BAB II DASAR TEORI. 2.1 Kecepatan

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dipaparkan pada Bab I, tujuan skripsi ini adalah merancang sistem forensik digital pada kendaraan bermotor khususnya disini sepeda motor. Untuk memenuhi tujuan tersebut maka akan dijelaskan terlebih dahulu dasar-dasar teori yang berkaitan dengan sistem yang akan dirancang. Pada skripsi ini dirancang sistem forensik yang di buat mirip dengan blackbox pada pesawat. Disini digunakan memory card sebagai penyimpan data yang mengetahui posisi motor berada, kecepatan, percepatan, jarak tempuh, dan sudut kemiringan motor yang nanti semua dapat dibaca pada PC dengan program yang sudah dirancang juga. Pada bab ini akan dijelaskan konsep-konsep dan teori mengenai sensor-sensor yang dipergunakan dan beberapa teori lain yang berkaitan dengan perancangan pada skripsi ini. 2.1 Kecepatan Kecepatan adalah besaran vektor yang menunjukkan seberapa cepat benda berpindah. Besar dari vektor ini disebut dengan kelajuan, dengan satuan yang dipergunakan adalah km/jam. Cara perhitungan yang dilakukan pada aplikasi adalah dengan menghitung jarak yg ditempuh dalam 1 detik. Misalnya jika dalam pengukuran didapatkan langkah 1m setiap 1 detik maka dapat dihitung dalam 1 jam akan ditempuh jarak = 3600x1m = 3600m = 3,6km Percepatan Percepatan adalah perubahan kecepatan dalam satuan waktu tertentu. Sensor yg dipergunakan untuk mengukur percepatan pada perangkat ini adalah accelerometer. Percepatan yg diukur oleh sensor ini dinyatakan dalam percepatan gravitasi (g 9,8 m/s 2 ). Persamaan yang dipergunakan dalam perhitungan adalah: 5

2 6 Keterangan: Axis =Kombinasi Binary (binary) Vref =Kombinasi Binary sebelumnya (binary) n =besar bit internal ADC Vcc =tegangan sensor (V) Vout =tegangan keluaran untuk perubahan satu g (V)... (1) 2.3. Sensor CMPS10 CMPS10 adalah modul kompas yang dilengkapi 3-axis magnetometer dan 3-axis accelerometer. Sensor ini mampu mengukur orientasi dalam batas kemampuan , sedangkan data accelerometer dan magnetometer dapat diakses dengan kombinasi data 16bit. Accelerometer adalah komponen electromechanical sensor yang mampu mengukur perubahan percepatan yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Sedangkan sensor magnetometer dipergunakan untuk mengukur kekuatan medan magnet di mana sensor berada. Modul sensor ini dapat diakses dengan tiga cara pengoperasian : I2C mode, serial mode dan PWM mode, ilustrasi dapat dilihat pada Gambar 2.2. Kemudian pengambilan data kembali accelerometer dan magnetometer terjadi setiap 13,3ms. Tegangan operasi antara 3,3-5V dengan konsumsi arus sekitar 25mA. Gambar modul ditunjukkan pada Gambar 2.1 Gambar 2.1 Modul CMPS10

3 7 Gambar 2.2 Ilustrasi interfacing modul CMPS Sensor GPS PMB688 Modul GPS PMB688 ini merupakan modul pendeteksi GPS, dengan konfigurasi enam pin dan komunikasi data dapat dilakukan dengan mode serial 4800bps. Spesifikasi yang tersedia: a. Dilengkapi chipset SIRFstarIII b. Dilengkapi WAAS/EGNOS Demodulator c. Konsumsi daya dan ukuran yg cukup kecil 33x39mm d. Dilengkapi Baterai cadangan untuk menjaga data dan RTC e. Mendukung NMEA0183 V2.2 data protocol f. Dilengkapi konektor RF MMCX(Optional) Gambaran Modul dan Konfigurasi Pin dapat dilihat pada Gambar 2.3 dan Gambar 2.4 Gambar 2.3 Modul GPS PMB688 Gambar 2.4 Konfigurasi pin pada GPS PMB688

4 MMC Reader MMC Reader merupakan suatu modul untuk mempermudah antarmuka antara SD Card (atau MMC) dan mikrokontroler dengan tegangan kerja +5 VDC. SD Card (atau MMC) dapat digunakan sebagai memori yang dapat diganti sehingga memudahkan dalam ekspansi ke kapasitas memori yang lebih besar. Tersedia Ferroelectric Nonvolatile RAM (FRAM) yang dapat digunakan sebagai buffer sementara dalam mengakses SD Card (atau MMC) atau sebagai tempat penyimpan data lain. Modul ini dapat digunakan antara lain sebagai penyimpan data pada sistem absensi, sistem antrian, atau aplikasi data logging lainnya. Spesifikasi yang dimiliki modul ini diantaranya: 1. Tegangan supply +5 VDC. 2. Jenis kartu yang didukung: SD Card (dan MMC). 3. Antarmuka SD Card (dan MMC) dengan mikrokontroler secara SPI. 4. Tersedia 2 KByte Ferroelectric Nonvolatile RAM FM24C Antarmuka FRAM dengan mikrokontroler secara Two-Wire Interface Sensor Hall A3210 Sensor A3210 adalah sensor yang cukup kecil dan sensitif, terdiri dari saklar Halleffect dengan polaritas bebas dan keluaran digital latched. Sensor ini dapat dioperasikan dalam range tegangan V. Tidak seperti sensor yg lainnya sensor ini dapat mendeteksi medan magnet lemah baik kutub utara ataupun selatan (polaritas bebas). Saat medan terdeteksi maka keluaran sensor ini akan ON dan saat medan hilang maka keluaran berubah menjadi OFF. Gambaran sensor ini dapat dilihat pada Gambar 2.5 Polaritas yang tidak terikat dan konsumsi daya yang rendah menjadikan sensor ini dapat menggantikan fungsi dari reed sensor (Reed sensor adalah saklar mekanik berukuran cukup kecil, dimana kondisi on/off-nya digerakkan oleh medan magnetik yang mendekatinya) dan mempermudah dalam produksi skala besar. Untuk pengukuran kecepatan, sensor ini dapat ditempatkan pada roda depan, dengan konfigurasi seperti speedometer analog yang ada pada kendaraan roda dua standar.

5 9 Gambar 2.5 Sensor Hall A3210 Sensor ini konfigurasinya hanya terdiri dari tiga pin saja: supply, ground dan output, sehingga membuat koneksinya menjadi mudah dan ringkas Mikrokontroler AT89s8253 At89s8253 adalah mikrokontroler keluarga MCS-51 dari Atmel semikonduktor. Konfigurasi pin ini cocok dengan keluarga MCS-51 lainnya, yang membedakan adalah dibeberapa spesifikasinya saja: 1. 12K Program Memory 2. 2K EEPROM 3. Tegangan operasi Volt 4. Dapat dioperasikan dengan frekuensi: 0-24MHz x8Bit RAM I/O yang dapat diprogram secara terpisah 7. Dapat diprogram secara SPI 8. 9 sumber interupt 9. Dilengkapi dengan tiga sumber Timer/Counter dengan lebar data 16bit Konfigurasi Pin dapat dilihat pada Gambar 2.6

6 10 Gambar 2.6 Modul mikrokontroler At89s8253 Dengan dilengkapi konfigurasi ISP (In System programming), dimana ISP adalah salah satu teknik pemrograman atau lebih tepatnya pengisian memori program dengan mode serial menggunakan metode SPI. Metode SPI (Serial Peripheral Interface) biasanya menggunakan jalur data MOSI, MISO dan SCK. Keuntungan menggunakan mikrokontroler jenis ini dibandingkan jenis yang lama type at89cxx adalah kemudahannya saat melakukan pemrograman. Pada tipe lama untuk setiap melakukan pemrograman harus melepas chip dan dimasukkan pada modul untuk memrogram, kerepotan akan terjadi jika pemrograman dilakukan berulang kali. Tetapi dengan fasilitas ISP ini update firmware menjadi lebih praktis karena setiap pemrogramannya tidak perlu melepas chip dari PCB atau sesuai dengan namanya In System Programing (langsung bisa diprogram pada board saat sistem berjalan sekalipun) membuat IC ini praktis saat dilakukan update program baru, tidak perlu melepas dari board utama dan dapat diprogram walaupun saat program lama masih berjalan.