SEMINAR TUGAS AKHIR PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI DATA PADA MARITIM BUOY WEATHER UNTUK MENDUKUNG KESELAMATAN TRANSPORTASI LAUT Muhammad Sa ad 2408100106 Dosen Pembimbing Ir. Syamsul Arifin, MT.
LATAR BELAKANG Faktor alam menjadi penyebab kedua terbesar transportasi di laut,38% Jumlah Buoy Weather tidak sebanding dengan Luas wilayah perairan Indonesia BMKG kekurangan data yang presisi dan akurat untuk memprediksi cuaca Kebanyakan Buoy weather menggunakan sistem komunikasi Satelit yang mahal Diperlukan Buoy Weather banyak dengan harga yang lebih murah untuk laut Indonesia
PERMASALAHAN????? Bagaimana merancang sistem komunikasi data Maritim Buoy Weather secara nirkabel (wireless) dengan menggunakan media komunikasi Radio Frequency untuk mendukung keselamatan transportasi di Laut???? Bagaimana analisa error pada pengiriman data???
TUJUAN!!!!! Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk merancang sistem komunikasi data secara wireless dari maritim buoy weather ke stasiun di darat dengan media komunikasi RF (radio frequency) sehingga dapat mendukung keselamatan transportasi di laut!!!! Mengetahui error pengiriman data pada maritime buoy weather
BATASAN MASALAH Hanya dalam ruang lingkup pembahasan mengenai sistem komunikasi data secara wireless pada maritim buoy weather. Media komunikasi yang digunakan adalah RF (radio frequency). Untuk input data berasal dari output maritim buoy weather yaitu suhu/temperatur, tekanan udara, kelembaban, arah angin, kecepatan angin Software yang digunakan adalah Pemrograman Basic untuk display. Tidak menyangkut penmrosesan sinyal secara mendalam Untuk sistem monitoring dan pengolah data menggunakan mikrokontroller ATMega8535 dan komunikasi serial RS232.
PENELITIAN SEBELUMNYA Edi Yulianto, 2010,Perancangan Sistem Akuisisi Data pada Mini Weather Station, Membahas mengenai pembuatan sistem akuisisi data pada mini weather stationbeserta data logging nya, namun pada penelitian ini tampilan user interface sistem dan data logging-nya masih sangat sederhana dan sistem komunikasi masih menggunakan kabel
TEORI PENUNJANG Komunikasi data jarak jauh (telemetri) Komunikasi Nirkabel (Wireless) Radio Frequency RF Data Transceiver YS-1020UA Mikrokontroller Komunikasi Serial BER (Bit Error Rate) S/N (Signal to Noise Ratio)
III. Metodologi Penelitian
Metodologi Penelitian Studi Literatur Perancangan Sistem Komunikasi Data Pengujian Sistem Komunikasi Data Analisa Data dan Sistem Komunikasi Data Penyusunan Laporan
Flowchart metodologi penelitian
Perancangan Koneksi RF YS-1020 UA dengan RS-232 ke komputer/laptop 1. Ground 2. Vcc 5. Ground digital 6. TXt 7. RXt
DIAGRAM BLOK PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI FREKUENSI RF YS- 1020UA Transmi tter RF YS- 1020UA Receiver Kabel konektor Kabel konektor Mikrokontroller
Cara Pengujian Sistem Komunikasi dengan modul RF YS-1020 UA Variasi Jarak dari 1-100 meter pada keadaan ada obstacle / indoor Variasi jarak dari 1-250 meter pada keadaan loss space / outdoor Pengambilan dilakukan di luar dan di dalam ruangan untuk variasi keadaan cuaca Validasi dengan pengiriman seacara real dari hardware (sensor) pada maritim buoy weather
Blok diagram perancangan RF- YS1020UA server-client
Penggunaan Variabel Resistor(potensiometer) sebagai pengganti sensor R2 = Nilai potensiometer 100k Vinput = 5 Volt V output = 0-5 Volt
Perancangan pengolahan data pada mikro AVR ATMega 8535 dan Software VB Mikrokontroller AVR ATMega 8535 Diatur I/O, chip, dan frekuensi Data yang dikirim berupa ADC dan dikonversi ke nilai V Diatur pentransmisian pada USART di mikro Diatur baudrate pengiriman data Visual Basic 6.0 -Perancangan tampilan dan database untuk menerima data dari receiver RF
Diagram Alir Perancangan software VB
Pengaturan Hyperterminal untuk menerima data kiriman dari RF -Pengujian penerimaan dan pengaturan hyperterminal dengan potensiometer - Pengujian dengan realplan -Pengujian integrasi dengan software hasil rancangan
Analisa Error Error atau nilai Ber (Bit error rate) dicari dengan peritungan atau simulasi Dibandingkan dengan BER kurva Teoritis
IV.Analisa Data dan Pembahasan
Denah Pengujian RF transmiter indoor dengan adanya obstacle PARKIRAN TF- ITS
Data Hasil Pengukuran penerimaan RF dengan adanya obstacle
Grafik jarak terhadap waktu pengiriman Grafik Jarak pengukuran / Waktu rata-rata Grafik Jarak pengukuran / Waktu rata-rata 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 71 73 75 80 85 90 100 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1.4 2.6 2.8 2 1
Penerimaan data dengan hyperterminal Pengambilan data dengan jarak +/- 4 sampai 5 meter dengan obstacle
Penerimaan dengan hyper terminal (contoh loss data)
GOR BULUTANGKIS ITS Denah Pengujian outdoor/ loss space tanpa obstacle
Data Hasil pengukuran Rf transmiter tanpa adanya obstacle / loss space
Grafik jarak terhadap waktu pada penerimaan data RF (Loss space) Jarak / waktu rata-rata 250 200 Axis Title 150 100 50 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3.2 14.4 9 0 Jarak / waktu rata-rata
Validasi dengan pengujian secara realtime dari hardware
Jarak - Waktu Jarak - Waktu 30 25 20 15 10 5 0 4:13:16 AM 4:13:18 AM 4:13:19 AM 4:13:21 AM 4:13:23 AM 4:13:25 AM 4:13:26 AM 4:13:28 AM
Video pengiriman data dengan Rf secara langsung Dari hardware sensor sht Video penerimaan data melalui RF integrasi dengan software (sensor suhu kelembaban dan temepratur)
Tampilan Awal hasil rancangan software
Hasil Tampilan saat Running Software
Microsoft Office Access untuk Data record
Video hasil running software VB
Analisa Error Hasil pengukuran jarak maksimum yang dapat diukur pada kondisi obstacle adalah 85 m sehingga luas area pengukuran adalah π = πr^2= 22707.14 Faktor kegagalan yang terjadi dari 100 pengiriman data adalah 1.4% dengan jarak maksimum 85 m kondisi dengan adanya obstacle Hasil pengukuran jarak maksimum yang diukur pada kondisi tanpa obstacle adalah 200 m sehingga luas area pengukuran adalah π r^2 = (3.14 *200^2) =125600 m^2 Faktor kegagalan/ error yang terjadi dari 175 pengiriman data suhu adalah 5.7% dengan jarak maksimum 200 m pada kondisi ltanpa obstacle
SIMULASI DENGAN BANTUAN SOFTWARE UNTUK ERROR 10-1 BER vs SNR (AWGN) BER Teoritis Pengujian Bit Error Rate 10-2 Bit Error Rate (BER) 10-3 10-4 10-5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 SNR (db)
KESIMPULAN
KESIMPULAN Pada pengujian secara Offline(dengan simulasi) dan Online(realtime) dengan hardware, RF YS-1020 mampu terintegrasi dengan baik. Sistem komunikasi data dengan media RF YS-1020 mampu mengirimkan data secara realtime dengan delay yang sedikit dan error yang kecil,sehingga mampu bekerja dengan maksimal. Software hasil rancangan mampu menampilkan hasil data pengiriman dengan baik dan disimpan dalam database. Pada simulasi transmisi sinyal digital melalui kanal wireless dapat dilakukan dengan menggunakan software perhitungan dan simulasi bantu dengan menambahkan efek noise yang dimodelkan dengan AWGN dan fluktuasi sinyal (fading) yang dimodelkan dengan Rayleigh fading. Hasil simulasi akan mendekati nilai teoretis saat jumlah bit yang ditransmisikan terhadap BER yang digunakan semakin banyak.
SEKIAN TERIMAKASIH