PERANCANGAN SISTEM AKUSISI DATA PADA MINI MARITIME WEATHER STATION. Oleh: Edi Yulianto. Pembimbing : Ir.Syamsul Arifin, MT Imam Abadi, ST.

Transkripsi

1 SEMINAR TUGAS AKHIR PERANCANGAN SISTEM AKUSISI DATA PADA MINI MARITIME WEATHER STATION Oleh: Edi Yulianto Pembimbing : Ir.Syamsul Arifin, MT Imam Abadi, ST. MT 1

2 LATAR BELAKANG Pemanasan global Pola iklim berubah Jumlah weather station di Indonesia sedikit 2

3 PERMASALAHAN Bagaimana merancang mini maritime weather station yang murah dan mudah mengoperasikan Bagaimana merancang sistem akusisi data untuk mini weather maritime station TUJUAN Akan dilakukan perancangan mini maritime weather station yang murah dan mudah mengoperasikan Akan dilakukan perancangan sistem akusisi data untuk mini weather maritime station 3

4 BATASAN MASALAH Cuaca maritim yang akan diukur adalah suhu udara, kelembaban, kelajuan angin, dan arah angin Pemilihan sensor dan sistem transmisi didasarkan pada keeffektifan dan effisien untuk mendukung jumlah produk mini weather maritim station secara masal Sistem transmisi data yang digunakan adalah komunikasi serial Media transmisi komunikasi serial yang digunakan adalah kabel sepanjang 25 meter 4

5 TINJAUAN PUSTAKA Syamsul Arifin dengan penelitiannya yang berjudul Aplikasi Sistem Logika Fuzzy Pada Peramalan Cuaca Di Indonesia Untuk Mendeteksi Kejadian Anomali Tinggi Gelombang Laut, Penelitian Kompetitif sesuai Prioritas Nasional Batch II (HKPsPN), 2009 Andre Kresnawan dengan penelitiannya yang berjudul Penerapan Model Jaringan Syaraf Tiruan Untuk Memprediksi Gangguan Cuaca Maritim Di Wilayah Tanjung Perak Surabaya, 2009 Yudi Yuliyus Maulana dan Yuyu Wahyu dengan penelitiannya yang berjudul Rancang Bangun Sistem Akusisi Data Cuaca untuk Telemetri,

6 METODOLOGI PENELITIAN 6

7 Pra Eksperimen Pemilihan Sensor Sensorsuhu:LM35 Sensor kelembaban: HSM 20G Sensor kelajuan angin : wind cup (rotary encoder - optocoupler) Sensor arah angin: baling baling(optocoupler) 7

8 Pra Eksperimen Pemilihan komponen Komponen komponen yang diperlukan pada DAQ ini diantaranya adalah Rangkaiancatudaya5VDC Rangakaian minimum system Mikrokontroler 8535 Rangkaian komunikasi serial 8

9 Pemilihan komponen Catu Daya Rangkaian catu daya memeperoleh masukan dari tegangan PLN 220 VAC dan menghasilkan keluaran 5 VDC Rangkaian catu daya ini yang akan digunakan sebagai sumber tegangan sistem 9

10 Pemilihan komponen Minimum System Mikrokontroler yang dipakai adalah ATMEGA 8535 ATMEGA8535memerlukancatudaya5VDC Fitur ATMEGA 8535 yang dimanfaatkan untuk sistem yang dirancang adalah ADC, Timer, External Interrupt, dan USART 10

11 Pemilihan komponen Komunikasi serial Komunikasi serial memanfaatkan fitur USART mikrokontroler 11

12 Pengujian ADC ADC digunakan dalam DAQ suhu dan kelembaban, pengujian bertujuan mengetahui error konversinya RV1 1k PA0/ADC0 PA1/ADC1 PA2/ADC2 PA3/ADC3 PA4/ADC4 PA5/ADC5 PA6/ADC6 PA7/ADC Volts rata rata error konversi sebesar-4 atau setara dengan rata rata presentase error sebesar 2%. 12

13 Pengujian Komunikasi serial - Pengujian komunikasi serial dilakukan dengan memberikan tegangan masukan ke satu sisi media transmisi dan mengukur tegangan keluarannya pada sisi lainnya -pengujian rx gnd :rata rata error volt atau setara dengan rata rata presentase error-0.145% -pengujian tx gnd :rata rata error volt atau setara dengan rata rata presentase error-0.124% 13

14 DAQ Suhu 14

15 DAQ Suhu LM35diberikancatudayasebesar5VDC Keluaran LM 35 dimasukkan ke PORTA.0 mikrokontroler 15

16 DAQ Suhu Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dicari hubungan ADC keluaran LM 35 dengan suhu terukur Cara yang dilakukan adalah dengan memberikan suhu masukankelm35dandilihatnilaiadcyangterbaca 16

17 DAQ Suhu Pencarian hubungan antara keluaran LM 35 dengan suhu terukur dan juga pengujian dilakukan dengan bantuan alat ukur standar (kalibrator), begitu juga untuk variabel yang lainnya Untuk variabel suhu, kalibratornya adalah thermometer digital 17

18 DAQ Suhu Pengujian DAQ suhu dilakukan dengan memberikan masukan suhu tetap dan berubah Pengujian dilakukan dengan membandingkan suhu sebenarnya dan suhu terukur 18

19 DAQ Suhu Pengujian suhu tetap : rata rata koreksi 0.07 oc, presentase error pembacannya adalah 0.27%, error presisi 0.83oC,danerrorakurasi0.84oC. Pengujian suhu berubah : ketidakpastian pengukuran 0.30 oc range26.2ocsampai80oc,span53.8oc 19

20 DAQ Kelembaban 20

21 DAQ Kelembaban HSM20Gdiberikancatudayasebesar5VDC Keluaran HSM 20G dimasukkan ke PORTA.1 mikrokontroler 21

22 DAQ Kelembaban kelembaban = outhsm V 11.5 kelembaban = outhsm ADC

23 DAQ Kelembaban Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dicari hubungan ADC keluaran HSM 20G dengan kelembaban terukur Cara yang dilakukan adalah dengan memberikan suhu masukankehsm20gdandilihatnilaiadcyangterbaca 23

24 DAQ Kelembaban Pengujian DAQ kelembaban dilakukan dengan memberikan masukan kelembaban tetap dan berubah Pengujian dilakukan dengan membandingkan kelembaban sebenarnya dan kelembaban terukur 24

25 DAQ Kelembaban Pengujian kelembaban tetap : rata rata error 0.56 atau setara dengan rata rata presentase error 0.77%, error presisi 0.46%, dan error akurasi 1.24%. Pengujian kelembaban berubah : rata rata koreksi sebesar 1.60%, ketidakpastian pengukuran 4.26% range 33.6% sampai 97.82%, span 64.22% 25

26 DAQ Kelajuan Angin 26

27 DAQ Kelajuan Angin Sensor kelajuan angin menggunakan optocoupler Optocoupler dimanfaatkan untuk rotary encoder Keluaran optocoupler dimasukkan ke PORTD.2 mikrokontroler 27

28 DAQ Kelajuan Angin Sebelum dilakukan pengujian, terlebih dahulu dilakukan pra pengujian hardware dan software Setelah pra pengujian dicari hubungan antara pps dan kelajuan terukur 28

29 DAQ Kelajuan Angin Pra pengujian hardware dilakukan dengan memberikan variasi kelajuan angin ke wind cup dan diamati sinyal pulsa yang keluar dari optocoupler pada osiloskop 29

30 DAQ Kelajuan Angin Frekuensi Rata - rata (Hz) Pembacaan error %error Rata - rata

31 DAQ Kelajuan Angin Setelah dilakukan pra pengujian selanjutnya dicari hubungan pps dengan kelajuan angin terukur Cara yang dilakukan adalah dengan memberikan sumber anginkewindcupdandilihatnilaippsyangterbaca 31

32 DAQ Kelajuan Angin Pengujiankelajuanangintetap:rata rataerror-0.04ms-1 atau setara dengan rata rata presentase error-1.36%, error presisi 0.21 ms-1, dan error akurasi 0.37 ms-1. Pengujian kelajuan angin berubah: rata rata koreksi-0.20 ms-1, ketidakpastian pengukuran 0.03 ms-1 range0ms-1sampai5.6ms-1,span5.6ms-1 32

33 DAQ Arah Angin 33

34 DAQ Arah Angin 8 optocoupler mewakili 1 arah angin Keluaran optocoupler dimasukkan ke PINC mikrokontroler 34

35 DAQ Arah Angin Sebelum dilakukan pengujian terlebih dahulu dilakukan pra pengujian dengan memberikan tegangan masukan sebagai representasi keluaran optocoupler ke PINC mikrokontroler Pengujian arah angin: ketidakpastian pengukuran 2.90o. resolusi 45o PORTC Arah Angin Seharusnya Tertampil Selatan Selatan Tenggara Tenggara Timur Timur Timur Laut Timur Laut Utara Utara Barat Laut Barat Laut Barat Daya Barat Daya Barat Barat Loading Loading 35

36 Interfacing data logger - Interfacing menggunakan komunikasi serial antara mikrokontroler dan Microsoft Visual Basic sebagai display - Data logger menggunakanan Microsoft Access yang dikoneksikan dengan Microsoft Visual Basic - User Interface terdiri dari 4 jendela : Log In, DAQ, Control, Graph 36

37 Interfacing data logger -Jendela Log In: pengaman -Jendela DAQ : jendela utama sebagai display variabel terukur dan grafik - Jendela Control: control panel - Jendela Graph: pengatur grafik 37

38 Interfacing data logger 38

39 Interfacing data logger 39

40 Interfacing data logger - Data logger menggunakan Ms. Access yang menyimpan data hasil pengukuran setiap 1 menit 40

41 Desain Mekanik Komponen- komponen diintegrasikan ke dalam satu tower 41

42 Kesimpulan Telah dirancang sistem akuisisi data untuk mini maritime weather station dengan variabel yang diukur adalah suhu, kelembaban, kelajuan angin, dan arah angin. Sistem akuisisi data suhu memiliki range 26.2 oc sampai 80oC, span 53.8 oc, ketidakpastian pengukuran 0.30 oc, error presisi 0.83 oc, dan error akurasi 0.84 oc. Sistem akuisisi data kelembaban memiliki range 33.6% sampai 97.82%, span 64.22%, ketidakpastian pengukuran 4.26%, error presisi 0.46%, dan error akurasi 1.24%. Sistem akuisisi data kelajuan angin memiliki range 0 ms-1 sampai 5.6 ms-1, span 5.6 ms-1, ketidakpastian pengukuran 0.03 ms-1, error presisi 0.21 ms-1, dan error akurasi 0.37 ms-1. Sistem akuisisi data arah angin memiliki ketidakpastian pengukuran 2.90o. 42

43 Saran Mencari prinsip pengukuran arah angin yang lain menambah variabel pengukuran desain mekanik lebih melindungi komponen elektrik 43

44 TERIMA KASIH 44