Implementasi GPS Pada Mobile Robot Untuk Memantau Lokasi Kebocoran Gas

Transkripsi

1 Implementasi GPS Pada Mobile Robot Untuk Memantau Lokasi Kebocoran Gas Fathurrohman Pembimbing: Dr. Mochammad Rivai, ST., MT Pujiono, ST., MT Nip Nip:

2 LATAR BELAKANG Teknologi tepat guna banyak diciptakan untuk membantu pekerjaan manusia sehari-hari terutama untuk masalahmasalah yang muncul dalam kehidupan sehari-hari. Sifat beracun dan berbahaya dari bahan kimia yang digunakan di industri maupun buangannya yang berbahaya bagi manusia. Munculnya banyak teknologi terapan untuk mendeteksi kebocoran gas. Misalnya Alat pendeteksi kebocoran ultrasonik yang mendeteksi udara tekan dan gas lainnya yang secara normal tidak mungkin di deteksi dengan telinga manusia.

3 LATAR BELAKANG Pemilihan alat pendeteksi kebocoran. Sebaiknya dipertimbangkan kemampuan dan keterbatasan penggunaan metode pendeteksi kebocoran. Oleh karena sangat penting untuk mempertimbangkan tidak hanya sensitivitasnya secara laboratorium/kondisi tes bila memilih alat pendeteksi kebocoran. Dibutuhkan titik lokasi untuk mengetahui terjadinya kebocoran gas.

4 PERMASALAHAN Bagaimana cara membaca kandungan suatu gas yang ada pada suatu titik lokasi?. Bagaimana cara membaca lokasi kebocoran gas dengan GPS (Global Positioning Sistem). Bagaimana cara mengirim data lokasi yang berupa data longitude dan latitude, melalui RF (Radio Frekuensi) Transmitter. Bagaimana mengolah data hasil lokasi yang telah diterima oleh Receiver melalui mikrokontroller yang ditampilkan ke komputer?

5 BATASAN MASALAH Robot sebagai simulasi menggunakan robot Line Follower untuk menentukan lokasi terjadinya kebocoran. Sensor gas digunakan untuk mengetahui kadar kandungan gas, menggunakan sensor gas MQ-135. Menggunakan GPS PMB 688 untuk menentukan lokasi dengan format $GPRMC untuk komunikasi serial TTL dengan akurasi ±8m. Menggunakan modul RF Xbee Pro sebagai sebagai pengiriman dan penerimaan data. Jenis bahan gas menggunakan bensin yang diletakkan di samping line.

6 TUJUAN Memantau kandungan kadar gas dan melacak lokasi sebuah tempat yang terkandung gas berbahaya yang diambil berdasarkan data posisi yang dikirimkan oleh alat GPS ke PC Client, dan mengangkat cara parsing data dari alat GPS sehingga dapat diterima oleh PC.

7 PENELAAHAN STUDI Perancangan dan rangkain Atmega128 untuk komunikasi antara modul GPS dan RF, mengetahui karakteristik dari sensor yang digunakan, penentuan algoritma deteksi kebocoran gas, perancangan dan pembuatan rangkaian RF, pemahaman karakteristik berbagai komponen elektronika yang akan digunakan, Pencarian data yang dibutuhkan dalam uji coba alat dan proses parsing data GPS.

8 Blok Diagram 8

9 Robot Line Follower Terdiri dari beberapa komponen yaitu 1.Fotodioda 2.Driver Motor 3.Sensor Gas 4.GPS 5.RF Modul 9

10 Mikrokontroler AVR ATMega 128 ATMega 128 dipasang pada robot yang digunakan untuk membaca konsentrasi dari sensor gas, mengolah dan memroses data GPS yang didalamnya terdapat program untuk parsing data GPS dan mengirimya ke PC melalui RF modul Receive. Pada mikrokontroller ini digunakan 2 USART yaitu untuk GPS dan RF Module. Pada ATMEga 128 dihubungkan dengan GPS menggunakan USART 0.

11 GPS Global Positioning System (GPS) merupakan sistem koordinat global yang dapat menentukan koordinat posisi benda dimana saja dibumi baik koordinat lintang, bujur, maupun ketinggiannya. sistem GPS dapat memberikan data koordinat global karena didukung oleh informasi dari 24 satelit yang ada pada ketinggian orbit sekitar mil di atas bumi. Satelit-satelit tersebut terbagi atas 6 bidang orbit yang berbeda dengan masing-masing bidang orbit diisi oleh 4 satelit. Dengan konfigurasi seperti ini, maka setiap titik di bumi selalu akan dapat ditentukan koordinatnya oleh GPS setiap saat selama 24 jam penuh perhari 11

12 Cara Kerja GPS Setiap satelit GPS memancarkan sinyal-sinyal gelombang mikro. GPS receiver menggunakan sinyal satelit yang diterima untuk melakukan triangulasi posisi dengan cara mengukur lama perjalanan waktu sinyal dikirimkan dari satelit, kemudian mengalikannya dengan kecepatan cahaya untuk menentukan secara tepat berapa jauh dirinya dari satelit. Gambar 2 dijelaskan bahwa GPS mengunci minimum 3 sinyal dari satelit yang berbeda, maka GPS receiver dapat menghitung posisi tetap sebuah titik yaitu koordinat posisi lintang (Latitude) dan bujur (Longitude). 12

13 GPS PMB 688 GPS ini berfungsi untuk menentukan posisi dari kebocoran gas yang berupa titik koordinat lintang dan bujur yang dipasang pada media robot line follower. Pada tugas akhir ini menggunakan GPS dengan tipe PMB-688 produk dari Paralax.

14 Data yang ditransmisikan dengan protokol ini dibentuk dalam satuan sentence dalam format karakter ASCII. Tiap sentence diawali dengan tanda dollar ($) dan diakhiri dengan carriage return dan line feed (<CR><LF>)

15 Sensor Gas MQ 135

16 Sensor Gas MQ 135 Sensor MQ-135 merupakan sensor gas yang dapat digunakan untuk mendeteksi suatu gas NH3,NO2, alkohol, Benzene, Asap, CO2, dll. Sensor ini menggunakan daya yang relatif kecil dan mempunyai sensitifitas yang tinggi pada alkohol dan bensin. Elemen sensor terdiri dari permukaan metal oxide semiconductor yang dibentuk pada substrat aluminium pada chip sensor bersama dengan terintegrasinya heater. Pada proses pendeteksian gas, konduktivitas sensor ini meningkat tergantung konsentrasi gas pada udara. 16

17 RF Module Tipe XBee PRO XBee PRO merupakan modul radio frekuensi yang beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz. Sesuai datasheet, modul ini memerlukan tegangan suplai 2.8 V sampai dengan 3.3 V saat mengirim data, modul ini akan membebani dengan arus 270 ma dan arus 55 ma untuk penerimaan data.

18 RF MODULE TIPE XBEE PRO Pada XBee PRO terdapat 20 pin seperti pada gambar, namun yang sementara ini digunakan adalah 6 pin, yaitu VCC dan GND untuk tegangan suplai, DOUT merupakan pin Transmit (TX), DIN merupakan pin Receive (RX), RESET merupakan pin reset XBee PRO dan yang terakhir adalah PWMO/RSSI merupakan indikator bahwa ada penerimaan data yang biasanya dihubungkan ke led.

19 FLOWCHART PROGRAM MIKROKONTROLLER

20 FLOWCHART PROGRAM DELPHI flowchart sistem yang diintegrasikan dengan sistem hardware. Sebelumnya harus dilakukan inisialisasi ID pada GPS, ADC dan RF Module. Data yang ditangkap pada ATMega 128 akan dikirim ke PC melalui XBee PRO yang terhubung dengan kabel USB to serial. Data akan diproses sesuai dengan yang dibutuhkan.

21 Pengujian [1] GPS dengan Mikrokontroller 21

22 Pengujian[2] Xbee Pro dengan Delay 22

23 Pengujian 3 Sensor Gas MQ 135 Pengujian dengan Alkohol 23

24 Pengujian[4] Percobaan yang dilakukan dengan pengambilan data koordinat secara manual dengan cara melihat Pembacaan data koordinat GPS posisi robot yang ditampilan di LCD dengan pengambilan data pada jarak setiap 10 meter sekali. Objek yang dianalisa adalah letak posisi gas berupa bensin yang diletakan pada media pengujian sebenarnya yaitu line garis hitam yang delewati oleh robot 24

25 Sesuai dengan program, jika karakter awal yang ditangkap adalah $GPRMC maka data selanjutnya akan diambil dan diproses. Pada gambar 4.9 data lintang dan bujur yang ditampilkan di LCD. Lintang= Bujur=

26 Convert DM to Degree Decimal Degrees = Degrees:Minutes.m = Minutes + (Seconds / 60). Lintang=-07+( /60)=-7,284882; Bujur =112+( /60)=112,795968; 26

27 Untuk memantau lokasi dengan koordinat yang didapat tahap selanjutnya adalah dengan membuka google map melalui program delphi di PC, yang sebelumnya data hasil adc sensor gas,latitude dan longitude telah terkirim melalui Xbee Pro. Berikut tampilan software delphi. 27

28 Kesimpulan Setelah melakukan pengujian dari keseluruhan sistem pada tugas akhir ini, dan berdasarkan data yang telah didapat dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut : Hasil koordinat lintang dan bujur data GPS sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca saat itu. Saat kondisi mendung atau terhalang gedung maka GPS tidak mendapat sinyal, sehingga proses tracking data cukuplama, sedang di tempat terbuka dengan cuaca cerah GPS mudah untuk mendapat sinyal. Dan terdapat error pada kepresisian GPS karena tipe GPS yang digunakan. Pengambilan data ADC sensor gas masih dalam proses kalibrasi untuk dilakukan pngambilan data yang akan ditampilkan di Borland Delphi. 28

29 SEKIAN DAN TERIMA KASIH