m).

ii

WIRELESS VOLCANO STATUS MONITORING DEVICE WITH ATMEGA16 MICROCONTROLLER

Composed by :

Name : Jaka Rahmana Triadi Idrus Nrp : 0522026

Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Kristen Maranatha University, Prof. drg. Suria Sumantri, MPH Street, No. 65th, Bandung, Indonesia.

Email : me,jcotz@yahoo.com

ABSTRACT

On this final assignment, a simulation application with wireless has been design to monitoring the volcanoes activity. This system mainly consist of two parts, the transmitter and receiver. The measurement system was built with 4 sensors which are sensor for temperatur, humidity, vibration and pressure. The temperature and humidity sensors is using the SHT11 which capable to record the temperature and humidity at the same time. The vibration sensor is using the Pieszoelectric which can detect the arrival of vibration that caused by the volcano. The Pressure sensor is using the DT-SENSE Barometric module which connected via I2C communication serial lines. Each sensors will send the data to the ATMega16 microcontroller, where data will be processed and then encode, then it will send via wireless which transmitted using 315Mhz radio waves with ASK (Amplitude Shift Keying) modulation. After the data is received it will decode again, then the computer screen will displayed the measurement result of the temperature, humidity and pressure, and each data of time interval will be recorded. As for the vibration, the result will shown in the graph form and numerical value which will be saved into the vibration database in real-time.

Based on the experiments that conducted, the wireless device will working perfectly with 100% success rate, as long as the system is still in the range limit (max 20m).

v

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... v

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah ... 1

1.2. Identifikasi Masalah ... 2

1.3. Perumusan Masalah ... 2

1.4. Tujuan ... 2

1.5. Pembatasan Masalah ... 2

1.6. Spesifikasi Alat Yang Digunakan ... 3

1.7. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Telemetri ... 4

2.2. Skala Richter ... 4

2.3. Komunikasi Serial antar IC (I2C/ TWI) ... 5

2.3.1. Prinsip Komunikasi I2C ... 5

2.3.2. Pengalamatan 7-bit I2C/ TWI ... 6

2.3.3. Defenisi-defenisi Kondisi Bus ... 6

2.3.4. Mode Pengoperasian Transfer Data ... 8

2.3.4.1. Transfer Data dari Transmitter Master ke Receiver Slave 8 2.3.4.2. Transfer Data dari Transmitter Slave ke Receiver Master 8 2.3.5. Mode Operasi Melalui I2C/TWI ... 9

vi

2.3.5.2. Slave Transmitter Mode (Read Mode):. ... 10

2.4. Modul RF TLP315 dan RLP315 ... 10

2.5. Sensor Temperatur dan Kelembaban SHT11 ... 12

2.5.1. Prinsip Kerja Sensor ... 13

2.6. Sensor Barometer ... 14

2.7. Piezoelectric ... 15

2.7.1. Spesifikasi piezoelektrisitas... 15

2.7.2. Penggunaan piezoelektrik ... .. 16

2.8. Mikrokontroler AVR ATMEGA16 ... 17

2.8.1. Uraian-uraian Pin... 18

2.8.2. Pilihan-pilihan Clock (Clock)... 22

2.8.3. Timer/Counters... 23

2.8.4. ADC ATMEGA16... 26

2.9. Konverter TTL ke RS232 atau Sebaliknya ... 28

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI 3.1. Diagram Blok ... 29

3.2. Modul Pengirim dan Penerima ... 31

3.2.1. Perancangan Rangkaian Sensor Suhu dan Kelembaban ... 33

3.2.2. Rangkaian Sensor Getar ... 34

3.2.3. Rangkaian Sensor Barometer ... 35

3.2.4. Rangkaian konverter RS232 ... 35

3.2.5. Perancangan Catu Daya ... 36

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ... 37

3.3.1. Diagram alir Pengirim sensor Mikrokontroler ... 38

3.3.1.1. Script inisialisasi komunikasi ... ... 39

3.3.1.2. Script sub pembacaan data sensor suhu ... ... 39

3.3.1.3. Script sub pembacaan data sensor kelembaban ...40

3.3.1.4. Script sub pembacaan data sensor tekanan udara. ... 40

3.3.1.5. Script sub pembacaan data sensor getar. ... 41

3.3.1.6. Script sub pengiriman data via wireless. ... 41

vii

3.3.2.1. Script sub inisialisasi komunikasi penerima ... ... 42

3.3.2.2. Script sub penerimaan data ... 43

3.3.2.3. Script sub pengiriman data kekomputer ... ... 43

3.3.3. Perancangan program interface computer/delphi ... 44

3.3.3.1. Tempat penyimpanan Data /Database ... 46

3.3.4. Diagram alir Penerima Mikrokontroler ... 47

3.3.4.1. Script sub pengaktifan komunikasi computer ... ... 48

3.3.4.2. Script sub menunggu data COM ... 48

3.3.4.3. Script sub menampilkan data ke display ... .. 48

3.3.4.4. Script penyimpanan data kedatabase ... ... 49

3.3.4.5. Script penghitung waktu 5 menit ... ... 49

BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS 4.1. Pengujian Sensor SHT11 Dan Sensor Tekanan Udara/Barometric .... 50

4.1.1. Peralatan yang digunakan ... 51

4.1.2. Prosedur pengujian ... 51

4.1.2.1. Prosedur pengujian Sensor SHT 11 ... ... 51

4.1.2.2. Prosedur pengujian Sensor Tekanan udara/Barometric . 51 4.1.3. Hasil pengujian ... 51

4.2. Pengujian rangkaian Sensor Getar Piezoelectric ... 54

4.2.1. Peralatan yang digunakan ... 54

4.2.2. Prosedur pengujian ... 54

4.2.3. Hasil pengujian ... 54

4.2.3.1. Pengujian simulasi getaran menggunakan motor Vibra. 54 4.2.3.2. Pengujian Kalibrasi simulasi gempa ... 56

4.3. Pengujian jarak jangkauan ... 59

4.4. Pengujian keseluruhan Sistem ... ... 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 64

viii DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN A FOTO ALAT MONITORING KONDISI GUNUNG BERAPI NIRKABEL

LAMPIRAN B SKEMATIK MODUL PENGIRIM DAN PENERIMA LAMPIRAN C PROGRAM PADA PENGONTROL MIKRO ATMEGA16 LAMPIRAN D PROGRAM INTERFACING DELPHI

ix

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 3.1 Komponen dan Properti ... 44 Tabel 3.2 Database Gunung.dbf ... 46 Tabel 3.3 Database Gunung_gtr.dbf ... 46 Tabel 4.1 Hasil perbandingan Sensor SHT11 di lab fisika instrumentasi .. 52 Tabel 4.2 Hasil perbandingan Sensor Barometric di lab fisika instrumentasi... 52 Tabel 4.3 Hasil pengukuran SHT11 dan pengukuran tekanan udara ... 54 Tabel 4.4 Hasil pengukuran dengan frekuensi getaran berbeda ... 59 Tabel 4.5 Hasil pengujian tingkat keberhasilan jarak jangkauan ... 60

x

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Prinsip komunikasi serial bus I2C ... 6

Gambar 2.2 Proses transfer data pada I2C ... 9

Gambar 2.3 Data write – slave receiver mode ... 10

Gambar 2.4 Data read – slave transmitter mode ... 10

Gambar 2.5 Transmitter TLP315Mhz ... 11

Gambar 2.6 Receiver RLP315Mhz ... 12

Gambar 2.7 Bentuk sensor dan skema pengambilan data sensor SHT1x . 13 Gambar 2.8 Bentuk Sensor barometer ... 14

Gambar 2.9 Piezoelectric ... 16

Gambar 2.10 Diagram Blok ATMEGA16 ... 20

Gambar 2.11 Konfigurasi Pin ATMEGA16 ... 21

Gambar 2.12 Clock Eksternal... 22

Gambar 2.13 Diagram Blok Timer/Counter0... 25

Gambar 2.14 Diagram Blok Timer/Counter1... 27

Gambar 2.15 Diagram Blok Analog-to-Digital Converter ... 27

Gambar 2.16 Konfigurasi pin ICL232 ... 28

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem ... 29

Gambar 3.2 Rangkaian Modul Pengirim ... 31

Gambar 3.3 Rangkaian Modul Penerima ... 32

Gambar 3.4 Rangkaian Antar muka Sensor SHT11 ... 33

Gambar 3.5 Rangkaian Sensor Getar ... 34

Gambar 3.6 Rangkaian Modul Sensor Barometer ... 35

Gambar 3.7 Konverter RS232 ... 36

Gambar 3.8 Catu Daya ... 37

Gambar 3.9 Diagram alir pengirim sensor ... 38

Gambar 3.10 Diagram alir penerima mikrokontroler ... 42

xi

Gambar 3.12 Diagram alir program Delphi... ... 47

Gambar 4.1 Hasil Pengukuran SHT11 dan sensor barometric di Lab Fisika ... 51

Gambar 4.2 Hasil Pengukuran Tekanan Udara di Gunung Tangkuban perahu 53 Gambar 4.3 Hasil pengukuran Tekanan Udara setelah 6 menit ... 53

Gambar 4.4 Gunung Tangkuban Perahu ... 53

Gambar 4.5 Data getaran motor vibra ... 55

Gambar 4.6 Pengujian dengan 2 buah korek api ... 55

Gambar 4.7 Hasil pengukuran untuk pengujian 2 buah korek api ... 55

Gambar 4.8 Hasil pengukuran getaran 2 buah motor vibra ... ... 56

Gambar 4.9 Data hasil pengujian dengan 3 frekuensi berbeda .. ... 57

Gambar 4.10 Hasil pengukuran earthquake simulator frekuensi 10Hz... 57

Gambar 4.11 Hasil pengukuran earthquake simulator frekuensi 15Hz ... 58

Gambar 4.12 Hasil pengukuran earthquake simulator frekuensi 20Hz... 58

Gambar 4.13 Hasil pengujian data eror/lost data untuk suhu, kelembaban dan tekanan pada jarak 25m... ... 60

Gambar 4.14 Hasil pengujian data eror/lost data untuk suhu, kelembaban dan tekanan pada jarak 25m setelah 10 menit... 60

Gambar 4.15 Hasil pengujian data eror/lost data untuk getaran... 61

Gambar 4.16 Tampilan program monitor gunung... ... 62

LAMPIRAN A

FOTO ALAT MONITORING KONDISI GUNUNG

BERAPI NIRKABEL

LAMPIRAN B

B-1

B-2

LAMPIRAN C

PROGRAM PADA PENGONTROL MIKRO

ATMEGA16

C-1

Program Mikrokontroler Pengirim

' Program Pembaca Suhu, Kelembaban, Tekanan dan Getaran ' Kirim via Wireles

$regfile = "m16def.dat" $crystal = 4000000 $baud = 1200

Config Adc = Single , Prescaler = Auto

Dim Hasil As Single Dim Hasilsuhu As Single Dim Suhu As Single Dim X As Single Dim Ctr As Byte Dim Dataword As Word Dim Command As Byte Dim Dis As String * 20

Dim Suhustring As String * 6

Dim Kelembabanstring As String * 5 Dim Tekananstring As String * 6 Dim Calc As Single

Dim Calc2 As Single Dim Rhlinear As Single Dim Rhlintemp As Single Dim Tempc As Single Dim Tempf As Single Dim D_msb As Byte Dim D_lsb As Byte Dim Tekanan As Single Dim Datagetaran As Word

Dim Sdatagetaran As String * 5 Dim Datakirim As String * 26 Dim Sgetaran As String * 1

Const C1 = -4 Const C2 = 0.0405 Const C3 = -0.0000028 Const T1c = .01

Const T2 = .00008 Const T1f = .018

Sck Alias Portb.0 Dataout Alias Portb.1 Datain Alias Pinb.1

Getaran Alias Pina.0 'input getaran

C-2

Ddrb = &B11111111 'all Port B Output

Ddra = &B00000000

Config Pinb.0 = Output 'sck Config Pinb.1 = Output 'datain

Config Scl = Portc.0 Config Sda = Portc.1 'Config Clock = User

Set Dataout

For Ctr = 1 To 12 Set Sck Waitus 2 Reset Sck Waitus 2 Next Ctr Wait 2

Start Adc 'ADC mulai konversi

Do

'--- ' Pengambilan Suhu SHT11

'---

Command = &B00000011 'command untuk mendapatkan suhu

Call Getit 'Panggil sub rutin pengambilan data suhu

Tempf = T1f * Dataword Tempf = Tempf - 40

Tempc = T1c * Dataword 'jadikan suhu derajat celcius

Tempc = Tempc - 40 X = Tempf

Hasil = X - 32 Suhu = 5 / 9

Hasilsuhu = Hasil * Suhu

Dis = Fusing(hasilsuhu , "###.##")

C-3 '--- ' Pengambilan Kelembaban SHT11 '---

Command = &B00000101 ; 'Untuk Kelembaban

Call Getit 'panggil subrutin untuk mengambil data

Calc = C2 * Dataword

Calc2 = Dataword * Dataword Calc2 = C3 * Calc2

Calc = Calc + C1

Rhlinear = Calc + Calc2 Calc = T2 * Dataword Calc = Calc + T1c Calc2 = Tempc - 25 Calc = Calc2 * Calc

Rhlintemp = Calc + Rhlinear

Dis = Fusing(rhlintemp , "##.##")

Kelembabanstring = Fusing(rhlintemp , "##.#")

'--- ' Pengambilan Data Tekanan dari sensor Barometric '--- I2cstart I2cwbyte &HE0 I2cwbyte 0 I2cstop Waitms 50 I2cstart I2cwbyte &HE1

I2crbyte D_msb , Ack I2crbyte D_lsb , Nack I2cstop

Tekanan = D_msb * 256 Tekanan = Tekanan + D_lsb Tekanan = Tekanan / 10

Tekananstring = Fusing(tekanan , "####.#")

'--- ' Pengambilan Data Getaran Melalui ADC kanal 1 '--- Datagetaran = Getadc(1)

If Getaran = 1 Then Sgetaran = "1" If Getaran = 0 Then Sgetaran = "0"

C-4 '--- ' Pengiriman seluruh data

' Suhu, kelembaban, tekanan, getaran '---

Datakirim = " S" + Suhustring + "K" + Kelembabanstring + "T" + Tekananstring + "G" + Sgetaran + "A"

Print &HAA ; Datakirim ; Datagetaran ; "L"

Waitms 300 Loop

End

'--- 'Sub rutin pengambilan data Suhu dan kelembaban SHT11 '--- Sub Getit()

Local Datavalue As Word Local Databyte As Byte

'Transmission start" Set Sck Reset Dataout Reset Sck Set Sck Set Dataout Reset Sck 'pengiriman command

Shiftout Dataout , Sck , Command , 1

Ddrb = &B11111101 ‘datain Is Now Input

Config Pinb.1 = Input 'datain

Set Sck Reset Sck Waitus 10

Bitwait Pinb.1 , Reset

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1 'pengambilan Msb

Datavalue = Databyte

Ddrb = &B11111111 Config Pinb.1 = Output

C-5 Set Sck

Reset Sck

Ddrb = &B11111101 ‘datain Is Now Input Config Pinb.1 = Input

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1 'pengambilan Lsb

Shift Datavalue , Left , 8

Datavalue = Datavalue Or Databyte

Dataword = Datavalue Ddrb = &B11111111

Config Pinb.1 = Output Reset Dataout

Set Sck Reset Sck

Ddrb = &B11111101 ‘datain Is Now Input Config Pinb.1 = Input

Shiftin Datain , Sck , Databyte , 1

Ddrb = &B11111111 Config Pinb.1 = Output Set Dataout

Set Sck Reset Sck

End Sub

Program Mikrokontroler Penerima

'--- ' Program Penerima data Dari Penerima '---

$regfile = "m16def.dat" $crystal = 4000000 $baud = 1200

Dim A As String * 50 'siapkan buffer 50

Enable Interrupts

Print "Penerima" Waitms 500

C-6

Input A ' Tunggu data dari Pengukur

Print A 'Kirim kekomputer data tsb

Loop

LAMPIRAN D

D-1 unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, ExtCtrls, QCCom32, StdCtrls, Buttons, TeEngine, Series, TeeProcs, Chart, Gauges, DB, DBTables, Grids, DBGrids;

type

TForm1 = class(TForm) com: TQCCom32; Timer1: TTimer; BitBtn1: TBitBtn; psuhu: TPanel; pkelembaban: TPanel; ptekanan: TPanel; Label1: TLabel; Label2: TLabel; Label3: TLabel; Label4: TLabel; Label5: TLabel; Label6: TLabel; Bevel1: TBevel; pjam: TPanel; ptanggal: TPanel; Button1: TButton; DBGrid1: TDBGrid; DataSource1: TDataSource; Table1: TTable; Chart2: TChart; Series2: TFastLineSeries; DataSource2: TDataSource; Table2: TTable; DBGrid2: TDBGrid; BTNsimpan: TBitBtn; BTNBerhenti: TBitBtn; BitBtn2: TBitBtn; BitBtn4: TBitBtn;

procedure Timer1Timer(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure Button1Click(Sender: TObject); procedure BTNsimpanClick(Sender: TObject); procedure BTNBerhentiClick(Sender: TObject); procedure BitBtn2Click(Sender: TObject);

procedure BitBtn4Click(Sender: TObject); private

{ Private declarations } public

D-2 { Public declarations }

end; var Form1: TForm1; datars232:string; kode,x,posS,posK,posT,posG,posA,posB,STgetar,Bgetaran,BesarGetaran :integer; menit:integer; menitlama,Bsgetaran:string; SimpanGetar:boolean; implementation {$R *.dfm}

procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject); begin

pjam.caption:=formatdatetime('hh:mm:ss',time);

ptanggal.caption:=formatdatetime('dd/mm/yyyy',date);

if menit=5 then begin menit:=0; {---} table1.Refresh; table1.Last; table1.Insert; table1.FieldByName('TANGGAL').asstring:=ptanggal.caption; table1.FieldByName('JAM').asstring:=pjam.caption; table1.FieldByName('SUHU').asstring:=psuhu.caption; table1.FieldByName('KELEMBABAN').asstring:=pkelembaban.caption; table1.FieldByName('TEKANAN').asstring:=ptekanan.Caption; table1.Post; end;

if menitlama<>copy(pjam.caption,5,1) then begin

menitlama:=copy(pjam.caption,5,1); menit:=menit+1;

end;

datars232:=com.read;

if length(datars232)>20 then begin posS:=pos('S',datars232); posK:=pos('K',datars232); posT:=pos('T',datars232); posG:=pos('G',datars232); posA:=pos('A',datars232);

D-3 posB:=pos('L',datars232);

if (posS<>0) and (posK<>0) and (posT<>0)

and (posG<>0) and (posA<>0) and (posB<>0) then begin

Bsgetaran:=copy(datars232,posA+1,posB-posA-1);

val(Bsgetaran,Bgetaran,kode); if bgetaran<>0 then

begin

BesarGetaran:=(bgetaran div 2)-189;

if simpangetar then begin table2.refresh; table2.Last; table2.Insert; table2.FieldByName('TANGGAL').asstring:=ptanggal.caption; table2.FieldByName('JAM').asstring:=pjam.caption; table2.fieldbyname('DATA').asstring:=inttostr(BesarGetaran); table2.Post; end;

end else Besargetaran:=0;

psuhu.caption:=copy(datars232,posS+1,4);

pkelembaban.caption:=copy(datars232,posK+1,4);

ptekanan.caption:=copy(datars232,posT+1,posg-posT-1); x:=x+1;

Chart2.Series[0].Add(besargetaran, inttostr(x), clTeeColor);

end;

end; end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject); begin com.pick; x:=0; menitlama:='0'; menit:=0; simpangetar:=false; end;

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin

chart2.Series[0].clear; x:=1;

D-4

procedure TForm1.BTNsimpanClick(Sender: TObject); begin

simpanGetar:=true;

btnsimpan.enabled:=false; btnberhenti.enabled:=true; end;

procedure TForm1.BTNBerhentiClick(Sender: TObject); begin

SimpanGetar:=false;

btnberhenti.enabled:=false; btnsimpan.enabled:=true; end;

procedure TForm1.BitBtn2Click(Sender: TObject); begin

table2.Refresh;

while not table2.eof do begin

table2.Last; table2.Delete;

end; end;

procedure TForm1.BitBtn4Click(Sender: TObject); begin

table1.Refresh;

while not table1.eof do begin table1.Last; table1.Delete; end; end; end

LAMPIRAN E

DATASHEET

---

SHT1x/SHT7x ... E-1 DT-SENSE BAROMETRIC PRESSURE ... E-9 ATMEL ATMEGA16/ATMEGA16L ... E-19 IC 4069UB (INVERTER) ... E-23 MODUL RF TLP-RLP 315 ... E-27

Bab I Pendahuluan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia adalah negara kepulauan yang sebagian besar daerahnya diliputi oleh rangkaian gunung berapi. Pengukuran suhu, getar, tekanan dan kelembaban kebanyakan dilakukan secara jarak jauh, hal ini dikarenakan kondisi alam dan medan yang tidak memunginkan manusia untuk melakukan pengukuran secara langsung. Telemetri berasal dari kata “Tele” yang berarti jauh dan “Metri” yang berarti pengukuran, Dengan demikian telemetri adalah suatu sistem komunikasi untuk transfer data pengukuran pada jarak jauh yang menggunakan media transmisi sebagai Carrier data tersebut.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam telemetri adalah teknik modulasi dan saluran transmisi. Modulasi merupakan proses konversi sinyal informasi menjadi suatu gelombang sinus, atau penumpangan suatu sinyal (sinyal informasi) ke sinyal pembawa (carrier). Ada beberapa macam teknik modulasi yang biasa digunakan,Tergantung pada parameter yang dimodulasi. Untuk melakukan pengukuran jarak jauh dibutuhkan sebuah perangkat yang handal dan dapat melakukan pengukuran jarak jauh.

Pada tugas akhir ini dibuat suatu sistem yang dapat memonitor kondisi gunung berapi secara nirkabel, teknik pengiriman informasi dilakukan secara wireless dan merupakan salah satu faktor penting untuk penyampaian informasi secara cepat dan akurat dalam sistem monitoring kondisi gunung berapi

Bab I Pendahuluan 2

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasar latar belakang di atas, masalah utama yang akan diangkat pada Tugas Akhir ini adalah mengenai pengukuran suhu, getaran, tekanan dan kelembaban pada kondisi gunung berapi.

1.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini meliputi: 1. Bagaimana membuat perangkat telemetri suhu, getaran, tekanan dan

kelembaban untuk memonitoring kondisi gunung berapi?

2. Bagaimana proses hasil pengiriman data oleh pengukuran secara nirkabel yg dilakukan oleh masing-masing parameter?

1.4 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:

1. Mendesain perangkat telemetri suhu, getaran, tekanan dan kelembaban untuk memonitoring kondisi gunung berapi.

2. Mendapatkan hasil pengiriman data pengukuran secara nirkabel dari simulasi yang diujikan pada perangkat keras telemetri yang dibuat.

1.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada Tugas Akhir ini meliputi: 1. Kondisi gunung berapi dalam bentuk simulasi.

2. Parameter yang diukur adalah suhu, getaran, kelembaban dan tekanan. 3. Alat yang dibuat adalah prototipe dan diuji secara simulasi pada

aktifitas gunung berapi.

4. Khusus parameter getaran hanya ditampilkan simpangan amplituda getarannya dan keluaran tegangannya.

5. Wireless yang ditransmisikan menggunakan gelombang radio 315Mhz dengan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying).

Bab I Pendahuluan 3

1.6 Spesifikasi Alat Yang Digunakan

Alat yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a. Mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat pengolah yaitu

mikrokontroler ATMEGA16

b. Menggunakan Sensor Suhu dan Kelembaban SHT-11

c. Menggunakan Sensor Barometer DT-SENSE BAROMETRIC PRESSURE

& TEMPERATURE.

d. Menggunakan Piezoelectric sebagai sensor getar

e. Menggunakan TLP/RLP315Mhz sebagai Media Transmisi Data

f. Catu daya sebagai sumber tegangan menggunakan tegangan sebesar 5V.

g. Bahasa pemograman menggunakan BASCOM (Basic Compiler).

h. Menggunakan software Delphi untuk menampilkan data pada komputer dan disimpan pada database.

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas mengenai latar belakang permasalahan, perumusan masalah, tujuan penulisan, metode penyelesaian masalah serta sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini. BAB II : DASAR TEORI

Bab ini membahas mengenai telemetri, rangkaian modul RF untuk transmitter dan receiver, rangkaian pengodean untuk decoder dan encoder,

BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini membahas bagaimana proses pengukuran suhu, kelembaban, getaran, tekanan yang dilakukan dari jarak jauh untuk memonitor kondisi gunung berapi secara simulasi. BAB IV : DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

Bab ini menguraikan hasil dan analisa dari simulasi yang telah dibuat.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari analisa yang telah dilakukan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut.

Bab V K esimpulan Dan Saran

64

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis mendapatkan beberapa kesimpulan, antara lain:

1. Sistem Wireless menggunakan gelombang radio 315Mhz dengan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying) berhasil dirancang, direalisasikan, dan berfungsi dengan baik dengan jarak jangkauan 20m di ruang terbuka.

2. Rata-rata Persentase kesalahan yang didapat dari perbandingan lima hasil pengujian sensor SHT11 dan sensor Barometric dengan CONSTANT HT100 pada lab fisika instrumentasi :

Sensor Suhu = 1.23 %

Sensor kelembaban = 0.9 %

Sensor Tekanan = 0.848 %

3. Kalibrasi sensor getaran piezoelectric dengan sensor getaran akselerometer yang dilakukan dengan Earthquake simulator pada rentang frekuensi 10Hz -20Hz mendapatkan hasil perbandingan yang dilihat dari kedua sensor tersebut adalah perbedaan satuan yang dipakai dalam simulasi getaran dan dapat disimpulkan bahwa sensor getaran piezo yang dibuat dapat merespon getaran pada frekuensi yang berbeda dengan mengeluarkan output tegangan semakin tinggi jika frekuensi semakin tinggi.

5.2 Saran

Berikut adalah saran-saran penulis untuk siapa saja yang ingin merevisi dan mengembangkan sistem ini.

1. Dapat dikembangkan agar sistem monitoring gunung berapi memiliki tingkat keamanan dalam pengiriman data yang lebih baik dan lebih akurat dalam kondisi gunung berapi.

Bab V K esimpulan Dan Saran 65

2. Sensor getaran dikembangkan agar dapat langsung menunjukan dalam satuan skala richter.

3. Untuk meningkatkan jarak jangkauan antara pemantau dengan penerima, maka lebih baik menggunakan modul wireless yang lebih baik lagi, baik dari sisi performa jangkauan serta kecepatan pengiriman data.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arif Widodo. Mikrokontroler AVR ATmega 8/32/16/8535 dan

pemrogramannya. Informatika, Bandung, 2008.

2. Cooper, Wiliam D. 1993. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Edisi Kedua. Terjemahan S. Pakpahan. Jakarta : Penerbit Erlangga

3. Datasheet “DT-SENSE BAROMETRIC PRESSURE & TEMPERATURE

SENSOR”, Innovative Electronic

4. Datasheet “HEX INVERTER HCC/HCF4069UB”, SGS-THOMSON, 1994.

5. Datasheet “MAXIM +5V-Powered, Multichannel RS-232 Drivers/Receivers”, MAXIM, 2003.

6. Datasheet “RF ASK Hybrid Modules for Radio Control”, LAIPAC TECH. 7. Datasheet “SHT1/SHT7x Humidity and Temperature Sensor”, Sensirion

8. Datasheet “8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash ATmega16-ATmega16L”, ATMEL, 2007.

9. Widodo Budiharto. 2005. Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler : PT.Elex Media Komputindo

10. http://id.wikipedia.org/wiki/Skala_Richter

11. http://id.wikipedia.org/wiki/Telemetri

12. http://www.scribd.com/doc/44045129/TELEMETRI-SUHU1

Bab I Pendahuluan

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia adalah negara kepulauan yang sebagian besar daerahnya diliputi oleh rangkaian gunung berapi. Pengukuran suhu, getar, tekanan dan kelembaban kebanyakan dilakukan secara jarak jauh, hal ini dikarenakan kondisi alam dan medan yang tidak memunginkan manusia untuk melakukan pengukuran secara langsung. Telemetri berasal dari kata “Tele” yang berarti jauh dan “Metri” yang berarti pengukuran, Dengan demikian telemetri adalah suatu sistem komunikasi untuk transfer data pengukuran pada jarak jauh yang menggunakan media transmisi sebagai Carrier data tersebut.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam telemetri adalah teknik modulasi dan saluran transmisi. Modulasi merupakan proses konversi sinyal informasi menjadi suatu gelombang sinus, atau penumpangan suatu sinyal (sinyal informasi) ke sinyal pembawa (carrier). Ada beberapa macam teknik modulasi yang biasa digunakan,Tergantung pada parameter yang dimodulasi. Untuk melakukan pengukuran jarak jauh dibutuhkan sebuah perangkat yang handal dan dapat melakukan pengukuran jarak jauh.

Pada tugas akhir ini dibuat suatu sistem yang dapat memonitor kondisi gunung berapi secara nirkabel, teknik pengiriman informasi dilakukan secara wireless dan merupakan salah satu faktor penting untuk penyampaian informasi secara cepat dan akurat dalam sistem monitoring kondisi gunung berapi

Bab I Pendahuluan 2

1.2 Identifikasi Masalah

Berdasar latar belakang di atas, masalah utama yang akan diangkat pada Tugas Akhir ini adalah mengenai pengukuran suhu, getaran, tekanan dan kelembaban pada kondisi gunung berapi.

1.3 Perumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas dalam Tugas Akhir ini meliputi: 1. Bagaimana membuat perangkat telemetri suhu, getaran, tekanan dan

kelembaban untuk memonitoring kondisi gunung berapi?

2. Bagaimana proses hasil pengiriman data oleh pengukuran secara nirkabel yg dilakukan oleh masing-masing parameter?

1.4 Tujuan

Tujuan yang hendak dicapai dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah:

1. Mendesain perangkat telemetri suhu, getaran, tekanan dan kelembaban untuk memonitoring kondisi gunung berapi.

2. Mendapatkan hasil pengiriman data pengukuran secara nirkabel dari simulasi yang diujikan pada perangkat keras telemetri yang dibuat.

1.5 Pembatasan Masalah

Pembatasan masalah pada Tugas Akhir ini meliputi: 1. Kondisi gunung berapi dalam bentuk simulasi.

2. Parameter yang diukur adalah suhu, getaran, kelembaban dan tekanan. 3. Alat yang dibuat adalah prototipe dan diuji secara simulasi pada

aktifitas gunung berapi.

4. Khusus parameter getaran hanya ditampilkan simpangan amplituda getarannya dan keluaran tegangannya.

5. Wireless yang ditransmisikan menggunakan gelombang radio 315Mhz dengan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying).

Bab I Pendahuluan 3

1.6 Spesifikasi Alat Yang Digunakan

Alat yang digunakan memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a. Mikrokontroler yang digunakan sebagai pusat pengolah yaitu mikrokontroler ATMEGA16

b. Menggunakan Sensor Suhu dan Kelembaban SHT-11

c. Menggunakan Sensor Barometer DT-SENSE BAROMETRIC PRESSURE & TEMPERATURE.

d. Menggunakan Piezoelectric sebagai sensor getar

e. Menggunakan TLP/RLP315Mhz sebagai Media Transmisi Data

f. Catu daya sebagai sumber tegangan menggunakan tegangan sebesar 5V. g. Bahasa pemograman menggunakan BASCOM (Basic Compiler).

h. Menggunakan software Delphi untuk menampilkan data pada komputer dan disimpan pada database.

1.7 Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas mengenai latar belakang permasalahan, perumusan masalah, tujuan penulisan, metode penyelesaian masalah serta sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini. BAB II : DASAR TEORI

Bab ini membahas mengenai telemetri, rangkaian modul RF untuk transmitter dan receiver, rangkaian pengodean untuk decoder dan encoder,

BAB III : PERANCANGAN DAN REALISASI

Bab ini membahas bagaimana proses pengukuran suhu, kelembaban, getaran, tekanan yang dilakukan dari jarak jauh untuk memonitor kondisi gunung berapi secara simulasi. BAB IV : DATA PENGAMATAN DAN ANALISA

Bab ini menguraikan hasil dan analisa dari simulasi yang telah dibuat.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari analisa yang telah dilakukan dan saran untuk pengembangan lebih lanjut.

Bab V K esimpulan Dan Saran

64

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis mendapatkan beberapa kesimpulan, antara lain:

1. Sistem Wireless menggunakan gelombang radio 315Mhz dengan modulasi ASK (Amplitude Shift Keying) berhasil dirancang, direalisasikan, dan berfungsi dengan baik dengan jarak jangkauan 20m di ruang terbuka.

2. Rata-rata Persentase kesalahan yang didapat dari perbandingan lima hasil pengujian sensor SHT11 dan sensor Barometric dengan CONSTANT HT100 pada lab fisika instrumentasi :

Sensor Suhu = 1.23 % Sensor kelembaban = 0.9 % Sensor Tekanan = 0.848 %

3. Kalibrasi sensor getaran piezoelectric dengan sensor getaran akselerometer yang dilakukan dengan Earthquake simulator pada rentang frekuensi 10Hz -20Hz mendapatkan hasil perbandingan yang dilihat dari kedua sensor tersebut adalah perbedaan satuan yang dipakai dalam simulasi getaran dan dapat disimpulkan bahwa sensor getaran piezo yang dibuat dapat merespon getaran pada frekuensi yang berbeda dengan mengeluarkan output tegangan semakin tinggi jika frekuensi semakin tinggi.

5.2 Saran

Berikut adalah saran-saran penulis untuk siapa saja yang ingin merevisi dan mengembangkan sistem ini.

1. Dapat dikembangkan agar sistem monitoring gunung berapi memiliki tingkat keamanan dalam pengiriman data yang lebih baik dan lebih akurat dalam kondisi gunung berapi.

Bab V K esimpulan Dan Saran 65

2. Sensor getaran dikembangkan agar dapat langsung menunjukan dalam satuan skala richter.

3. Untuk meningkatkan jarak jangkauan antara pemantau dengan penerima, maka lebih baik menggunakan modul wireless yang lebih baik lagi, baik dari sisi performa jangkauan serta kecepatan pengiriman data.

DAFTAR PUSTAKA

1. Arif Widodo. Mikrokontroler AVR ATmega 8/32/16/8535 dan pemrogramannya. Informatika, Bandung, 2008.

2. Cooper, Wiliam D. 1993. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Edisi Kedua. Terjemahan S. Pakpahan. Jakarta : Penerbit Erlangga

3. Datasheet “DT-SENSE BAROMETRIC PRESSURE & TEMPERATURE SENSOR”, Innovative Electronic

4. Datasheet “HEX INVERTER HCC/HCF4069UB”, SGS-THOMSON, 1994. 5. Datasheet “MAXIM +5V-Powered, Multichannel RS-232 Drivers/Receivers”,

MAXIM, 2003.

6. Datasheet “RF ASK Hybrid Modules for Radio Control”, LAIPAC TECH. 7. Datasheet “SHT1/SHT7x Humidity and Temperature Sensor”, Sensirion

8. Datasheet “8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash ATmega16-ATmega16L”, ATMEL, 2007.

9. Widodo Budiharto. 2005. Perancangan Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler : PT.Elex Media Komputindo

10. http://id.wikipedia.org/wiki/Skala_Richter 11. http://id.wikipedia.org/wiki/Telemetri

12. http://www.scribd.com/doc/44045129/TELEMETRI-SUHU1 13. http://www.wikipedia.org/wiki/piezoelectric.html