PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Secara keseluruhan realisasi ini ditunjukkan pada diagram blok berikut ini :
Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian
Perancangan ini bertujuan untuk membuat suatu alat yang dapat seoptimal mungkin berinteraksi dengan satelit di luar angkasa. Kondisi ini dilakukan jika modul GPS menerima gelombang dari satelit berupa gelombang mikro.
Untuk dapat merealisasikan sistem tersebut dibutuhkan antena yang berfungsi menerima sinyal berupa gelombang mikro dari satelit untuk di kirim ke modul GPS yang berfungsi sebagai membaca data dan mengubahnya agar bisa diterima oleh mikrokontroler. Sehingga mikrokontroler kembali membaca dan menampilkannya di display sebagai tampilan yang bisa di lihat.
DS1307
MODUL GPS LR9540 SATELIT MIKROKONTROLLER 1DISPLAY
MIKROKONTROLLER 23.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega8535
Rangkaian ini berfungsi pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler Atmega8535. Pada semua IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Dalam menjalankan chip IC mikrokontroler Atmega8535 memerlukan komponen elektronika pendukung lainnya. Suatu rangkaian yang paling sederhana minim komponen pendukungnya disebut sebagai suatu rangkaian sistem minimum.
Dalam perancangan tugas akhir ini, sistem minimum mikrokontroler Atmega8535 terdiri dari:
1. Chip IC Mikrokontroler Atmega8535 2. Kristal
3. Kapasitor 4. Resistor
Rangkaian mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Mikrokontroler ini memiliki 32 port I/O, yaitu port A, port B, port C, port D. Pin 33 sampai 40 adalah port A yang merupakan port ADC, dimana port ini dapat menerima data analog. Pin 1 sampai 8 adalah port B. Pin 22 sampai 29 adalah port C. Dan pin 14 sampai 21 adalah port D. Pin 10 dihubungkan ke sumber tegangan 5 volt. Dan pin 11 dihubungkan ke ground. Rangkaian mikrokontroler ini menggunakan komponen kristal sebagai sumber clocknya. Nilai kristal ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler dalam mengeksekusi suatu perintah tertentu.
3.3 Blok Diagram GPS LR9540
3.4 Flow Chart
3.4.1 Flow Chart Rangkaian
TIDAK
YA
Gambar 3.4 flow chart rangkaian pada mikrokontroler 1
MULAI
INISIALISASI
PROGRAM
KIRIM REQUEST KE MIKROKONTROLER 2BACA WAKTU
DARI DS1307
TAMPILKAN KE DISPLAY DATA SATELIT ADA UPDATE DATA WAKTU DI DS1307Pada diagram alir atau flowchart rangkaian di gambar 3.4 di atas merupakan sistem rangkaian pada mikrokontroler 1. Mulanya mikrokontroler membaca program yang tersimpan didalam DS1307. DS1307 adalah komponen yang berfungsi sebagai penyimpan data waktu dan tanggal. Setelah mikrokontroler 1 menerima data dari DS1307, lalu program ditampilkan di display. Kemudian mikrokontroler 1 meminta program data waktu terbaru dari mikrokontroler 2 yang sebelumnya didapat dari kiriman satelit. Apabila data waktu terbaru diterima maka mikrokontroler 1 mengirim data waktu ke DS1307 untuk diperbaharui sesuai data terbaru dari satelit. Dan apabila data dari satelit tidak terbaca, maka pembacaan program kembali ke DS1307 untuk mengambil data waktu yang disimpan.
TIDAK
YA
Gambar 3.5 flow chart rangkaian pada mikrokontroler 2
MULAI
INISIALISASI
PROGRAM
BACA DATA WAKTU DARI SATELIT
ADA REQUEST DARI MIKROKONTROLER 1
KIRIM DATA
WAKTU
Pada rangkaian flowchart di gambar 3.5 yaitu sistem rangkaian pada mikrokontroler 2 yang mulanya mikrokontroler 2 membaca data waktu dari satelit. Jika ada permintaan pembaharuan data dari mikrokontroler 1 dan mikrokontroler 2 memiliki data waktu terbaru, maka mikrokontroler 2 mengirim data ke mikrokontroler 1. Apabila data waktu yang diminta tidak ada, mikrokontroler 2 kembali membaca data waktu dari satelit.
3.5
Waktu Universal
Waktu universal (bahasa Inggris Universal Time, disingkat UT) adalah satu ukuran waktu yang didasari oleh rotasi bumi. Satuan ini adalah kelanjutan modern dari GMT (Greenwich Mean Time) yaitu, mean waktu matahari di meridian di Greenwich, Inggris, yang secara lazim dianggap sebagai bujur geografis 0 derajat.
GMT sering secara keliru dianggap sebagai kesamaan dari UTC. Sebenarnya, GMT yang dulu telah dibagi dua, menjadi UTC dan UT1.
3.5.1 Waktu universal dan standar waktu
Sebelum diperkenalkannya standar waktu, setiap kota menyetel waktunya sesuai dengan posisi matahari di tempat masing-masing. Sistem ini bekerja dengan baik sampai diperkenalkannya kereta api, yang memungkinkan untuk berpergian dengan cepat namun memerlukan seseorang untuk terus-menerus mencocokan jamnya dengan waktu lokal yang berbeda-beda dari satu kota ke kota lain. Standard waktu, dimana semua jam di dalam satu daerah menggunakan waktu yang sama, dibuat untuk memecahkan masalah perbedaan waktu seperti dalam perjalanan kereta api di atas.
Standar waktu membagi-bagi bumi kedalam sejumlah "zona waktu", masing-masing melingkupi (dalam teorinya) paling sedikit 15 derajat. Semua jam di dalam zona waktu ini disetel sama dengan jam lainnya, tapi berbeda sebanyak satu jam dari jam-jam di zona waktu yang bertetanggaan. Waktu lokal di Royal Greenwich Observatory di Greenwich, Inggris, dipilih sebagai standard di Konferensi Meridian Internasional tahun 1884, yang memicu penyebaran pemakaian Greenwich Mean Time untuk menyetel jam di dalam suatu daerah. Lokasi ini dipilih karena sampai tahun 1884, dua pertiga dari semua peta dan bagan menggunakannya sebagai meridian utama (prime meridian).
Di Amerika Serikat dan Kanada, zona waktu standard diperkenalkan tanggal 18 November 1883, oleh perusahaan-perusahaan rel kereta api. Saat itu tidak ada peraturan dari pemerintah, perusahaan-perusahaan tersebut hanya memilih penggunaan sistem lima zona waktu, dan menganggap masyarakat akan mengikutinya. Asosiasi Rel Kereta Api Amerika (ARA), sebuah organisasi beranggotakan penyelenggara rel-rel kereta api, telah melihat munculnya minat dari dunia sains ke arah penyeragaman waktu. ARA membuat sistem zona waktu sendiri, yang memiliki bentuk batas-batas yang tidak regular, mungkin karena ingin menghindarkan tindakan pemerintah yang mungkin mempersulit kegiatan mereka. Sebagian besar masyarakat menerima pemakaian waktu yang baru tersebut, namun sejumlah kota dan kabupaten menolak, yang pada dasarnya belum dijadikan peraturan. Di dalam satu kasus pengadilan tinggi di negara bagian Iowa, seorang pemilik bar memberikan argumentasi bahwa ia telah menggunakan waktu (matahari) lokal, dalam menentukan jam buka bar miliknya, sehingga ia bersumpah tidak melanggar peraturan daerah tentang jam tutup kegiatan bar. Standard waktu tetap menjadi kebijaksanaan daerah masing-masing, sampai tahun 1918, disaat dijadikannya peraturan bersamaan dengan pengenalan daylight saving time.
Tanggal 2 November 1868, Selandia Baru memutuskan sebuah standard waktu untuk digunakan secara nasional, dan mungkin Selandia Baru menjadi negara pertama yang melakukannya. Standard waktunya adalah berdasarkan 172° 30' longitude sebelah Timur Greenwich, yaitu 11 jam dan 30 menit di depan Greenwich Mean Time. Standard ini dikenal sebagai New Zealand Mean Time.
3.5.2 Coordinated Universal Time (UTC)
Waktu Universal Terkoordinasi (bahasa Inggris: Coordinated Universal Time, bahasa Perancis: Temps Universel Coordonné, singkatan resmi: UTC), sering disebut sebagai Waktu Zulu adalah perwujudan dari waktu atom dari Waktu Universal (UT) atau Waktu Greenwich (GMT). Waktu ini adalah dasar dari waktu sipil. Zona waktu di seluruh dunia adalah ditampilkan sebagai tambahan positif atau negatif dari UT. Beda UTC dari Waktu Atom Internasional adalah sejumlah beberapa detik genap (bukan pecahan), sesuai dengan waktu yang dihitung oleh jam atom. Beda UTC dari UT hanya sepersekian detik.
UTC adalah ukuran waktu campuran: kecepatan dari UTC adalah berdasarkan yang dihitung oleh standar jam atom, tapi epoch (skala waktu geologi yang menyusun suatu periode) dari
UTC dicocokkan selalu supaya dekat dengan waktu UT yang berdasarkan data astronomi. Putaran bumi sedikit demi sedikit mengalami perlambatan (karena efek pengereman oleh pasang-surut), sehingga mean hari matahari semakin bertambah semenjak diperkenalkannya TAI. Karena alasan ini, UT adalah "lebih lambat" dari TAI. UTC selalu dipertahankan untuk berada dalam 0.9 detik dari UT1 (UT1 adalah satu dari tiga definisi UT yang paling akurat); detik kabisat akan ditambahkan ke (atau mungkin bisa juga dikurangkan dari) UTC disetiap akhir bulan. Hingga saat ini, penambahan/pengurangan detik kabisat ini (yang pertama tahun 1972) selalu dalam harga positif, dan dilakukan pada tanggal 30 Juni atau 31 Desember, di mana penambahan detik kabisat dinamakan sebagai jam 23:59:60.
Pengumuman dari detik kabisat ini dilakukan oleh International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS - Sistem Internasional Pelayanan Putaran Bumi dan Referensi), berdasarkan pengukuran akurat dari prakiraan astronomi dari putaran bumi. Secara sejarah, satu detik kabisat selalu diperlukan setiap satu atau dua tahun sekali. Namun demikian, detik kabisat sudah lama tidak ditambahkan semenjak tahun 1998, karena perlambatan bumi telah berkurang secara sementara dalam 7 tahun terakhir ini. Detik kabisat yang lalu, seperti pernah diumumkan IERS pada bulan Juli 2005, terjadi pada tanggal 31 Desember 2005.
Untuk keperluan praktis, dan untuk keperluan perdagangan dan hukum, perbedaan kecil (dalam pecahan detik) antara UTC dan UT (atau GMT) adalah dianggap kecil, dan karena alasan ini, dalam percakapan biasa UTC sering disebutkan sebagai GMT, walaupun sebenarnya secara teknis ini adalah tidak tepat.
Waktu Indonesia Barat (WIB) adalah sama dengan UTC+7.
3.5.3 Waktu Greenwich
Waktu Greenwich atau Greenwich Mean Time atau GMT adalah rata-rata waktu surya seperti yang dilihat dari Royal Greenwich Observatory (Observatorium Kerajaan di Greenwich), yang terletak di Greenwich, London, Inggris, yang melalui konvensi dikenal terletak di 0 derajat garis bujur. Secara teori, tengah hari GMT adalah saat di mana matahari melewati Meridian Greenwich (dan mencapai titik tertinggi di langit di Greenwich). Karena bumi memiliki kecepatan yang tidak teratur dalam orbit lonjongnya, kejadian ini (tengah hari di Greenwich) bisa 16 menit berbeda dari waktu Matahari nyata (apparent solar time)
(perbedaan ini dikenal sebagai persamaan waktu). Namun tengah hari Greenwich ini diambil rata-ratanya sepanjang tahun, dengan menggunakan waktu Matahari.
Dengan berkembangnya Britania Raya sebagai negara maritim, para pelaut mencocokkan jam mereka ke waktu GMT, untuk mengukur jauhnya lokasi bujur mereka dari "meridian Greenwich". Ini tidak memengaruhi jam di atas kapal sendiri, yang mana menggunakan waktu Matahari. Fenomena ini, digabungkan dengan pelaut-pelaut dari negara lain yang menggunakan metode Nevil Maskelyne untuk mengukur jarak bulan berdasarkan pengamatan di Greenwich, akhirnya menuju penggunaan GMT sebagai referensi waktu di seluruh dunia. Walau tidak mempengaruhi waktu di tempat, hampir semua zona waktu berdasarkan referensi ini dihitung sebagai beberapa jam (atau setengah jam) lebih cepat atau lebih lambat dari GMT.