PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
TELEMETRI MULTI STASIUN MULTI SENSOR
MENGGUNAKAN DUA FREKUENSI PEMBAWA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan tahap sarjana
di Departemen Fisika ITB
Oleh:
MUHAMMAD MIFTAHUL MUNIR
10299031
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
TELEMETRI MULTI STASIUN MULTI SENSOR
MENGGUNAKAN DUA FREKUENSI PEMBAWA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam menyelesaikan tahap sarjana
di Departemen Fisika ITB
Oleh:
MUHAMMAD MIFTAHUL MUNIR
10299031
Telah diperiksa dan disahkan Pembimbing Tugas Akhir
Dr. Eng. Khairurrijal, M.Si.
NIP: 131967089
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena dengan kuasa, kehendak serta bimbingan-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir program sarjana ini.
Tugas akhir ini ditulis sebagai persyaratan kelulusan tingkat sarjana pada Departemen Fisika Institut Teknologi Bandung dan merupakan laporan atas diselesaikannya penelitian dengan judul “Perancangan dan Implementasi Telemetri Multi Stasiun Multi Sensor Menggunakan dua Frekuensi Pembawa”. Tugas akhir ini merupakan pengembangan dari tugas akhir yang telah dikerjakan oleh saudara Fajri Romadhona dan saudara Nugroho Pancayogo yang meliputi pengembangan sistem telemetri multi stasiun multi sensor menggunakan dua frekuensi pembawa serta pengembangan perangkat keras dan perangkat lunak.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun akan penulis terima dengan senang hati. Akhir kata penulis berharap agar tugas akhir ini bermanfaat, khususnya bagi penulis maupun pihak-pihak yang berkepentingan.
Bandung, Juni 2003
UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan mengucap puji dan syukur ke hadirat Allah Yang Maha Agung, tidak lupa penyusun juga mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang membantu terselesaikannya tugas akhir ini :
x Bapak Khairurrijal, selaku dosen pembimbing yang senantiasa
mengarahkan, memotivasi dan membimbing penyusun dalam menyelesaikan tugas akhir, serta atas segala bantuannya yang sangat banyak baik materi maupun non materi.
x Bapak Sukirno, atas motivasi, pengajaran-pengajarannya, bantuan, serta
kesediannya menjadi dosen penguji pada sidang akhir penulis yang diadakan pada tanggal 9 Juni 2003.
x Bapak Zaki Su’ud selaku dosen penguji dan atas ilmu-ilmu yang telah
disampaikannya selama penyusun menyelesaikan tahap sarjana di Departemen Fisika ITB.
x Bapak Mitra Djamal, Bapak Maman Budiman beserta seluruh staf
pengajar Departemen Fisika khususnya yang tergabung dalam KBK instrumentasi.
x Ibu, adik sekeluarga tercinta yang senantiasa memberi support, do’a, kasih
sayang dan supply kepada penyusun sejak kecil.
x Almarhum Ayah, mudah-mudahan diampuni segala dosanya dan diterima
disisi-Nya.
x Teman-teman di Balebat dan Pink House khususnya DSM yang
x Teman-teman Lab Elka dari tua sampai muda, mas Yogo atas segala
bantuannya, Kang Atep nu rada galing, Aris 98, Bonnie, Si Abah tea atas foto-fotonya, P’Suryono, P’Wil, P’Zulki, teman-teman 99, Ivan, Rahmond, Teman-teman 2000.
x Jendral Nazar sang provokator dan Bung Nurus yang sama-sama trio
siberat, atas segalanya: pasar andir tengah malam, ayam bakar, naik motor bertiga, nerobos polisi, arabic song, feenoh, tamaaly maak, dalida, ulin wae, nonton wae, sare wae, wae-wae dan lain-lain.
x Indra Wibawa ‘98 dan Firman Ardiansyah gondrong’98 atas
diskusi-diskusi dan bantuannya yang sangat banyak.
x P’Ohin, P’Dadang, P’Yeye, P’Daryat dan seluruh karyawan Departemen
Fisika ITB.
x Semua pihak yang telah membantu yang tidak dapat dituliskan namanya
ABSTRAK
Sistem telemetri radio yang melibatkan berbagai macam sensor dan beberapa stasiun telah dimanfaatkan untuk pemantauan berbagai besaran fisis pada beberapa tempat dari jarak jauh secara terus menerus. Sistem telemetri radio dengan satu frekuensi pembawa mempunyai beberapa kelemahan: a) sistem menjadi lambat karena data ukur dan kontrol dikirim secara bergantian, b) adanya
DAFTAR ISI
Kata Pengantar i
Ucapan Terimakasih ii
Abstrak iv
Daftar Isi v
Daftar Gambar viii
Daftar Tabel x
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang dan Rumusan Masalah 1
1.1.1 Latar belakang 1 1.1.2 Rumusan masalah 2
1.2 Ruang Lingkup Kajian 3
1.3 Tujuan Penulisan 3 1.4 Metoda dan Teknik Pengumpulan Data 3
1.4.1 Metoda Penelitian 3 1.4.2 Teknik Pengumpulan Data 4
1.5 Sistematika Pembahasan 4
BAB II SISTEM TELEMETRI DAN KOMPONEN
PEMBANGUN
2.2. Sistem Telemetri Radio Multi Stasiun Multi Sensor Menggunakan dua Frekuensi Pembawa
6
2.3. Komponen Pembangun 10
2.3.1 Sensor 12
2.3.2 Multiplekser (selektor data) 13
2.3.3 ADC (Analog to Digital Converter) 13 2.3.4 Sistem Kontrol Sekunder 15
2.3.5 Sistem Kontrol Primer dan Pengolah Data 15
2.3.6 Modem (Modulator-Demodulator) 16 2.3.7 Sistem Pengirim 18 2.3.8 Sistem Penerima 23 2.3.9 Sistem Antena 25
BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS
DAN PERANGKAT LUNAK
3.1. Rancangan Sistem Perangkat Keras
3.1.1 Rancangan Sistem Akuisisi 30
3.1.1.1 Multiplekser 30 3.1.1.2 ADC (Analog to digital converter) 32
3.1.2 Sistem Kontrol Sekunder 32
3.1.3 Perancangan Modem 39 3.1.4 Sistem Pemancar 39 3.1.4.1 PLL Frequency Syntesizer 40
3.1.5 Sistem Kontrol Primer 43
3.1.6 Antenna Yagi 45 3.2 Perancangan Sistem Perangkat Lunak 46
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. Pengukuran Bit Error 51
4.2. Ketelitian Pengukuran Digital 52 4.3. Pengaruh Jarak terhadap Keakuratan Data 56
4.4. Kestabilan Alat Ukur Telemetri 57 4.5. Hal-Hal yang Perlu Dikembangkan Lebih Lanjut 58
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 59
5.2. Saran 60
DAFTAR PUSTAKA xi
LAMPIRAN 1 : NILAI KESALAHAN PENGUKURAN UNTUK BEBERAPA TEGANGAN SUMBER
LAMPIRAN 2 : SPEKTRUM FREKUENSI VHF 38–144 MHz
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sistem Telemetri dengan Dua Frekuensi Pembawa 9 Gambar 2.2 Diagram Blok Stasiun Ukur 11 Gambar 2.3 Diagram Blok Stasiun Kontrol 11 Gambar 2.4 Analog Multiplekser 13 Gambar 2.5 Succesive Approximation Register (SAR) ADC 14 Gambar 2.6 Model Konversi Sinyal Base Band pada Sinyal Pembawa 17 Gambar 2.7 Diagram Blok Radio Pemancar 21 Gambar 2.8 Diagram Blok PLL 22 Gambar 2.9 Diagram Blok Radio Penerima Superheterodyne 24 Gambar 2.10 Susunan Antena Yagi Tiga Elemen 25 Gambar 2.11 Pola Radiasi Antena Yagi 26 Gambar 3.1 Multiplekser Analog 8 kanal 31 Gambar 3.2 Antar Muka pada Kontrol Sekunder 36 Gambar 3.3 Diagram Blok PLL Frequency Syntesizer 40 Gambar 3.4 Sistem Kontrol Primer 44 Gambar 3.5 Susunan Antena Yagi Tiga Elemen 45 Gambar 3.6 Diagram Alir Program Di Stasiun Kontrol Pada Komputer
Menggunakan Turbo Pascal 7.0
47
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Di Stasiun Kontrol Pada Komputer Menggunakan Turbo Pascal 7.0 (lanjutan)
48
Gambar 3.8 Diagram Alir Program Di Stasiun Kontrol Pada Mikrokontroller
50
Gambar 4.1a Kesalahan Pengukuran Untuk Tegangan Sumber 0,91 Volt Pada Stasiun Ukur-1 Kanal-1 Sebanyak 160 Data
52
Gambar 4.1b Kesalahan Pengukuran Untuk Tegangan Sumber 4,41 Volt Pada Stasiun Ukur-2 Kanal-7 Sebanyak 160 Data
53
Gambar 4.1c Kesalahan Pengukuran Untuk Tegangan Sumber 0,91 Volt Pada Stasiun Ukur-1 Kanal-1 Tanpa Ujung-Ujung
Pengukuran Sebanyak 160 Data
53
Gambar 4.1d Kesalahan Pengukuran Untuk Tegangan Sumber 4,41 Volt Pada Stasiun Ukur-2 Kanal-7 Tanpa Ujung-Ujung
Pengukuran Sebanyak 160 Data
53
Gambar 4.2 Grafik Penyimpangan Pengukuran Terhadap Sumber Data Pada Stasiun Ukur-1 Kanal-0.
55
Gambar 4.3 Grafik Penyimpangan Pengukuran Terhadap Sumber Data Pada Stasiun Ukur-2 Kanal-0.
DAFTAR TABEL
