DRAF JURNAL PENELITIAN INOVASI UNSIL Investigasi kedalaman airlaut pada komunikasi wireless dengan Xbee Pro berbasis Protokol IEEE

Transkripsi

1 Investigasi kedalaman airlaut pada komunikasi wireless dengan Xbee Pro berbasis Protokol IEEE Investigation of Seawater Depth on Wireless Communication With Xbee Pro Base on IEEE Protocol Nurul Hiron, Asep Andang Kedalaman air laut dan kadar garam merupakan variabel yang dapat mempengaruhi gelombang medan elektromagnetik pada komunikasi wireless, tentunya menjadi penting untuk diketahui bagaimana pengaruh kedalaman air laut dan kadar garam terhadap kualitas konumikasi wireless dari dalam laut hingga ke permukaan laut. Penelitian ini fokus pada investigasi untuk menemukan pengaruh tingkat kedalaman air laut dan kadar garam air laut terhadap performa komunikasi wireless berbasis protokol IEEE Metode penelitian adalah membuat komunikasi point to point di mana modul remote di letakkan pada kedalaman air laut, sementara modul local (server) diletakan di permukaan air laut. Modul remote dan local (sesrver) yang digunakan adalah Xbee Pro pada mode ATI. Pengukuran radio range test komunikasi antara modul menggunakan applikasi XCTU version variabel yang diukur adalah kuat sinyal, transfer rate error, packets recieved error yang terjadi selama pengujian. Pengujian dilakukan di laut selatan Jawa barat daerah pantai Pangandaran. Hasil dari pengujian menunjukan bahwa Xbee Pro dapat berkomunikasi dengan baik pada kedalaman...sementara pada kedalaman... diperoleh kuat sinyal..., transfer rate error..., packets recieved error... Introduction Gejolak teknologi smart system, khususnya pada komunikasi wireless sangat berkembang pesat saat ini, beberapa protokol pendukung telah banyak diperkenalkan dan diskusikan. Teknologi ini dibangun untuk memenuhi kebutuhan manusia yang saat ini semakin komplek di mana komunikasi antara mesin membutuhkan komunikasi dengan data besar, kecepatan tinggi, akurasi yang tinggi, lingkungan yang berbeda, terkadang ekstrim, tak terkecuali di dalam air laut sekalipun. Wireless teknologi memegang peran yang besar untuk memenuhi kebutuhan tersebut. Banyak riset yang membahas mengenai teknik komunikasi dalam air [1], [2]. Wireless Sensor Network (WSN) dalam laut merupakan teknik komunikasi banyak sensor yang digunakan untuk memonitor fenomena fisik dalam air menjadi lebuh mudah dan cepat [3]. Perkembangan teknologi sensing berkembang pesat, salah satunya pada kerprluan mengendalikan robot (drone) bawah laut (Reddy P. S, Rao. K.R. 2014). Jaringan sensor bawah laut memilik arsitektur sebagaimana Fig 1. di mana sensor dapat berkomunikasi dari dalam laut kepada daratan melalui akses poin yang ada dipermukaan, dapat berupa kapal atau berupa antena [3] (Stuntebeck. At al. 2006). OVERVIEW OF IEEE

2 Methodology Dari Gambar 3.2 dilakukan pengujian sistem dimana sensor node diletakkan di kedalaman air laut, sedangkan host node sebagai penerima data diletakkan di permukaan air, kemudian pengukuran transmisi data menggunakan aplikasi X-CTU. Variabel yang diukur adalah kedalam air (jarak dari sensor terhadap host), kadar garam air, kuat signal dan tingkat error transmisi data. Pengukuran kecepatan perambatan c signal pada air tawar dapat diketahu dari persamaan berikut (Balanis dalam Lloret. J. 2012). 1 c (1 + x e ) μ r. 4π Dimana c adalah kecepatan perambatan, Xe adalah kerentanan elektrik air, µ r adalah permebilitas magnetik air Peralatan ukur yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Alat ukur suhu merk LINI-T tipe UT71 (Gambar 3.5) 2. Alat ukur salinitas (refractometer 0-100%) merk ATC (Gambar 3.6) 3. Alat ukur kedalaman air, menggunakan meteran tanah dengan panjang 50m (Gambar 3.7)

3 Gambar 3.5. Alat ukur suhu Gambar 3.6. Alat ukur salinitas (refraktometer %) Gambar 3.7 Meteran Result and Discuss Pemodelan sistem melibatkan 2 modul Xbee Pro, satu modul Xbee-Pro sebagai node lokal (Gambar 4.1) dan xbee lainnya sebagai Xbee-Pro remote (Gambar 4.2). Pengujian menggunakan software XCTU Versi

4 Gambar 4.1 Modul Xbee sebagai node lokal Gambar 4.2 Xbee sebagai router Gambar 4.3 Pengujian komunikasi XbeePro lokal dengan XbeePro remote dengan applikasi XCTU Konfigurasi dasar pada masing masing xbee untuk pengaturan status xbee. Dari applikasi XCTU dapat ditentukan xbee mana berperan sebagai koordinator dan xbee mana yang sebagai router. Gambar 4.4 konfigurasi dasar xbee pada aplikasi CXTU Pengujian Komunikasi xbee moderator dan xbee router bersama pada komputer, hal ini dilakukan untuk memastikan xbee dapat berkomunikasi dengan komputer secara baik.

5 Gambar 4.5 hasil setting xbee pada mode API Jika setting xbee sebagai router da koordinator telah berhasil, maka aplikasi XCTU akan menampilkan hasil komunikasi antara xbee moderator dengan xbee router sebagaimana pada Gambar 4.5 berikut Gambar 4.5. Hasil komunikasi xbee moderator terhadap xbee router Pengujian dilakukan di pantai Pangandaran, Tasikmlaya Jawa Barat pada koordinat 7 42'04.4"S '03.4"E, sebagai mana Gambar 4.6 berikut. Dilakukan pada sore hari jam 16:00 WIB. Gambar 4.6. Lokasi pengujian Pengujian dilaksanakan di jarak 1Km dari pantai timur Pangandaran pada suhu air laut di permukaan adalah C. Pengukuran dilakukan di atas perahu nelayan. Kadar garam air laut setelah pengukuran dengan alat salinitas 0-100% adalah 25%.

6 Gambar 4.7. Pengujian lapangan dilakukan pada air tawar, dimana xbee router diletakan Pada saat pengujian di lapangan, Xbee-Pro node remote diletakan di dalam kantong plastik kedap air, kemudian aplikasi XCTU di aktifkan pada mode API. Xbee-Pro router tersebut kemudian diletakan di dalam air sementara Xbee-Pro lokal sebagai server diletakan di permukaan air, sesuai skematik pada Gambar 3.2. untuk mengetahui berapa error yang terjadi pada setiap kedalaman air. Berikut adalah hasil pengujian komuniaksi xbee pada air tawar berdasarkan kedalaman. Pengujian jangkauan sinya pada 0 meter, artinya modul remote (Xbee-Pro node remote) dan modul lokal (Xbee-Pro node lokal) diukur saat keduanya pada posisi diatas permukaan air. Gambar 4.8. Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada di permukaan air laut Gambar 4.9. Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 0,2m.

7 Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 0,5m. Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 1m. Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 1,5m Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 2m Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 2,5m

8 Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 3m Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 3,5m Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 4m

9 Kedalaman (meter) Gambar Hasil pengukuran jangkauan sinyal pada kedalaman 5m Kuat sinyal koordinator (dbm) Tabel 4.1 hasil komunikasi xbee pada air laut Kuat error sinyal Packets packets Packet router sent received Sent (dbm) Error packets received Tingkat keberhasilan (%) Dari hasil pengujian lapangan, tampak komunikasi terjadi hingga kedalaman 6 meter. Pengukutan kuat sinyal pada modul koordinator tampak menghasilkan sinyal konstan, yaitu -40 dbm sampai dengan -34 dbm, sementara pada kuat sinya modul router terjadi pengruh yang signifikan terhadap kedalaman. Pada kedalaman 6 meter terjadi kegagalam komunikasi diakibatkan chasing sensor bocor. Hal ini disebabkan oleh tekanan dari air laut yang cukup besar dan menyebabkan bungkus modul yang di rendalm dalam laut mengalamai kegagalan kerja. Air laut yang masuk pada modul menyebabkan kerusakan pada bagian power suplay, di mana pada kasus ini, power suplay menggunakan batrei 9V 3 buah CONCLUSION ACKNOWLEDGMENT

10 REFERENCES [1] U. Qureshi et al., RF Path and Absorption Loss Estimation for Underwater Wireless Sensor Networks in Different Water Environments, Sensors, vol. 16, no. 6, p. 890, [2] L. Liu, S. Zhou, and J. Cui, Prospects and Problems of Wireless Communication for Underwater Sensor Networkss.. [3] E. A. Karagianni, Electromagnetic Waves under Sea : Bow-Tie Antenna Design for Wi-Fi Underwater Communications, Prog. Electromagn. Res. M, vol. 41, no. January, pp , 2015.