SISTEM MONITORING DAN PERINGATAN DINI TANAH LONGSOR

Transkripsi

1 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - SISTEM MONITORING DAN PERINGATAN DINI TANAH LONGSOR Iswanto, Nia Maharani Raharja Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Jl. Lingkar Selatan, Kasihan Bantul DIY iswanto_dosen@yahoo.com Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Surakarta Jl. A. Yani Tromol Pos Pabelan Kartasura 0 Telp 0 niamaharani@yahoo.co.id Abstrak Bencana tanah longsor sering memakan korban jiwa dan harta benda. Bencana tanah longsor sering terjadi di Indonesia. Bencana tanah longsor ini sering terjadi pada musim penghujan. Penelitian ini mencoba membangun suatu alat monitoring pergeseran tanah longsor. Sensor dari pergeseran tanah dibuat dari meteran yang dihubungkan dengan potensiometer. Data pergeseran tanah ini akan di tampilakan dengan komputer menggunakan bahasa pemrograman delphi. Sistem ini dapat mengetahui pergeseran tanah dan menyimpan data pergeseran setiap tahunnya. Sehingga kita dapat mengetahui suatu daerah tersebut dari rawan bencana tanah longsor. Sistem ini akan memberikan peringatan dini jika data pergeseran tanah sejauh lebih dari cm. Sistem ini menggunakan komunikasi GSM sebagai komunikasi jarak jauh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa alat monitoring tanah longsor jarak jauh berbasis IBM PC bekerja dengan baik dan memiliki kemudahan dalam pengukuran dan monitoring. Sistem ini menggunakan database MYSQL untuk penyimpanan data tanah longsor dan curah hujan. Kata Kunci : Curah Hujan, nirkabel, tanah longsor, GSM Latar Belakang Indonesia merupakan Negara yang banyak lembah, bukit dan gunung berapi. Sehingga setiap tahun, Indonesia banyak terjadi bencana alam tanah longsor. Tanah longsor adalah perpindahan material pembentuk lereng berupa batuan, bahan rombakan, tanah, atau material campuran tersebut, bergerak ke bawah atau keluar lereng, dimana tanah longsor sering memakan korban jiwa. Dengan pertimbangan-pertimbangan di atas maka kiranya perlu adanya alat yang dapat mendeteksi pergeseran tanah penyebab tanah longsor. Dengan menggunakan sistem peringatan dini diharapkan gejala-gejala alamiah yang muncul berkaitan dengan bahaya bencana alam seperti tanah longsor bisa dideteksi sedini mungkin. Dengan demikian kemungkinan jatuhnya korban jiwa akibat bencana longsor bisa dihindarkan. Tinjaun Pustaka Bencana tanah longsor sering terjadi di Indonesia. Bencana tanah longsor ini sering terjadi pada musim penghujan. Bencana tanah longsor sering terjadi di daerah pegunungan dan perbukitan. Penelitian tanah longsor sering di lakukan oleh peneliti dari geologi, geografi, dan sipil. Beberapa system peringatan dini tanah longsor telah dikembangkan oleh dosen Tekink Sipil dan Teknik Geologi UGM. Dwi Korita dan Fatani [00] membuat system tanah longsor. System yang dibuat sangat terbatas. System ini hanya membunyikan sirine pada saat akan terjadi longsor. Sedangkan penelitian yang dilakukan oleh Nia, Iswanto, dan Alif Subarnono telah mengembangkan system peringatan dini tanah longsor, system ini dapat membunyikan sirine, menelpon aparat untuk evakuasi dan penampilkan panjang pergeseran tanah. System ini hanya dapat membaca cm pergeseran tanah. Metodelogi Penelitian Perancangan aplikasi system peringatan dini tanah longsor ada beberapa tahap, yaitu:. Merancang sistem tanah longsor. Membuat sensor tanah longsor. Membuat perangkat keras sistem tanah longsor. Membuat perangkat transmisi GSM. Membuat perangkat lunak sistem tanah longsor.. Membuat tampilan pengukuran di computer. E-

2 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: -. Perancangan Sistem Secara garis besar blok diagram perancangan perangkat keras alat dapat dilihat pada Gambar. Gambar. Diagram blok sistem pemancar HANDPHONE SERIAL KOMPUTER KOMPUTER Gambar. Diagram blok sistem pemancar. Sensor Tanah Longsor Sensor tanah longsor ini menggunakan millimeter dan potensiometer. Ketelitian pengukuran dari sensor tergantung pada konfigurasi mekanis dan elektris, misal jika menginginkan pengukuran variasi pergeseran tanah tiap mm maka konfigurasi mekanis sensor harus bisa menghasilkan tegangan keluaran sensor pada tiap variasi mm yang bisa dideteksi oleh sistem elektronis sebagai data satu satuan ukur yaitu mm pula. Potensiometer Pembagi Tegangan Seperti yang ditunjukkan pada Gambar., potensiometer pembagi pada dasarnya memiliki bagian resistor variabel. Perubahan yang terjadi pada nilai dari buah resistor tersebut akan mengakibatkan perubahan tegangan keluarannya (V L ) dari tegangan masukan tetapnya (V S ), bisa dilihat pada kaidah berikut: R VL = Vs R + R E-

3 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - dengan: V L adalah tegangan keluaran. V S adalah tegangan acuan tetap. R & R adalah resistansi belitan kawat. a. Perancangan Perangkat Keras Sistem Perancangan perangkat keras di sini terdiri dari tujuh bagian yaitu bagian perancangan rangkaian sensor tanah, sinyal kondisi, rangkaian sirine, rangkaian hp, rangkaian ic suara, rangkaian mikrokontroler tanah longsor dan menggabungkan rangkaian mikrokontroler curah hujan. Gambar keseluruhan sistem seperti pada Gambar. P HP R SW C 00nF D LED RST C pf RS 0 C pf RHP RX KOMUNIKASI HP X TX uf V uf V + C + C RS 0K RS Q 00K PHOTO NPN ICA LS SENSOR TANAH LONGSOR U RIN TIN RIN ROUT 0 TOUT TIN TOUT ROUT C+ V+ V- MAX C+ C- C- SIRINE uf V + C IC ISD uf V C + RB RB 0 J ICB LS P P HEADER JISP U P0 0 PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) PB(T) PA(ADC) PB(INT/AIN0) PA(ADC) PB(OC0/AIN) PA(ADC) P PB(SS) PA(ADC) P PB(MOSI) PA(ADC) P PB[MISO) PA(ADC) PB[SCK) PA(ADC) 0 RESET AREF AGND 0 GND A XTAL PC(TOSC) PD00 XTAL PC(TOSC) PD0 PD0(RXD) PC PD(TXD) PC PD(INT0) PC PD(INT) PC PD(OCB) PC(SDA) 0 PD(OCA) PC0(SCL) PD(ICP) PD(OC) P P P RST GND DOWNLOAD MIKRO ATMEGA SENSOR CURAH HUJAN DATA0 DATA DATA DATA DATA DATA DATA DATA TANAH LONGSOR LCD Rreset JP 0 LCD SW SW RESET C 00nF uf V C + R 0K C pf X C pf pinb. pinb. pinb. RST U 0 PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) PB(T) PA(ADC) PB(INT/AIN0) PA(ADC) PB(OC0/AIN) PA(ADC) PB(SS) PA(ADC) PB(MOSI) PA(ADC) PB[MISO) PA(ADC) PB[SCK) PA(ADC) 0 RESET AREF AGND 0 GND A XTAL PC(TOSC) XTAL PC(TOSC) PD0(RXD) PC PD(TXD) PC PD(INT0) PC PD(INT) PC PD(OCB) PC(SDA) 0 PD(OCA) PC0(SCL) PD(ICP) PD(OC) ATMEGA CURAH HUJAN POWER J DC C + VIN GND U LM0/TO VOUT R 0 C + D LED Title <Title> Size Document Number Rev B <Doc> <Rev Code> Date: Thursday, March, 00 Sheet of 00uF V Gambar. 000uF V Gambar rangkaian keseluruhan sistem peringatan dini tanah longsor Pada sistem peringatan dini tanah longsor menggunakan buah mikrokontroler, karena sistem ini membutuhkan buah timer yaitu timer untuk sensor tanah longsor, timer untuk sistem pewaktuan curah hujan, timer untuk sensor curah hujan dan timer untuk waktu tunda komunikasi serial. Mikrokontroler ATMEGA hanya mempunyai buah timer, sehingga membutuhkan buah mikrokontroler. Mikrokontroler curah hujan dan tanah longsor dihubungkan dengan komunikasi pararel, karena sistem transfer data pararel lebih cepat dari pada dihubungkan dengan komunikasi serial. Alat ini menggunakan mikrokontroler ATMEGA karena, mikrokontroler ini merupakan generasi AVR memiliki kapabilitas yang amat maju namun dengan biaya ekonomis yang cukup minimal. b. Rangkaian Komunikasi Hp Sebelum dikirimkan ke handphone, sinyal dari mikrokontroler harus dikonversi dulu ke logika RS agar sesuai dengan logika port serial handphone. Konverter yang paling mudah digunakan adalah MAX. Dalam IC ini terdapat Charge Pump yang akan membangkitkan tegangan +0 Volt dan -0 Volt dari sumber + Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual In-line Package) pin ( pin x baris) ini terdapat buah transmitter dan receiver seperti terlihat pada Gambar.. E-

4 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - Gambar. Diagram IC MAX Pada IC ini sudah dilengkapi dengan sistem adapter RS sehingga tinggal menghubungkan pin TIN dengan pin Tx dari mikrokontroler pada P., dan menghubungkan pin RIN dengan pin Rx dari mikrokontroler pada P.0 sebagaimana terlihat pada Gambar.. P SERIAL COM R RX TX uf V + C uf V + C U RIN TIN RIN ROUT 0 TOUT TIN TOUT ROUT C+ C+ C- C- uf V uf V V+ V- C MAX + C PD PD0 PD PD0 JP 0 + MIKROKONTROLLER PIN Gambar. Antarmuka dengan handphone Rangkaian pada Gambar. digunakan untuk mengaktifkan hp siemens C, sehingga hp dapat memanggil aparat setempat untuk melakukan evakuasi. Sistem ini menggunakan siemens C karena pemrograman untuk komunikasi hp ke mikrokontroler lebih mudah, dan harga hp relatif murah. c. Perangkat lunak sistem tanah longsor Program sistem tanah longsor dibuat mengacu pada perangkat keras Program-program yang disusun pada sistem tanah longsor terdiri dari inisialisasi, sub rutin, dan program utama. Program inisialisasi terdiri dari inisialisasi ATMEGA, inisialisasi serial, inisialisasi LCD, dan inisialisasi timer. Sub rutin terdiri dari sub rutin koneksi ke HP, sub rutin koneksi ke sistem curah hujan dan sub rutin peringatan tanah longsor. Urutan proses ini dapat dijabarkan pada Gambar.. E-

5 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - MULAI Inisialisasi port, handpone, timer Ambil data curah hujan Ambil data tanah longsor Telpon aparat dan pemda Kirim data ke komputer Pergeseran cm Bunyikan alaram Curah hujan 00mm Gambar. Alur pengendalian deteksi tanah longsor Gambar. Tampilan monitoring deteksi tanah longsor E-

6 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - Hasil dan Analisa Kalibrasi sensor tanah longsor Untuk menjamin keakuratan pembacaan dari sensor geseran tanah maka dilakukan kalibrasi dengan alat ukur konvensional berupa mistar ukur dengan ketelitian mm. Hasil dari pengamatan dapat dilihat pada Tabel No. Tampilan Alat (mm) Mistar (mm) Error Kalibrasi sensor curah hujan Peneraan berguna agar alat dapat difungsikan untuk menghasilkan hasil pengukuran yang sesuai dengan yang diharapkan dan sesuai dengan standarisasi yang ditetapkan oleh suatu badan / instansi yang berwenang. Satuan banyaknya air hujan dinyatakan dengan tingginya lapisan air dalam mm yang jatuh di atas permukaan tanah dengan luas permukaan m, maka idealnya andaikan air hujan itu tidak meresap, tidak mengalir atau menguap, maka volume air yang jatuh adalah sebanyak: Volume = Luas x Tinggi () = m x 0 - m = 0 - m = liter Jadi dapat didefinisikan bahwa mm air hujan sama dengan liter untuk setiap m. Sehingga sensor curah hujan yang lengkap mempunyai diameter permukaan corong penampung sebesar 0 Cm, maka mempunyai luas permukaan sebesar: ( d ) π Luas = (), ( 0) Luas = = Untuk menentukan volume dari tipping bucket yang mempunyai luas permukaan corong cm secara matematis dapat dicari dengan menggunakan persamaan perbandingan. Dari formula yang telah diketahui bahwa Volume adalah luas dikalikan dengan tinggi atau V = A t, sehingga volume adalah V = A t dan volume E-

7 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - adalahv = A t. Karena t = t maka dengan menggunakan persamaan perbandingan didapat sehingga volume untuk V adalah: V A =, V A A V = () V A cm V = 000ml =, ml 0.000cm Jadi volume V untuk luas permukaan corong cm adalah, mililiter, maka setiap air yang terkumpul dalam tipping bucket sebanyak, mililiter akan mewakili tinggi curah hujan mm atau liter untuk luas permukaan area m. Untuk menentukan satu kali jungkitan, maka harus diketahui volume dari tipping bucket yang berbentuk prisma tegak segitiga: Volume _ prisma = a t t () Volume _ prisma = = cm Volume _ prisma = cm = ml Sehingga kali jungkitan adalah ml berarti sama dengan, mm Tabel hasil peneraan alat curah hujan Takaran gelas ukuran Banyaknya jungkitan Hasil penggukuran No (ml) (kali) (mm/menit) 0, 0, 0, 0, 0 0 0, 00, 0, 0, E-0

8 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - Gambar. Hasil pengukuran data curah hujan dan tanah longsor Kesimpulan Setelah melakukan pengujian dan analisa, maka dapat disimpulkan bahwa alat ini mempunyai kelebihan yaitu : Sensor curah hujan memiliki sensitivitas yang tinggi yaitu bisa mendeteksi sampai mm. Sensor tanah longsor memiliki sensitivitas yang tinggi yaitu bisa mendeteksi sampai mm. Seluruh rangkaian menyerap daya yang cukup kesil, sehingga catu daya bisa digantikan oleh batteray Volt Ampere Data curah hujan dalam bentuk digital disimpan di komputer disertai informasi waktu berdasarkan durasi waktu yang telah diatur sehingga memudahkan pemakaiannya. Data pergeseran tanah dalam bentuk digital disimpan di komputer disertai informasi waktu berdasarkan durasi waktu yang telah diatur sehingga memudahkan pemakaiannya. Sistem ini menggunakan mikrokontroler, sehingga meminimalisir komponen dalam bentuk perangkat keras. Mikrokontoler yang digunakan adalah ATMEGA yang mempunyai kelebihan ISP (In System Programming) atau bisa langsung diprogram pada saat sistem bekerja pada rangkaian tersebut. Daftar Pustaka Albert Paul Malvino,, Prinsip-prinsip Elektronika, Erlangga, Jakarta. Handoyo Prubo, Pengukuran Curah Hujan, Skripsi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta (tidak diterbitkan). Majalah Pre-amp Top,, Elex Media Komputindo, Jakarta. E-

9 Simposium Nasional RAPI IX 00 ISSN: - Pranata Antony, 000, Premrograman Borland Delphi Edisi, Andi Yogyakarta. Rizkiawan, Rizal,, Tutorial Perancangan Hardware II, PT. Elex Media Kompetindo, Jakarta. Roger L. Tokheim,, Prinsip-Prinsip Digital, Erlangga, Jakarta. Wasito,, data sheet book IC, Er Nia Maharani Raharja, Sistem Peringatan Dini Tanah Longsor Berbasis ATMEGA, Skripsi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta (tidak diterbitkan). E-