RANCANG BANGUN SISTEM PEMANTAUAN POSISI PADA BAND ISM oleh : Syaifullah Agus Setyo Nugroho 2206 100 613 Dosen Pembimbing : 1. Dr.Ir Achmad Affandi, DEA 2. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT
Latar Belakang Perkembangan teknologi nirkabel untuk komunikasi data. Implementasi teknologi nirkabel yang dibatasi oleh masalah terbatasnya spektrum, sehingga harus dipertimbangkan cara memanfaatkan spektrum secara efisien. Pemanfaatan frekuensi yang bebas lisensi dari ISM (Industrial Scientific Medical) sehingga tidak perlu mengajukan lisensi terlebih dahulu.
Permasalahan Merancang dan membuat sistem menggunakan mikrokontroler. Sinkronisasi antar perangkat. Menjaga kualitas data yang dikirimkan. Membuat sistem memiliki banyak client..
Batasan Masalah Jumlah RF Transceiver yang digunakan hanya sepasang (transmitter dan receiver) dengan frekuensi 434,025 MHz. Data yang dikirimkan adalah data suhu, tegangan, dan koordinat GPS. Banyaknya client hanya merupakan simulasi.
Tujuan Terciptanya sistem pemantauan yang dapat memberikan informasi suhu, tegangan dan koordinat yang ditransmisikan melalui band ISM.
Dasar Teori [1] Surveillance Surveillance system adalah sistem monitoring terhadap object yang dilakukan sepanjang waktu. Pengertian object disini dapat dikatakan sembarang bentuk.
Dasar Teori [2] Band ISM Pembebasan lisensi frekuensi untuk keperluan industri, kesehatan & ilmiah.
Dasar Teori [3] Tabel range frekuensi ISM Frequency Range [Hz] Center Frequency [Hz] 6.765 6.795 M 6.780 M 13.553 13.567 M 13.560 M 26.957 27.283 M 27.120 M 40.66 40.70 M 40.68 M 433.05 434.79 M 433.92 M 902 928 M 915 M 2.400 2.500 G 2.450 G 5.725 5.875 G 5.800 G 24 24.25 G 24.125 G 61 61.5 G 61.25 G 122 123 G 122.5 G 244 246 G 245 G
Dasar Teori [4] GPS (Global Positioning System) Sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat. Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca.
Dasar Teori [5] NMEA0183 Standar kalimat laporan yang dikeluarkan oleh GPS receiver. Standar NMEA memiliki banyak jenis bentuk kalimat laporan, di antaranya yang paling penting adalah koordinat lintang (latitude), bujur (longitude), ketinggian (altitude), waktu sekarang standar UTC (UTC time), dan kecepatan (speed over ground).
Dasar Teori [6] Contoh bahasa NMEA 0183 : $GPRMC,092204.999,A,4250.5589,S,14718. 5084,E,0.00,89.68,211200,,*25 Keterangan : Field Contoh isi Deskripsi Sentence ID $GPRMC UTC Time 092204.999 hhmmss.sss Status A A = Valid, V = Invalid Latitude 4250.5589 ddmm.mmmm N/S Indicator S N = North, S = South Longitude 14718.5084 dddmm.mmmm
Dasar Teori [7] Field Contoh isi Deskripsi E/W Indicator E E = East, W = West Speed over ground 0.00 Knots Course over ground 0.00 Degrees UTC Date 211200 DDMMYY Magnetic variation Degrees Checksum *25
Dasar Teori [8] Mikrokontroler AVR AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).
Dasar Teori [9] Bahasa C Akar bahasa C adalah bahasa BCPL yang dikembangkan oleh Martin Richards pada tahun 1967. Bahasa C adalah bahasa standart, artinya suatu program yang ditulis dengan versi bahasa C tertentu akan dapat dikompilasi dengan versi bahasa C yang lain dengan sedikit modifikasi. Delphi Delphi merupakan suatu bahasa pemrograman visual dan berorientasi obyek. Struktur dan sintak bahasa pemrograman Delphi mirip dengan bahasa Pascal.
Blok Diagram Sistem
Cara Kerja Sistem Start Inisialisasi permintaan user Permintaan dikirimkan Permintaan diterima Cek parameter yang diterima 1 Y T 1 Proses Sesuai Permintaan Hasil Data Mentah Hasil dikirimkan Hasil diterima kemudian diolah Hasil Ditampilkan Stop
Desain Perangkat
Graphical User Interface
Hasil Percobaan LOS Dari data hasil pengujian yang telah dilakukan, sistem mulai mengalami penurunan kemampuan komunikasi saat berada pada jarak udara ±344,21 meter di koordinat 07º16'42.78",S 112º47'51.21",E dan dapat berkomunikasi kembali pada jarak udara ±363,79 meter di koordinat 07º16'43.25",S 112º47'51.62",E. Kondisi kegagalan komunikasi terjadi kembali pada jarak udara ±392,16 meter di koordinat 07º16'43.92",S 112º47'52.26",E dan dapat berkomunikasi kembali pada jarak udara ±414,83 meter di koordinat 07º16'44.84",S 112º47'52.25",E. Kondisi putus-sambung tersebut menunjukkan bahwa kemampuan komunikasi yang ada pada RF Transceiver mengalami penurunan kualitas. Terputusnya komunikasi benar benar terjadi pada jarak udara ±457,05 meter di koordinat 07º16'46.56",S 112º47'52.17",E.
Hasil Percobaan NLOS Dari data hasil pengujian yang telah dilakukan, sistem mulai mengalami penurunan kemampuan komunikasi saat berada pada jarak udara ±241,95 meter di koordinat 07º16'40.51",S 112º47'49.04",E dan dapat berkomunikasi kembali pada jarak udara ±262,61 meter di koordinat 07º16'41.04",S 112º47'49.53",E. Kondisi kegagalan komunikasi terjadi kembali pada jarak udara ±286,27 meter di koordinat 07º16'41.60",S 112º47'50.07",E dan dapat berkomunikasi kembali pada jarak udara ±317,10,86 meter di koordinat 07º16'42.34",S 112º47'50.75",E. Kondisi putus-sambung tersebut menunjukkan bahwa kemampuan komunikasi yang ada pada RF Transceiver mengalami penurunan kualitas. Terputusnya komunikasi benar benar terjadi pada jarak udara ±390,07 meter di koordinat 07º16'44.16",S 112º47'52.29",E.
Laporan
Kesimpulan Pada kondisi Line of Sight, sistem dapat berkomunikasi pada jarak udara ±344,21 meter sampai ±457,05 meter, sehingga jarak udara maksimal agar sistem dapat berkomunikasi dengan baik adalah ±344,21 meter. Pada kondisi No Line of Sight, sistem dapat berkomunikasi pada jarak udara ±241,95 meter sampai ±390,07 meter sehingga jarak udara maksimal agar sistem dapat berkomunikasi dengan baik adalah ±241,95 meter. Perbedaan data yang dikirim dan diterima, bisa disebabkan adanya noise pada alat maupun saat data ditransmisikan.
Terima Kasih
Mikrokontroler AVR ATMega8535 Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. Unit interupsi internal dan eksternal. Port antarmuka Serial Peripheral Interface (SPI), Memungkinkan komunikasi sinkron berkecepatan tinggi antar mikrokontroler AVR ATMEGA8535 atau antara mikrokontroler AVR ATMEGA8535 dengan perangkat lain yang mendukung SPI. Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. Antarmuka komparator analog, berguna untuk membandingkan dua buah masukan analog. Port Universal Synchronous Asynchronouns Receiver Transmitter (USART) untuk komunikasi serial.
Mikrokontroler AVR ATMega16 1. Advanced RISC Architecture 130 Powerful Instructions Most Single Clock Cycle Execution 32 x 8 General Purpose Fully Static Operation Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz On-chip 2-cycle Multiplier 2. Nonvolatile Program and Data Memories 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash Optional Boot Code Section with Independent Lock Bits 512 Bytes EEPROM 512 Bytes Internal SRAM Programming Lock for Software Security
Mikrokontroler AVR ATMega16 3. Peripheral Features Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Mode. Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers and Compare Modes. One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and Capture Mode Real Time Counter with Separate Oscillator Four PWM Channels 8-channel, 10-bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Programmable Serial USART
LM35 LM35 Merupakan IC sensor temperatur, dimana sinyal output yang dihasilkannya proporsional pada temperatur Celsius. Sensor ini tidak memerlukan kalibrasi eksternal dan secara umum dapat memberikan akurasi antara ±¼ o C sampai ±¾ o C pada suhu ruangan dan jangkauan temperatur antara -55 o C sampai dengan +150 o C. LM35 dapat digunakan dengan menggunakan power supply tunggal ataupun dengan tegangan positif dan tegangan negatif. NilaiADC Celcius = suhu max suhu max teganganper1 C 10bitADC teganganreferensi
Komunikasi Serial Komunikasi serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu secara berurutan), sehingga komunikasi serial jauh lebih lambat daripada komunikasi paralel.
Perbedaan Sinkron dan Asinkron Sinkron Bentuk komunikasi data serial yang memerlukan sinyal clock untuk sinkronisasi di mana sinyal clock tersebut akan tersulut pada setiap bit pengiriman data. Asinkron Tidak memerlukan sinyal clock sebagai sinkronisasi
RS - 232 RS-232 (Recomended Standart-232) adalah sebuah Standard yang ditetapkan oleh Electronic Industry Association dan Telecomunication Industry Association pada tahun 1962, standard ini berfungsi untuk mengatur hal-hal yang menyangkut komunikasi data antara komputer (Data Terminal Equipment - DTE) dengan alat-alat penglengkap komputer (Data Circuit-Terminating Equipment - DCE) yang pada umumnya berbentuk komunikasi data serial.
UART UART adalah kependekan dari Universal Asynchronous Receiver/Transmitter yaitu sebuah chip dalam port serial yang berfungsi untuk mengubah data paralel dari PC menjadi data serial untuk pengiriman dan sebaliknya juga untuk penerimaan data.
Prinsip ADC Mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh : Bila tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).
ATMega16 / USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 9600 // ADC initialization // ADC Clock frequency: 172.800 khz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC Auto Trigger Source: Free Running // SPI initialization // SPI Type: Slave // SPI Clock Rate: 2764,800 khz // SPI Clock Phase: Cycle Half // SPI Clock Polarity: Low // SPI Data Order: MSB First
ATMega8535 // USART initialization // Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity // USART Receiver: On // USART Transmitter: On // USART Mode: Asynchronous // USART Baud Rate: 4800 // SPI initialization // SPI Type: Master // SPI Clock Rate: 2764.800 khz // SPI Clock Phase: Cycle Half // SPI Clock Polarity: Low // SPI Data Order: MSB First