BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Dalam era perkembangan teknologi saat ini kebutuhan manusia untuk informasi data semakin berkembang. Perkembangan teknologi ini mengganti komunikasi suara yang semula menjadi layanan utama telekomunikasi menjadi layanan yang terintegrasi dengan komunikasi data. Maka dapat dikatakan bahwa komunikasi data telah menjadi layanan utama pada sistem telekomunikasi. Teknologi telekomunikasi diciptakan untuk mempermudah masyarakat dalam bertukar informasi dari jarak jauh. Piranti-piranti teknologi telekomunikasi telah berkembang dengan pesat. Masyarakat merasa terbantu dengan adanya piranti-piranti canggih tersebut. Tetapi efektifitas dan efisiensi dari penggunaan teknologi telekomunikasi masih menjadi perhatian utama. Kebutuhan masyarakat akan sistem telekomunikasi yang efektif, cepat dan ekonomis semakin tinggi. Teknologi telekomunikasi seperti telekomunikasi radio dapat dimanfaatkan untuk komunikasi data jarak jauh yang efektif, seperti untuk sistem telemetri. Sistem telemetri adalah proses pengukuran parameter suatu objek (benda, ruang, kondisi alam), yang hasil pengukurannya dikirim ke tempat lain melalui proses pengiriman data, baik dengan menggunakan kabel maupun tanpa menggunakan kabel (wireless), selanjutnya data tersebut bisa dimanfaatkan 1
langsung atau perlu dianalisis. Sistem telemetri sering digunakan untuk melakukan pengukuran di wilayah yang sulit dijangkau oleh manusia seperti gunung, laut atau lembah. Dengan sistem telemetri data dari hasil pengukuran sensor yang kompleks dan jauh dari pusat pemantau dikirim dengan menggunakan saluran transmisi menuju pusat, hal ini sangat memudahkan operator dalam melakukan pemantauan dan analisis terhadap data yang diterima. Jika sebuah sensor diletakkan di suatu tempat sedangkan output yang diinginkan diletakkan di tempat lain, maka kita langsung dihadapkan dengan masalah yang digunakan untuk menyalurkan data. Sinyal informasi ditransformasikan ke bentuk lain yang dapat ditumpangkan di media transmisi yang selanjutnya hasil transformasi tersebut diubah kembali ke bentuk aslinya. Sistem telemetri apabila dibagi menurut media transmisinya adalah sebagai berikut : 1. Sistem Telemetri Melalui Kabel Dengan cara sistem telemetri disampaikan ke tujuan melalui suatu kabel/kawat penghantar dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Bagian penerima membutuhkan suatu transduser lain untuk mengubah sinyal elektronis tersebut kembali ke bentuk asalnya dan juga bagian penerima harus memiliki penguat sinyal. 2. Sistem Telemetri Melalui Gelombang Radio Terdiri atas satu unit instrumen pengirim yang ditempatkan di lapangan untuk penerimaan sinyal, dimana sinyal tersebut dikirim dengan kecepatan 2
cahaya sedangkan bagian penerima menentukan cara penerimaan data yang telah dikirimkan oleh unit instrumen pengirim. Parameter seperti suhu dan gas adalah faktor penting untuk mengetahui keadaan cuaca dan kandungan gas pada suatu daerah. Jika dua parameter ini diukur dengan cepat dan terintegrasi dalam suatu sistem maka permasalahan dalam memperkirakan cuaca dapat lebih efektif. Dalam tugas akhir ini dikembangkan alat untuk mendeteksi suhu dan gas pada suatu daerah yang kemudian data tersebut dijadikan satu dan dikirim melalui saluran transmisi. Komponen yang dipakai adalah mikrokontroler dan modul wireless ZigBee/XBee-PRO. Mikrokontroler merupakan komponen elektronik yang bekerja sesuai dengan program yang diisikan ke dalam memorinya. Sedangkan modul wireless ZigBee/XBee-PRO merupakan modul yang terdiri dari RF transmitter dan RF receiver dengan sistem interface serial UART asynchronous. Oleh karena itu penyusun menuangkan dalam suatu proyek akhir yang berjudul TELEMETRI SUHU DAN GAS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 1.2 Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dari proyek akhir yang berjudul TELEMETRI SUHU DAN GAS BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16 ini adalah sebagai berikut: 3
1. Untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan studi di Program Diploma Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada Yogyakarta. 2. Penerapan langsung (aplikasi) disiplin ilmu telekomunikasi yang telah diperoleh selama bangku perkuliahan. 3. Agar mahasiswa dapat membuat peralatan terhadap teknologi terapan serta dapat mengembangkan kreatifitas. 4. Agar mahasiswa mendapat pengalaman praktis di lapangan dalam pembuatan alat yang nantinya akan berguna untuk mengembangkan pengetahuan dibidang teknologi telekomunikasi. 5. Untuk menambah wawasan berpikir mahasiswa tentang sistem komunikasi data digital berbasis Mikrokontroler serta mengetahui prinsip kerja dari rangkain tersebut dan komponen-komponen yang digunakan dalam rangkain tersebut. 6. Mempelajari komunikasi wireless 2,4 GHz dengan menggunakan modul Zigbee/Xbee PRO. 7. Memahami dan mendalami proses kerja ADC Mikrokontroler. 1.3 Identifikasi Masalah Telemetri sering digunakan pada daerah-daerah yang sukar dijangkau oleh manusia seperti daerah gunung berapi, peleburan baja, atau pemantauan cuaca yang tidak memungkinkan manusia untuk melakukan pengukuran secara langsung 4
pada jarak yang dekat. Jika tidak ada alat pemantau pada daerah-daerah tersebut tentu akan berbahaya pada pengawasannya, tidak praktis dan membutuhkan banyak biaya. 1.4 Batasan Masalah Agar perancangan dan pembuatan alat ini lebih terarah, maka perlu dilakukan pembatasan masalah. Penyusun membatasi permasalahan proyek akhir ini dalam ruang lingkup sebagai berikut : 1. Mikrokontroler yang digunakan pada perancangan telemetri ini adalah ATMega16 sebagai pengolah dari data analog ke digital dan sebagai pengontrol sistem. 2. Sensor-sensor yang digunakan pada perancangan telemetri ini adalah sensor suhu LM 35 dan sensor gas karbon monoksida MQ-9. 3. Sebagai komunikasi wireless 2,4 GHz digunakan modul ZigBee/XBee PRO. 4. Penggunaan bahasa pemrograman CAVR untuk mengatur kinerja mikrokontroler. 1.5 Rumusan Masalah Berdasarkan identifikasi dan batasan masalah yang telah diuraikan di muka, maka rumusan masalah yang diajukan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah : 5
1. Bagaimana bentuk rancang bangun sistem telemetri wireless untuk pendeteksian suhu dan gas karbon monoksida? a. Bagaimana merencanakan rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega16 yang dilengkapi rangkaian masukan data dari sensor suhu LM 35 dan sensor gas MQ-9? b. Bagaimana prinsip kerja komunikasi wireless menggunakan ZigBee/XBee PRO? 2. Bagaimana merencanakan software yang dapat mengidentifikasi dan mentransmisikan masukan data sehingga dapat mengendalikan sistem minimum mikrokontroler ATMega16. 3. Bagaimana kehandalan transmisi data pada sistem ini? 1.6 Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur, yaitu mempelajari referensi yang dapat menunjang dalam melakukan penelitian ini. Adapun referensi yang dapat digunakan yaitu dengan mempelajari buku-buku, artikel, karya ilmiah, sumber dari internet dan sumber bacaan lain yang erat kaitannya dengan kajian penelitian. 2. Metode wawancara, dalam metode ini, data diperoleh melalui wawancara angsung dengan dosen pembimbing dan pihak-pihak lain yang berkompeten. 6
3. Metode eksperimen, yaitu terdiri dari merancang dan membangun alat sistem telemetri untuk mendeteksi suhu dan gas, mengkalibrasi alat agar sesuai dengan lingkungan sebelum alat tersebut digunakan, serta menguji alat secara keseluruhan dengan sistem yang sudah dibentuk. 4. Metode observasi, dalam metode ini data diperoleh secara langsung dari alat melalui pengukuran dan pengujian. Dalam metode ini akan dipelajari prinsip kerja dari alat. 1.7 Sistematika Penulisan Laporan Dalam penulisan Tugas Akhir ini dibagi menjadi 5 bab, dimana antara bahasan bab yang satu dengan yang lainnya saling berkaitan. Adapun pembahasan tulisan ini disusun sebagai berikut : BAB I. PENDAHULUAN. Bab ini merupakan bab pendahuluan yang membahas tentang judul proyek akhir, latar belakang masalah, maksud dan tujuan, identifikasi masalah, metode penelitian serta sistematika penulisan laporan. BAB II. DASAR TEORI. Bab ini merupakan tinjauan umum tentang landasan teoritis yang berisi tentang konsep dasar sistem telemetri, teori dasar dari komponen-komponen yang 7
digunakan, baik komponen utama maupun komponen pendukung dalam perancangan alat Telemetri Suhu dan Gas Berbasis Mikrokontroler ATMega16. BAB III. PERANCANGAN ALAT. Bab ini berisi pokok bahasan tentang perancangan hardware dan software, cara pembuatan alat beserta keterangan-keterangannya, cara kerja rangkaian, serta sistem lain yang mendukung. BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL. Bab ini berisi laporan tentang data akhir dari sistem telemetri, pengujian alat secara keseluruhan, serta analisis data hasil pengujian dengan melakukan perbandingan terhadap teori yang mendukung. BAB V. PENUTUP. Bab ini merupakan bab terakhir yang berisi kesimpulan dari pembuatan dan pengujian proyek akhir serta saran pengembangan dari alat yang telah dibuat. 8