Aplikasi GSM (Global System for Mobile Telecommunication) Untuk Monitoring (mencatat) Parameter Listrik Secara Real Time Pada Wind Turbine.

(1)

i

ABSTRAK

CSD (Circuit Switched Data) adalah jenis layanan yang dipilih untuk

melakukan monitoring parameter parameter listrik secara real time. Dengan

layanan circuit switching ini, streaming yang terjadi diharapkan memiliki

keandalan dan performansi yang baik. Teknologi GSM (Global System for

Mobile Telecommunication) ini digunakan sebagai sarana untuk mentransmisikan

data data yang akan dimonitoring dari jarak jauh. Data data tersebut adalah nilai

parameter parameter listrik dari perusahaan pembangkit listrik tenaga angin.

(2)

ii

ABSTRACT

CSD (Circuit Switched Data) is a fiture that is being choosen to be used

for real time monitoring (Electrical parameters value monitoring). With this

circuit switching technology, the streaming is expected to have a good

performance and reliability. This GSM (Global System For Mobile

Telecomunication) technology is used to transmit data that will be monitored data

from a long distance, the data that is being used is electrical parameters value

from wind turbine company.

(3)

iv

DAFTAR ISI

Abstrak………... i

Abstract………... ii

Kata Pengantar……… iii

Daftar Isi………. iv

Daftar Tabel……… viii

Daftar Gambar……… ix

Daftar Singkatan….……… xii

Daftar Pustaka………. xiii

Bab I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah……….

1

1.2 Perumusan Masalah………

1

1.3 Identifikasi Masalah……… 1

1.4

Tujuan……….

2

1.5 Pembatasan Masalah………... 2

1.6 Spesifikasi Alat………... 2

1.7 Blok Diagram……….. 3

1.8 Sistematika Penulisan……….

4

Bab II LANDASAN TEORI

2.1

Pendahuluan………

5

2.2 Circuit Switching………

5

2.3 Circuit Switched Data………. 7

2.4 Koneksi Transparent dan Non Transparent………

8

2.5

TCH/F9.6………

9

2.6 Sinyal Dari TCH/F9.6 kpbs………

10

2.7 Network Independent Clocking……….

11

2.8 Rate Adaptation………..

12

2.9 Air Interface………...

17

(4)

v

2.10.1 Konfigurasi Abis Interface………. 18

2.10.2 Koneksi Alternatif BTS dan BSC………

19

2.11 A Interface………

22

2.22

RLP………...

23

Bab III PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI GSM UNTUK

TRANSMISI PARAMETER LISTRIK SECARA REAL TIME

3.1 Konsep Perancangan Sistem Komunikasi GSM………...

26

3.2 Peralatan yang Mendukung Terjadinya Koneksi CSD…………..

27

3.3 Konfigurasi Parameter Parameter Peralatan………..

31

Bab IV ANALISA DAN DATA PENGAMATAN

4.1 Pendahuluan ………... 43

4.2 Data Pengamatan Berdasarkan Data yang Disimpan Data Logger

4.2.1 Data Parameter Berupa Daya Output………. 43

4.2.2 Data Parameter Berupa Nilai Frekuensi………

45

4.2.3 Data Parameter Berupa Tegangan Phase 1………

46

4.2.4 Data Parameter Berupa Perubahan Daya Reaktif ………….

47

4.3 Data Pengamatan Berdasarkan Streaming

4.3.1 Data Parameter Berupa Daya Output………. 48

4.3.2 Data Parameter Berupa Nilai Frekuensi………

49

4.3.3 Data Parameter Berupa Tegangan Phase 1………

51

4.3.4 Data Parameter Berupa Perubahan Daya Reaktif ………….

52

4.4 Analisis Ketepatan Streaming Data

4.4.1 Perhitungan Kesalahan Nilai Daya Output pada jam 11:00

– 14:00………..

53

4.4.2 Perhitungan Kesalahan Nilai Daya Output pada jam 17:00

– 20:00………..

54

4.4.3 Perhitungan Kesalahan Nilai Frekuensi pada jam 11:00

– 14:00………..

54

(5)

vi

11:00 – 14:00……… 55

4.4.6 Perhitungan Kesalahan Nilai Tegangan Phase 1 pada jam

17:00 - 20:00……….

55

4.4.7 Perhitungan Kesalahan Nilai Daya Reaktif pada jam 11:00

– 14:00………..

56

4.4.8 Perhitungan Kesalahan Nilai Daya Reaktif pada jam 17:00

– 20:00………..

56

4.4.9 Hasil Dari Data Pengamatan……….. 65

4.5 Analisa Konfigurasi Modem yang Mendukung Layanan CSD

4.5.1 AT Command AT+CBST……….. 66

4.5.2 AT Command AT%C………

67

4.5.3 AT Command AT\N………..

69

4.5.4 AT Command AT+WOPEN……….

70

4.5.5 AT Command AT+WIND………. 71

4.5.6 AT Command AT+CRC……… 72

4.5.7 AT Command AT+CMEE………. 73

4.5.8 AT Command AT+IPR……….. 74

4.5.9 AT Command AT+IFC……….. 75

Bab V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan……….

77

5.2

Saran………...

77

LAMPIRAN

Data Pengamatan Dari Compact Flash Nomad 2 Data Logger………. A-1

Data Pengamatan Dari Monitoring Parameter Listrik Secara Real

Time………...

A-9

(6)

vii

(7)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Tabel II.1 Rate Data RA0………. 14

(8)

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar I.1

Diagram Blok………... 3

Gambar II.1

Diagram Circuit Switching………..

6

Gambar II.2

Jaringan CSD pada Layanan GSM………..

8

Gambar II.3

TCH/F9.6, V110 frame air interface………

9

Gambar II.4

Langkah Proses pada TCH/F9,6………..

10

Gambar II.5

Format dari Frame V110 80 bit………

11

Gambar II.6

NIC………... 12

Gambar II.7

Unit Serial Data RA0………...

13

Gambar II.8

Pengisian Oktet Intermmediate Rate………

15

Gambar II.9

80 Bit Frame V110………...

16

Gambar II.10a Untuk Konfigurasi Full Rate………

19

Gambar II.10b Untuk Konfigurasi Koneksi Serial………... 19

Gambar II.11

Konfigurasi serial dengan topologi garis lurus………

21

Gambar II.12

Konfigurasi serial dengan topologi ring………..

21

Gambar II.13

Konfigurasi Star………...

22

Gambar II.14

Konfigurasi kanal yang memungkinkan antara BSC dan MSC...

23

Gambar III.1

Diagram Blok Perancangan Sistem Komunikasi GSM…………

27

Gambar III.2

Multi Traducer Rish Ducer M42………..

28

Gambar III.3

Nomad 2 Wind Energy Data Logger………

29

Gambar III.4

Modem Fastrack seri M12………

30

Gambar III.5

Display untuk Konfigurasi Parameter Port………..

34

Gambar III.6

Display untuk Kofigurasi ASCII………..

34

Gambar III.7

Display untuk Mengetikan AT Command………...

35

Gambar III.8

Set Up Selection Multi Tranducers………..

36

Gambar III.9

Menu untuk Output A, B, C dan D………..

36

Gambar III.10

Menu Awal Nomad……….

38

Gambar III.11

Menu Pemilihan Konfigurasi………..

39

(9)

x

Gambar III.13

Display Pengisian Parameter untuk A1, A2, A3, A4, A5………

40

Gambar III.14

Display Konfigurasi untuk Site………

42

Gambar IV.1

Grafik Daya Output Jam 11:00 – 14:00………..

44

Gambar IV.2

Grafik Daya Output Jam 17:00 – 20:00………...

44

Gambar IV.3

Grafik Perubahan Frekuensi Jam 11:00 – 14:00………..

45

Gambar IV.4

45

Gambar IV.5

Grafik Perubahan Tegangan Phase 1 Jam 11:00 – 14:00……….

46

Gambar IV.6

Grafik Perubahan Tegangan Phase 1 Jam 17:00 – 20:00……….

46

Gambar IV.7

Grafik Perubahan Daya Reaktif Jam 11:00 – 14:00……….

47

Gambar IV.8

47

Gambar IV.9

49

Gambar IV.10

49

Gambar IV.11

50

Gambar IV.12

50

Gambar IV.13

51

Gambar IV.14

51

Gambar IV.15

52

Gambar IV.16

52

Gambar IV.17

Perbandingan Grafik Dari CF dan Dari Streaming Untuk Daya

Output Jam 11:00 – 14:00………

57

Gambar IV.18

Output Jam 17:00 – 20:00………

58

Gambar IV.19

Perbandingan Grafik Dari CF dan Dari Streaming Untuk

Frekuensi Jam 11:00 – 14:00………...

59

Gambar IV.20

Frekuensi Jam 17:00 – 20:00………...

60

Gambar IV.21

Tegangan Phase 1 Jam 11:00 – 14:00………..

61

Gambar IV.22

Tegangan Phase 1 Jam 17:00 – 20:00………..

62

Gambar IV.23

Reaktif Jam 11:00 – 14:00………...

63

Gambar IV.24

Reaktif Jam 17:00 – 20:00………...

64

Gambar IV.25

Perbandingan Data dari CF dengan Data Dengan Perubahan

AT+CBST………

67

(10)

xi

Gambar IV.27

Perbandingan Data dari CF dengan Data Dengan Perubahan

AT\N……….

69

Gambar IV.28

AT+WOPEN………

70

Gambar IV.29

AT+WIND………...

71

Gambar IV.30

AT+CRC………...

72

Gambar IV.31

AT+CMEE………...

74

Gambar IV.32

AT+IPR………

75

Gambar IV.33

(11)

xii

DAFTAR SINGKATAN

ARQ Automatic Repeat Request

AT-Command Attention-Command

BCCH Broadcast Control Channel

BSS Base Station Subsystem

EDGE Enhanced Data Rates for Global Evolution

FDMA Frequency Division Multiple Access

G-MSC Gateway MSC

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile Communications

HDLC High Level Data Link Control

HSCSD High-Speed Circuit Switched Data

ISDN Integrated Services Device Network

ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Sector

LAPB Link Access Procedure Balanced

MS Mobile Station

MSC Mobile Services Switching Center

MSU Message Signal Unit

MT Mobile Terminal or Mobile Terminating

PLMN Public Land Mobile Network

QoS Quality of Service

TCH Traffic Channel

TCH/FD Traffic Channel/full-rate downlink

(12)

Data Pengamatan Dari Compact Flash Nomad 2 Data Logger

Site : P.Mundi Date : 19-12-2007 Start Time I : 11:00 Finish Time I : 14:00 Start Time II : 17:00 Finish Time II : 20:00 Total Time : 6 Jam Record Interval : 1 Menit

Record Daya Output Frekuensi Tegangan Phase 1 Daya Reaktif Interval Time I Time II Time I Time II Time I Time II Time I Time II

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

Data Pengamatan Dari Monitoring Parameter Listrik Secara Real Time

Site : P.Mundi Date : 19-12-2007 Start Time I : 11:00 Finish Time I : 14:00 Start Time II : 17:00 Finish Time II : 20:00 Total Time : 6 Jam Record Interval : 1 Menit

Record Daya Output Frekuensi Tegangan Phase 1 Daya Reaktif Interval Time I Time II Time I Time II Time I Time II Time I Time II

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

(26)

(27)

(28)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+CBST (Tegangan Phase 1)

Site : Jakarta Date : 11-01-2008 Start Time I : 09:00 Finish Time I : 09:30 Total Time : 30 Menit Record Interval : 1 Menit

(29)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+WOPEN (Tegangan Phase 1)

(30)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT\N

(Tegangan Phase 1)

Site

: Jakarta

Date

: 11-01-2008

Start Time I

: 10:00

Finish Time I

: 10:30

Total Time

: 30 Menit

Record Interval : 1 Menit

Jam Dari CF Dari Streaming

10:00 212,0472 212,0472

10:01 211,2637 211,2637

10:02 210,559 210,559

10:03 211,0113 211,0113

10:04 211,0648 211,0648

10:05 210,1968 210,1968

10:06 209,9167 209,9167

10:07 210,4805 210,4805

10:08 211,9433 211,9433

10:09 211,9063 211,9063

10:10 210,7029 210,7029

10:11 209,8734 209,8734

10:12 209,6781 209,6781

10:13 209,8253 209,8253

10:14 209,9644 209,9644

10:15 210,6431 210,6431

10:16 211,3589 211,3589

10:17 210,7185 210,7185

10:18 210,4981 210,4981

10:19 210,861 210,861

10:20 210,8822 210,8822

10:21 211,3799 211,3799

10:22 211,1302 211,1302

10:23 210,2806 210,2806

10:24 210,246 210,246

10:25 209,5766 209,5766

10:26 209,2597 209,2597

10:27 209,6925 209,6925

10:28 209,291 209,291

10:29 208,3248 208,3248

(31)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+WIND (Tegangan Phase 1)

(32)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT%C

(Tegangan Phase 1)

Site

: Jakarta

Date

: 11-01-2008

Start Time I

: 11:00

Finish Time I

: 11:30

Total Time

: 30 Menit

11:00 208,5325 208,5325

11:01 209,1651 209,1651

11:02 209,6181 209,6181

11:03 209,09 209,09

11:04 210,1998 210,1998

11:05 208,8013 208,8013

11:06 207,9182 207,9182

11:07 207,7256 207,7256

11:08 208,0608 208,0608

11:09 207,7921 207,7921

11:10 207,2775 207,2775

11:11 207,1504 207,1504

11:12 207,331 207,331

11:13 207,313 207,313

11:14 207,4709 207,4709

11:15 206,8088 206,8088

11:16 207,6128 207,6128

11:17 207,0838 207,0838

11:18 206,759 206,759

11:19 207,0883 207,0883

11:20 206,8135 206,8135

11:21 206,3584 206,3584

11:22 205,9233 205,9233

11:23 205,5077 205,5077

11:24 205,3096 205,3096

11:25 205,3956 205,3956

11:26 205,9407 205,9407

11:27 207,195 207,195

11:28 207,294 207,294

11:29 207,935 207,935

(33)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+CRC

(Tegangan Phase 1)

Site

: Jakarta

Date

: 10-01-2008

Start Time I

: 11:00

Finish Time I

: 11:30

Total Time

: 30 Menit

Record Interval

: 1 Menit

11:00 208,2846 208,2846

11:01 207,4605 207,4605

11:02 206,5795 206,5795

11:03 205,4714 205,4714

11:04 205,7713 205,7713

11:05 205,5026 205,5026

11:06 205,836 205,836

11:07 205,8737 205,8737

11:08 205,4311 205,4311

11:09 205,3277 205,3277

11:10 206,314 206,314

11:11 206,0855 206,0855

11:12 205,8728 205,8728

11:13 206,1779 206,1779

11:14 206,2421 206,2421

11:15 205,5612 205,5612

11:16 205,4781 205,4781

11:17 204,9366 204,9366

11:18 204,2645 204,2645

11:19 205,1494 205,1494

11:20 205,9577 205,9577

11:21 206,4844 206,4844

11:22 206,9331 206,9331

11:23 205,7675 205,7675

11:24 206,2459 206,2459

11:25 206,6759 206,6759

11:26 205,7402 205,7402

11:27 206,8173 206,8173

11:28 207,2741 207,2741

11:29 207,1195 207,1195

(34)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+CMEE

(Tegangan Phase 1)

Site

: Jakarta

Date

: 10-01-2008

Start Time I

: 12:00

Finish Time I

: 12:30

Total Time

: 30 Menit

12:00 208,0689 208,0689

12:01 207,9136 207,9136

12:02 206,9332 206,9332

12:03 207,1321 207,1321

12:04 206,9716 206,9716

12:05 208,0885 208,0885

12:06 206,8517 206,8517

12:07 206,4329 206,4329

12:08 205,8748 205,8748

12:09 206,5909 206,5909

12:10 206,9559 206,9559

12:11 206,5771 206,5771

12:12 207,1041 207,1041

12:13 206,3723 206,3723

12:14 206,6389 206,6389

12:15 207,0678 207,0678

12:16 206,3376 206,3376

12:17 205,8382 205,8382

12:18 205,838 205,838

12:19 205,6589 205,6589

12:20 205,2516 205,2516

12:21 205,3256 205,3256

12:22 205,4668 205,4668

12:23 204,7353 204,7353

12:24 205,1027 205,1027

12:25 203,6147 203,6147

12:26 202,9989 202,9989

12:27 203,2808 203,2808

12:28 203,5145 203,5145

12:29 203,1831 203,1831

(35)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+IFC (Tegangan Phase 1)

(36)

Perbandingan Data Hasil Dari CF dan Pengubahan AT Command AT+IPR

(Tegangan Phase 1)

Site

: Jakarta

Date

: 10-01-2008

Start Time I

: 13:00

Finish Time I

: 13:30

Total Time

: 30 Menit

13:00 205,1424 205,1424

13:01 205,5493 205,5493

13:02 204,6022 204,6022

13:03 204,8111 204,8111

13:04 205,5972 205,5972

13:05 205,419 205,419

13:06 205,9451 205,9451

13:07 205,5078 205,5078

13:08 205,5436 205,5436

13:09 206,1877 206,1877

13:10 207,6574 207,6574

13:11 206,1976 206,1976

13:12 206,3486 206,3486

13:13 206,8183 206,8183

13:14 206,0283 206,0283

13:15 206,7359 206,7359

13:16 206,341 206,341

13:17 205,173 205,173

13:18 204,251 204,251

13:19 204,2673 204,2673

13:20 203,6346 203,6346

13:21 203,486 203,486

13:22 204,1697 204,1697

13:23 205,2316 205,2316

13:24 204,8642 204,8642

13:25 204,4857 204,4857

13:26 204,6391 204,6391

13:27 204,9558 204,9558

13:28 206,5862 206,5862

13:29 206,4476 206,4476

(37)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Masalah

Dengan makin meluasnya pemakaian energi listrik bahkan sampai ke

daerah daerah terpencil , maka semakin perlu dipertimbangkan untuk memikirkan

cara me “monitor” dan mencatat secara “real time” parameter paremeter listrik

dimana lokasi. Sebagai contoh pencatatan dan monitoring paramater parameter

pembangkit listrik yang banyak tersebar di daerah . Banyak sekali parameter

parameter yang harus diamati pada system pembangkit ini seperti nilai tegangan,

daya yang dibangkitkan, frekuensi, energi yang disalurkan, arus serta parameter

parameter lainnya yang harus diamati secara kontinu dan real time.

Parameter parameter tersebut perlu diamati secara kontinu untuk

menjamin kualitas kinerja daripada pembangkit listrik tersebut. Maka dibutuhkan

suatu sistem yang dapat mentransmisikan parameter parameter listrik tersebut ke

pusat monitoring secara kontinu dan real time yang dapat menggambarkan

keadaan yang sesungguhnya pada pembangkit listrik tersebut. Salah satu media

transmisi tanpa kabel yang dipilih adalah dengan mempergunakan sinyal GSM

(Global System for Mobile Telecommunication). Dengan GSM parameter

parameter listrik tersebut dapat dicatat dan diamati secara real time dan kontinu

tanpa melihat letak lokasi pengamat.

1.2

Perumusan Masalah

Bagaimana melakukan monitoring parameter parameter listrik secara real time

pada wind turbine dengan layanan GSM.

1.3

Identifikasi Masalah

(38)

2

Masalah yang terjadi adalah jarak yang jauh untuk selalu memantau

perubahan parameter parameter listrik.

Solusi dari permasalahan di atas adalah dengan menggunakan fasilitas dari

GSM untuk mengirimkan data berupa parameter parameter listrik secara real

Time.

1.4

Tujuan

Mengintegrasikan sebuah sistem yang dapat memonitor dan mentransmisikan

parameter parameter listrik tersebut ke pusat monitoring agar dapat diamati

secara kontinu dan real time.

1.5

Pembatasan Masalah

Hanya menggunakan sistem GSM.

Metode pengiriman data yang dipilih adalah CSD (Circuit Switched Data).

Terbatas pada 4 buah parameter yang diamati (daya output, daya reaktif,

frekuensi, tegangan phase 1).

Pengamatan bersifat real time.

Streaming data hanya berupa perubahan angka parameter parameter listrik

yang diamati.

Pengamatan dititik beratkan pada keandalan sistem GSM dengan metode

CSD.

Percobaan diaplikasikan untuk pembangkit listrik tenaga angin.

1.6

Spesifikasi Alat

Personal Computer / Notebook

Modem GSM Wavecom Fastrack M12

Nomad 2 Wind Energy Data Logger

Rishabh MXX Multitranducers

Software MXX

Software Nomad 2 Wind Energy Data Logger

Software Hyper Terminal

(39)

3

[image:39.595.114.515.107.254.2]

1.7

Blok Diagram

Gambar I.1 Diagram Blok

1.8

Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini disusun dengan urutan

sebagai berikut :

BAB I

PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang,perumusan masalah, tujuan,

pembatasan masalah, spesifikasi alat, blok diagram dan sistematika

penulisan.

BAB II

LANDASAN TEORI

Pada bab ini akan dibahas mengenai teori – teori dasar dari GSM

secara umum mengenai circuit switching yang kemudian

ditekankan pada teknologi CSD (Circuit Switched Data) karena

teknologi inilah yang akan digunakan pada tugas akhir ini.

BAB III

PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI GSM UNTUK

TRANSMISI PARAMETER LISTRIK SECARA REAL

TIME

Bab ini berisi menjelaskan mengenai alat alat yang akan digunakan

pada perancangan sistem monitoring ini, serta konfigurasi

konfigurasi yang akan digunakan pada sistem ini sehingga proses

monitoring secara real time dapat terjadi.

BAB IV

ANALISA DAN DATA PENGAMATAN

(40)

4

dibandingkan dengan data parameter parameter listrik tersebut

yang telah disimpan sebelumnya pada compact flash yang

kemudian akan dilakukan perhitungan persentase kesalahan dari

data yang diperoleh dari proses streaming.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

(41)

77

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan

Tekonologi CSD (Circuit Siwtched Data) dapat digunakan untuk melakukan

monitoring parameter parameter listrik secara real time.

Dari data data pengamatan yang telah diambil CSD memiliki tingkat error

yang sangat kecil.

5.2

Saran

(42)

xiii

DAFTAR PUSTAKA

Gunnar Heine and Holger Sagkob, GPRS: Gateway to Third Generation

Mobile Networks, Artech House., 2003.

Gunnar Heine, GSM Networks: Protocols, Terminology, and Implementation,

Artech House., 1999

AT Command Interface Guide, Wavecom., 2002.

Rishabh M42 Usermanual