56
IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1 Spesifikasi sistem
• Dimensi : 30 x 22 x 9CM, Bobot 2.4 Kg
• Display : layar LCD 16 x 2 karakter, 71.2 x 25.2 mm, 6.5 inchi • Processor : Microcontroller with 128K Bytes, Clock : 11.0592 MHz • Memory : SD Card 1 – 4 G Bytes
• GPS : Gstar SIRF III atau IV
• Jaringan : GSM Dual-band 900, 1800 MHz • Sensor : Accelerometer 3 axis ± 2g
• Keakuratan : ADC 10 Bit • Input Voltage : 5 – 7.5 V DC
• Input Current : 180 mA saat standby, 200nt mA saat mengirimkan sms • Warna unit: Merah
4.2 Daftar komponen
Tabel 4.1 Daftar komponen yang digunakan
Nomor Nama Komponen Jenis/Ukuran Jumlah 1 Mikrokontroler ATMEGA1284p 1
2 Modul GPS GS-216 1
3 Modul GSM M1306B 1
4 Integrated Circuit Max232 1 5 Integrated Circuit HEF4050BP 1 6 Modul Accelerometer MMA7361L 1
7 Xtal 11.0592MHz 1
8 RJ Female 1
9 Regulator LM1117 1
10 Regulator LM7805 1
11 LCD LMB162ADC 1
12 Serial Socket DC9-Male 2
13 Dip-Switch SW-Dip4 1
14 MMC SD-Card 1
15 MMC Socket SD Card 1
16 Push Button biasa 3
17 Kapasitor 22pf, 100pF, 100nF, 1uF 19 18 Resistor 100, 220, 1K, 10K 7 19 LED Indikator Merah, Kuning & Hijau 3 20 Header Male 1x6 Pin 1
21 Header Male 1x4 Pin 1 22 Header Male 1x3 Pin 6 23 Header Male 1x2 Pin 12 24 Header Female 1x9 Pin 1 25 Header Female 1x6 Pin 1 26 Header Female 1x4 Pin 1 27 Header Female 1x3 Pin 4 28 Header Female 1x2 Pin 1 29 Header Female 1x1 Pin 1
4.3 Prosedur Operasional
1. Hidupkan Modul Utama
2. Tunggu Untuk inisialisasi nilai offset dari accelerometer, jangan goyang-goyangkan alat
3. Bila ada alat mengalami percepatan yang melebihi batas, maka akan mengambil nilai posisi dan waktu dari GPS
4. Nilai getaran nanti akan dikirimkan melalui SMS lewat modul GSM
4.4 Uji Coba Sistem
Pengujian dilakukan untuk mengambil data per komponen maupun data sistem secara keseluruhan. Tujuan dari pengambilan data dan analisis sistem adalah melihat
karakteristik dan error yang terjadi antara hasil data percobaan dengan analisis pada rancangan sistem.
4.4.1 Analog to Degital Converter (ADC)
Percobaan terhadap ADC dilakukan dengan memberikan input tegangan terhadap ADC untuk mengukur keakuratan dari besaran nilai adc yang dikeluarkan. Hal ini dilakukan untuk menguji ketepatan ADC untuk melakukan konversi dari nilai analog ke nilai digital dengan menggunakan multimeter CD800a.
Tabel 4.2 Nilai Percobaan ADC0 dengan multimeter CD800a
Percobaan Tegangan Input(Volt) Tegangan Output ADC0(Volt)
1 0,000 0,000 2 1,012 1,000 3 1,221 1,220 4 1,510 1,520 5 1,750 1,720 6 2,028 2,040 7 2,250 2,250 8 2,511 2,511 9 2,712 2,712 10 3,038 3,020 11 3,219 3,219
Gambar 4.1 Grafik Nilai percobaan ADC0
Tabel 4.3 Nilai Percobaan ADC1 dengan multimeter CD800a
Percobaan Tegangan Input(Volt) Tegangan Output ADC1(Volt)
1 0,000 0,000 2 1,012 1,050 3 1,221 1,220 4 1,510 1,570 5 1,750 1,750 6 2,028 2,028 7 2,250 2,250 8 2,511 2,510
9 10 11 Percob 1 2 3 4 Tegangan(Volt) 0 1 Gambar Tabel 4.4 baan Teg 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 1 2,712 3,038 3,219 4.2 Grafik 4 Nilai Perc gangan Inpu 0,000 1,012 1,221 1,510 3 5 7 Percobaan Nilai perco cobaan ADC ut(Volt) T Te 9 11 n obaan ADC1 C2 dengan m Tegangan O egangan Input 2,712 3,070 3,180 1 multimeter C Output ADC 0,000 1,012 1,210 1,510 Tegang Tegang CD800a C2(Volt) gan Input gan ADC1
d 5 6 7 8 9 10 11 Perco dari power s Tegangan(Volt) 0 1 Gambar obaan ADC supplay dan 0.000 1.000 2.000 3.000 4.000 1 1,750 2,028 2,250 2,511 2,712 3,038 3,219 4.3 Grafik C 0 – ADC 2 ditampilkan 3 5 7 Percobaan Nilai perco 2 kami mem n ke LCD. Te Te 9 11 n obaan ADC2 masukkan teg egangan inpu egangan Input 1,750 2,038 2,250 2,511 2,720 3,038 3,230 2 gangan input ut yang kam Tegang Tegang t berupa tega mi gunakan a gan Input gan ADC2 angan adalah
dari 0V- 3.3V. Aref yang digunakan 3.3V, berarti range ADCnya dari 0-255. Hasil dari ADC tersebut kami jadikan sebuah nilai x lalu nilai x tersebut dibagi dengan total ADC (255) dikali dengan tegangan input sehingga menghasilkan output berupa tegangan. Tegangan outputnya terlalu kecil dikalikan dengan 100 sehingga output yang dihasilkan sesuai dengan tegangan input. Output dari tegangan sebagian tidak sama dikarenakan tegangan input yang tidak stabil. . Data yang diperoleh dari percobaan adc menunjukan ada 3 data yang berbeda dari nilai yang dikeluarkan dari lcd dari pengambilan sebanyak 11 kali, tingkat ketepatan ADC dapat ditunjukan dengan
ADC 0 : ketepatan dalam % 100% = 72,72%
ADC 1 : ketepatan dalam % 100% = 72,72%
ADC 2 : ketepatan dalam % 100% = 72,72%
4.4.2 Accelerometer
Pada pengujian nilai accelerometer, cara mengukurnya adalah dari sudut kemiringan dari 0 derajat hingga 360 derajat dengan kenaikan setiap 45 derajat. Accelerometer yang digunakan adalah MMA7361. Nilai ditunjukan merupakan nilai di dalam satuan tegangan volt dan diukur terpisah antara axis x, axis y, dan axis z
Tabel 4.5 Nilai Percobaan Accelerometer dengan multimeter CD800a
Gambar 4.4 Grafik Nilai percobaan Accelerometer
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 Tegangan(Volt) Sudut Kemiringan Axis X Axis Y Axis Z Per cobaaan Sudut Axis X Axis Y Axis Z Axis X Seharusnya Axis Y Seharusnya Axis Z Seharusnya 1 0 derajat 1,60 1,70 0,70 1,65 1,65 0,70 2 45 derajat 1,10 1,20 0,90 1,10 1,10 0,45 3 90 derajat 0,80 0,90 1,50 0,80 0,85 1,50 4 135derajat 1,00 1,20 2,00 1,00 1,20 2,00 5 180 derajat 1,50 1,50 2,20 1,50 1,50 2,20 6 225 derajat 2,10 2,20 2,00 2,10 2,20 2,00 7 270 derajat 2,30 2,40 1,50 2,45 2,45 1,50 8 315 derajat 2,10 2,10 0,90 2,10 2,10 0,90 9 360 derajat 1,60 1,60 0,70 1,60 1,60 0,70
Cara pengkuran yang kami gunakan yaitu memasukkan tegangan input 5V dan menggerakkan accelerometernya kearah yang 45 derajat, sehingga dari ke tiga axis tersebut akan menghasilkan tegangan sesuai dengan kemiringan yang kita gerakan. Pada pengukuran ini derajat yang kami gunakan kira-kira saja.
Nilai yang didapatkan dari percobaan pada tabel 4.5 adalah nilai yang dikeluarkan oleh accelerometer yang memiliki nilai offset X Y Z berdasarkan datasheet MMA7361L pada kemiringan sudut 0 derajat adalah : 1,65Volt, 1,65Volt, 0,7Volt, dari tabel diatas nilai saat percobaan diatas kesalahan nilai yang terjadi hanya 0,05 untuk sumbu X dan sumbu Y.
Untuk perhitungan nilai seharusnya dengan sudut lebih dari 0 derajat digunakan persamaan di bawah ini,
Dimana: VOUT = Keluaran dari accelerometer dalam Volts
VOFF = Offset nilai 0g dari accelerometer
ΔV/Δg = Sensivitas
1g = Gravitasi bumi
Sehingga dapat dirubah ke persamaan
Dari tabel 4.5 menunjukan tingkat ketepatan dari masing-masing sudut adalah;
Sudut axis X = ketepatan dalam % 100% = 77,76%
Sudut axis Y = ketepatan dalam % 100% = 55,56%
4.4.3 Global Positionong System (GPS)
Pengujian GPS dilakukan dengan mengambil data selama 15 menit di satu titik dengan melihat nilai yang dikeluarkan. Pengambilan dilakukan pada siang dan malam hari dengan melakukan di saat cuaca cerah.
Hasil pengambilan data pada siang hari:
Tabel 4.6 Nilai Percobaan GPS Siang Hari (Hari 1)
Percobaan Latitude Longitude
1 612.037 10647.0976 2 612.037 10647.0976 3 612.037 10647.0976 4 612.037 10647.0976 5 612.037 10647.0976 6 612.037 10647.0976 7 612.037 10647.0976 8 612.037 10647.0976 9 612.037 10647.0976 . . . . . . . . . . . . . . 300 612.037 10647.0976
Gambar 4.5 Nilai Percobaan GPS pada Siang Hari
Dari 300 kali percobaan di satu titik menunjukan tidak ada kesalahan dalam penunjukan posisi GPS, hal ini dapat disimpulkan dari 300 kali percobaan pada satu titik GPS selalu menunjuk pada satu kordinat yang sama.
Hasil pengambilan data pada malam hari:
Tabel 4.7 Nilai Percobaan GPS Malam Hari (Hari 2)
Percobaan Latitude Longitude
1 609.341 10650.49 2 609.341 10650.49 3 609.341 10650.49 4 609.341 10650.49 5 609.341 10650.49 6 609.341 10650.49 7 609.341 10650.49
8 609.341 10650.49 9 609.341 10650.49 . . . . . . . . . . . 23 609.341 10650.49 24 612.041 10647.15 25 612.0408 10647.16 26 612.0404 10647.15 27 612.0404 10647.15 28 612.0404 10647.15 29 612.0404 10647.15 . . . . . . . . . . . . . . 300 612.0404 10647.15
Gambar 4.6 Nilai Percobaan GPS pada Malam Hari
Titik data_GPS adalah posisi lintang dan bujur yang ditunjukan oleh GPS melalui ~300 percobaan di satu titik dalam satu waktu. Percobaan ini dilakukan di dua titik dengan waktu yang berbeda selama beberapa hari. Rata-rata pengambilan yang dilakukan selama 5 menit atau ~300 data yang didapat. Data yang didapat dalam 300 kali percobaan menunjukan hanya ke satu titik. Di hari selanjutnya titik yang bergeser masih di dalam batas toleransi GPS.
Percobaan 1 10645 10646 10647 10648 10649 10650 10651 6 09. 3 4 1 60 9. 34 1 609 .341 60 9. 34 1 6 09. 3 4 1 609 .341 612 .041 612 .040 4 61 2. 04 04 612 .040 4 612. 0404 612 .040 4 61 2. 04 04 612 .040 4 612 .040 4 61 2. 04 04 612. 0404 6 12. 0 404 612. 0404 61 2. 04 04 612 .040 4 61 2. 04 04 6 12. 0 404 61 2. 0 404 6 12. 0 404
4.4.4 Global System for Mobile Application (GSM)
Pengujian GSM dilakukan dengan mengambil data selama pengiriman dari alat penulis sampai diterima oleh pengguna dari beberapa operator. Pengambilan data ini dilakukan pada pagi hari. Adapun device yang digunakan untuk mengirim sinyal menggunakan operator IM3.
Tabel 4.8 Pengujian kecepatan operator GSM pada siang hari (pukul 13.00 WIB)
Percobaan Operator HP Pengguna Waktu Pengiriman
1 xl `00:20:80 2 xl `00:20:40 3 xl `00:20:90 4 xl `00:20:23 5 xl `00:20:10 6 simpati `00:20:40 7 simpati `00:20:40 8 simpati `00:20:80 9 simpati `00:20:80 10 simpati `00:20:30 11 as `00:17:50 12 as `00:17:40 13 as `00:17:61 14 as `00:17:57 15 as `00:17:57
16 mentari `00:16:50 17 mentari `00:16:91 18 mentari `00:16:81 19 mentari `00:16:51 20 mentari `00:16:90 21 flexi `00:17:08 22 flexi `00:17:00 23 flexi `00:17:00 24 flexi `00:17:01 25 flexi `00:17:00 26 esia `00:18:61 27 esia `00:18:29 28 esia `00:18:97 29 esia `00:18:89 30 esia `00:19:00
Tabel 4.9 Pengujian kecepatan operator GSM pada pagi hari (pukul 07.00 WIB)
Percobaan Operator HP Pengguna Waktu Pengiriman
1 xl `00:19:50
2 xl `00:19:20
3 xl `00:18:20
5 xl `00:19:50 6 simpati `00:14:80 7 simpati `00:15:30 8 simpati `00:15:40 9 simpati `00:15:50 10 simpati `00:15:30 11 as `00:18:40 12 as `00:18:50 13 as `00:19:40 14 as `00:20:21 15 as `00:20:1 16 mentari `00:15:40 17 mentari `00:16:91 18 mentari `00:15:40 19 mentari `00:16:51 20 mentari `00:17:40 21 flexi `00:18:50 22 flexi `00:19:02 23 flexi `00:18:30 24 flexi `00:18:20 25 flexi `00:17:80 26 esia `00:17:80 27 esia `00:18:10
28 esia `00:18:50
29 esia `00:18:04
30 esia `00:19:20
Tabel 4.10 Pengujian kecepatan operator GSM pada malam hari (jam 20.00 WIB)
Percobaan Operator HP Pengguna Waktu Pengiriman
1 xl `00:22:80 2 xl `00:23:40 3 xl `00:23:12 4 xl `00:22:70 5 xl `00:22:80 6 simpati `00:19:50 7 simpati `00:19:30 8 simpati `00:18:40 9 simpati `00:18:50 10 simpati `00:17:70 11 as `00:18:20 12 as `00:18:12 13 as `00:18:20 14 as `00:18:31 15 as `00:18:40 16 mentari `00:16:20
17 mentari `00:16:17 18 mentari `00:17:05 19 mentari `00:16:40 20 mentari `00:16:90 21 flexi `00:18:08 22 flexi `00:18:10 23 flexi `00:18:00 24 flexi `00:18:01 25 flexi `00:19:50 26 esia `00:17:60 27 esia `00:19:29 28 esia `00:18:20 29 esia `00:18:20 30 esia `00:17:20
Dari 6 operator yang kami coba yaitu 4 GSM (xl, simpati, as dan mentari), 2 SDMA (flexi dan esia). Pengambilan data yang kami gunakan adalah dari alat penulis digoyangkan sehingga terjadi event dan dari alat penulis mengirim sms ke operator yang ditujukan. Pengiriman bisa lama karena 1 detik digunakan untuk proses pengiriman dari alat penulis. Pengambilan data ini dilakukan pada pagi hari. Percobaan dilakukan di dalam ruangan. Untuk kecepatan pengiriman data paling cepat dilakukan oleh operator Mentari pada siang dan malam hari, sedangkan untuk pengiriman pada pagi hari operator simpati memilki pengiriman sms paling cepat.
4.4.5 Uji System keseleruhan dengan alat Pabrikan
Menguji system keseluruhannya kami membandingkan alat kami dengan alat pabrikan yang ada di BMKG. Di mana kami mengukur nilai alfa yang keluarkan kedua alat tersebut untuk mengetahui presisi alat.
Tabel 4.11 Pengujian ketepatan Alat penulis dengan Alat Pabrikan
Alat Pabrik (cm s-2) Alat penulis (cm s-2) Alat Pabrik Skala Intensity Alat penulis Skala Intensity 1 45 39.2 V V 2 72 69.4 V V 3 117 109 VI VI 4 129 114 VI VI 5 89 73 V V 6 141.2 92.7 VI VI 7 110 97.9 VI VI 8 174 87 VI V 9 54 44 V V 10 143 94.1 VI VI 11 86 65.8 V V 12 530.1 510.9 VIII VIII 13 47 58.3 V V 14 51 47.3 V V 15 117 98.3 VI VI
16 53 42.9 V V
17 87 49.5 V V
18 81 61.6 V V
19 79 51.7 V V
20 141 103.9 VI VI
Dengan nilai toleransi sebesar ±0,9 m s-2 (nilai ini sudah melalui perhitungan dengan menurut persamaan perhitungan percepatan dengan memperhitungkan skala Mercalli pada bab 3) nilai keakurasian alat penulis terhadap dibandingkan dengan alat buatan pabrik adalah 95 %.
Gambar 4.7 Grafik Pengujian ketepatan Alat penulis dengan Alat Pabrikan 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Intensitas Percobaan
Data Pengujian Intensitas
data alat pabrik data alat penulisTabel 4.9 Perbandingan kelebihan dan kekurangan dengan alat pabrikan Intensitymeter Penulis TDL‐303M Keunggulan / Kekurangan Measuring range ±1,5g ±2g Alat penulis hanya memiliki nilai pengukuran maximum sebesar 1,5g atau bila diterjemahkan di dalam skala ritcher hanya mencapai ~9 Skala Ritcher, Sensitivity 800mv/g 2.5V / g Dengan sensifitas 800mv/g menyebabkan terjadinya error lebih besar Frequency Response ~50 Khz ~ 200Hz Respon terhadap frekuensi yang digunakan hanya sekitar 50Hz yang digunakan untuk mendeteksi getaran kuat Output sampling rate 1024bps 25,50,100,200 bps Sampling rate yang kecil menyebabkan banyaknya data yang kurang tetapi jumlah data yang ada dinilai cukup Supply voltage 5V ~ 7,5V 9V ~ 18VDC Tegangan yang diperlukan untuk menghidupkan alat lebih kecil Recording media SD Card 2GB up to 4GB, dengan cara standard 8GB upto 32GB, dapat Dengan menggunakan cara penyimpanan
penyimpanan trigger event bertahan lebih dari 10 tahun menyimpan selama 180 hari secara terus menerus tanpa berhenti trigger terhadap sebut event gempa maka media penyimpanan akan bertahan lebih lama Communicate GSM Dual‐band 900, 1800 MHz, GPS module, RS‐ 232C RS‐232C serial port, RJ45 Ethernet port, infrared remote control Meskipun tidak memiliki komunikasi dengan Ethernet, alat penulis dilengkapi dengan GSM dual‐band untuk mendukung peringatan dini melalui peringatan SMS yang disertai pengambilan posisi alat dan waktu dengan menggunakan modul GPS g‐star yang lebih akurat Estimated Cost Rp ~5.000.000 Rp ~80.000.000 Perkiraan biaya untuk melakukan pembuatan sangatlah jauh
Secara keseluruhan alat dari penulis memiliki kelemahan terhadap keakurasian nilai dan besar media penyimpanan, tetapi dengan dukungan auto-trigger penyimpanan hal ini dapat diatasi. Komunikasi alat dari penulis lebih unggul karena disupport dengan GSM Dual-band 900, 1800 MHz, dan GPS module.
