RANCANG BANGUN PROTOTYPE PAPAN INFORMASI DIGITAL PADA
TRANSPORTASI LAUT BERBASIS GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)
Joko Subur
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Ilmu Kelautan, Universitas Hang Tuah Email: [email protected]
Abstrak: Pada saat ini informasi sangat dibutuhkan demi kelancaran dalam melaksanakan suatu pekerjaan maupun kegiatan. Keterbatasan informasi lokasi dimana posisi kita ketika naik transportasi laut kadang membuat kita bingung akan posisi kita. Media papan informasi digital yang dibuat ini akan menampilkan informasi tulisan yang akan menunjukkan keterangan nama daerah dimana posisi kita saat berada di transportasi laut, menampilkan juga waktu dan tanggal. Dengan Global Positioning System (GPS) sebagai penunjuk koordinat titik posisi dan penunjuk informasi waktu. Penentuan nama daerah menggunakan metode pemetaan koordinat lintang dan bujur, karena metode pemetaan hasilnya lebih akurat dibanding metode radius. Hasil uji coba sistem yang dibuat berhasil berjalan dengan baik dan didapat tingkat akurasi pengenalan daerah mencapai keakuratan 99% dengan kecepatan laju kendaraan maksimal 40km/jam.
Kata kunci: Transportasi laut, GPS, Koordinat, Metode pemetaan
Abstract: At this time information is important for support the work or activity. Limitations of location information where our position when on a ship sometimes make us confused about our position. This digital information board media will feature a running text that will show the name of area where we are in the ship, displaying the time and date. With Global Positioning System (GPS) as source data coordinate point position and timing information. The determination of the area name using the method of mapping the latitude and longitude coordinates, because the method of mapping the results is more accurate than the radius method. The results of the test system is made successfully run well and obtained the accuracy of the recognition rate reaches 99% accuracy with a speed of maximum vehicle speed 40km / hour.
Keywords: Ship, GPS,Coordinate, Mapping method
PENDAHULUAN
Pada saat ini informasi sangat dibutuhkan demi kelancaran dalam melaksanakan suatu pekerjaan maupun kegiatan. Apabila suatu informasi yang diterima tidak tepat, maka dalam melakukan suatu kegiatan kemungkinan akan mendapatkan hasil yang tidak maksimal. Keterbatasan informasi lokasi dimana posisi kita ketika sedang berada di transportasi laut kadang membuat kita bingung akan kedudukan kita. Kedudukan suatu lokasi dapat ditentukan dengan sistem koordinat. Dengan adanya sistem koordinat, masyarakat menjadi saling memahami posisi masing-masing dipermukaan bumi (Prahasta, 2002). Dengan sistem koordinat pula pemetaan suatu wilayah menjadi mudah, salah satunya adalah sistem koordinat lintang-bujur (Hidayat. R, 2005).
Sistem koordinat lintang-bujur, atau dalam bahasa inggris disebut Latitude dan Longitude. Pada sistem koordinat ini terdiri dari dua komponen yang menentukan, yaitu garis mendatar yang sejajar dengan garis khatulistiwa disebut juga garis lintang (Latitude), dan garis dari atas ke bawah yang menghubungkan kutub utara dengan kutub selatan bumi disebut juga garis bujur
(Longitude) (Abidin, 1999). Karena bentuk bumi seperti bola, maka ketentuan yang mengatur
1998). Dengan demikian, cara menentukan koordinat lintang-bujur adalah sama dengan perhitungan lingkaran, yaitu: derajat (o), menit (‘), dan detik (“).
Gambar 1. Garis-garis pada belahan bumi
Berangkat dari permasalahan tersebut, maka timbullah suatu ide atau pemikiran untuk membuat suatu alat sebagai media informasi bagi penumpang pada transportasi laut, dimana media informasi tersebut adalah berupa media informasi digital untuk menampilkan tulisan bergerak yang akan menunjukkan keterangan dimana posisi daerah kendaraan tersebut, waktu dan tanggal. Dengan memanfaatkan Global Positioning System (GPS) sebagai sumber data koordinat lintang dan bujur serta data waktu berupa jam dan juga tanggal.
Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat dihasilkan suatu prototype alat yang dapat memberikan kemudahan bagi penumpang pada tranportasi laut untuk memperoleh informasi posisi dan waktu. Sehingga penumpang bisa memprediksi kapan akan sampai ditempat tujuan dengan melihat informasi jarak ke lokasi selanjutnya.
METODE PENELITIAN
Sistem instalasi teknis dalam penelitian ini terbagi atas dua bagian sistem, yaitu sistem pengolah data GPS dan sistem penampil Moving Sign Display. Dalam sistem pengolah data GPS menggunakan mikrokontroler, berfungsi sebagai pembaca dan pengolah data yang di kirim oleh modul GPS. Mikrokontroler bertugas menerima dan mengolah data dari modul GPS tersebut, komunikasi antara modul GPS dengan mikrokontroler menggunakan komunikasi serial standar RS-232. Sistem yang kedua adalah Moving Sign Display yang nantinya sebagai penampil tulisan berjalan, sebagai penampil keterangan nama lokasi daerah tranportasi laut tersebut berada dan juga bisa menampilkan informasi jam dan tanggal.
Satelit
Kirim ID lokasi dan waktu RS-232
Proses ambil dan olah data dari modul GPS
GPS Mikrokontroler
(Pembaca dan pengolah data GPS)
Lcd
Moving Sign Display
1o Derajat = 111,322 km = 111.322 meter
1o Derajat = 60’ (menit) = 3600” (detik)
1’ Menit = 60” (detik)
1’ Menit = 1,88 km = 1.885,37 meter 1” Detik = 30,9227 meter
Modul receiver GPS berfungsi menerima semua sinyal yang dihasilkan oleh satelit GPS, output dari modul receiver GPS berupa pseudorange text yang kemudian diterima dan diolah oleh mikrokontroler (Subur. J, 2011). Pengolahannya adalah memisahkan masing-masing data, yaitu data waktu, data tanggal, dan data koordinat lintang dan bujur. Data dari modul receiver GPS yang telah diolah oleh sistem pertama (mikrokontroler) maka akan dihasilkan suatu ID lokasi koordinat suatu daerah, dimana sebelumnya dicocokkan terlebih dahulu dengan data database koordinat setiap nama lokasi yang telah diisikan. Kemudian ID lokasi dan data waktu dikirimkan ke sistem kedua (Moving Sign Display), yang kemudian pada sistem kedua menampilkan keterangan dari nama lokasi posisi berada dan menampilkan waktu dan tanggal. Mendeteksi nama lokasi jalan dengan cara pemetaan lokasi
Cara untuk mendeteksi suatu lokasi adalah dengan cara pemetaan. Setiap masing-masing lokasi di peta-kan dengan diberi batas koordinat masing-masing, diperlukan 4 (empat) titik koordinat untuk memetakan suatu daerah. Seperti yang terlihat pada Gambar 3 adalah ilustrasi skema pemetaan lokasi daerah. Adapun penentuan 4 titik koordinat batas tersebut adalah: batas 1 pada data koordinat lintang, batas 2 pada koordinat lintang, batas 1 pada koordinat bujur dan batas 2 pada koordinat bujur.
Gambar 3. Skema pemetaan lokasi daerah
Untuk penentuan nama suatu lokasi daerah dengan cara pemetaan yaitu dengan membaca data koordinat yang diterima dari modul GPS kemudian data tersebut dibandingkan dengan database yang sudah disimpan terlebih dahulu. Jika data koordinat yang diterima dari GPS masih antara data batas 1 dan batas 2 pada data koordinat lintang dan bujur, maka diidentifikasi posisi daerah masuk dalam lokasi database, sehingga terdeteksi suatu lokasi daerah. Namun jika data koordinat yang diterima diluar batas data koordinat lintang maupun bujru yang sudah ditentukan, maka diidentifikasi tidak masuh didaerah rute yang sudah ditentukan atau bisa dikategorikan diluar area yang sudah ditentukan, sehingga informasi pada display tidak menampilkan nama suatu daerah.
Pembacaan Arah Rute dan Menghitung Jarak Ke Lokasi Selanjutnya
Untuk mendeteksi arah perjalanan dari tranportasi laut, semisal perjalanan berangkat arah ke timur dan arah balik adalah arah ke barat, cara yang dipakai untuk mengetahuinya adalah membaca data arah kecepatan yang dikirim oleh GPS. Untuk data kecepatan arah barat atau timur diberikan kode data dengan huruf “W” untuk arah ke barat, dan huruf “E” untuk arah ke timur. Sedang untuk data kecepatan arah utara dan selatan diberikan kode data dengan huruf “N” untuk arah ke utara, dan huruf “S” untuk arah ke selatan. Dengan membaca kode data tersebut maka akan diketahui arah rute dari laju tranportasi laut tersebut
Data Lintang Batas 1 Data Lintang Batas 2 Data Bujur Batas 1 Data Bujur Batas 2
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian awal dilakukan pada modul GPS receiver yang dipakai, modul yang dipakai adalah GPS III+ merk Garmin. Cara pengujian dilakukan menggunakan aplikasi Hyperterminal yang sudah disediakan pada operating system Windows yang ada pada PC (Personal Computer). Pengujian ini dilakukan agar diketahui nilai baudrate yang tepat pada modul GPS dalam komunikasi pengiriman data, serta untuk mengetahui data apa saja yang dikirim oleh modul GPS, yang nantinya bisa diamati lewat monitor pada PC. Pada Gambar 4 menunjukkan hasil pembacaan data GPS dengan hyperterminal pada PC.
Gambar 4. Tampilan hasil pembacaan data GPS dengan hyperterminal pada PC
Dengan mengamati hasil data GPS yang diterima, dapat diketahui bahwa setiap awal
data yang dikirim oleh modul GPS selalu diawali dengan karakter huruf “@”, baru
kemudian data selanjutnya. Data yang dikeluarkan oleh modul GPS III+ receiver
mempunyai format baku yaitu NMEA 0183 versi 2.0 dengan bentuk header, dan salah
satunya adalah mode text ASCII (Taufiqurrohman, 2010).
Berikut contoh data yang di keluarkan GPS III+ receiver :
@101101014118S0717579E11247632S015+00041E0000N0000U0000
@yymmddhhmmss Latitude Longitude error Altitude EWSpd NSSpd Vspd
Setelah modul GPS di uji coba dengan PC, selanjutnya pengujian dilakukan menghubungkan modul GPS dengan rangkaian mikrokontroler. Hubungan antara modul GPS dengan mikrokontroler menggunakan serial RS-232, modul GPS sebagai pembaca koordinat kemudian data koordinat dikirim ke mikrokontroler, jadi mikrokontroler sebagai penerima data dari modul GPS. Pada mikrokontroler telah dihubungkan dengan penampil LCD, maka jika koneksi antara modul GPS dengan mikrokontroler tidak baik maka pada LCD akan menampilkan keterangan “ Connection Error”, namun jika koneksi terhubung dengan baik maka akan ditampilkan keterangan “Connection OK..”, dan mikrokontroler siap menerima data dari modul GPS, seperti yang terlihat pada Gambar 5. Agar proses penerimaan data dari GPS yang dilakukan oleh mikrokontroler dapat diterima dengan baik, maka digunakan fasilitas serial
interrupt pada mikrokontroler. Dengan diaktifkan serial interrupt data GPS akan dapat dibaca
Gambar 5. Tampilan pada LCD status koneksi antara Mikrokontroler dengan modul GPS
Pengolahan data yang diterima dari modul GPS yang masih berupa data tipe teks (string) tersebut dirubah menjadi data tipe angka bulat (integer) terlebih dahulu. Dengan dirubah ke data tipe integer data tersebut bisa dibandingkan dengan data yang ada di data acuan (Pramesthi, 2006). Program olah data dari bentuk teks menjadi bentuk angka bulat keseluruhan diatas merupakan pengolahan data koordinat lintang dan bujur. Data pada lintang dan bujur dipisahkan sesuai nilai angkanya, yaitu nilai derajat, menit atau detik. Setelah dipisahkan terus dikalikan sesuai dengan nilai angkanya, setelah itu dijumlahkan semua, sehingga didapatkan nilai angka yang utuh pada data lintang yang terbaca, begitu juga pada data bujur yang terbaca. Pada Tabel 1 ditunjukkan hasil pembacaan data koordinat lintang dan bujur dari GPS yang diterima oleh mikrokontroler, uji coba bertempat di lokasi Laboratorium Elektro di gedung GC Universitas Hang Tuah
Tabel 1. Data percobaan pembacaan koordinat di Laboratorium Teknik Elektro gedung GC
Percobaan Hasil Baca Alat Data Modul GPS
Porsentase Akurasi Pembacaan Data
Lintang Bujur Lintang Bujur Lintang Bujur
1. 07 17 530 112 47 678 07 17 531 112 47 680 99.8% 99.7% 2. 07 17 529 112 47 674 07 17 530 112 47 676 99.8% 99.7% 3. 07 17 532 112 47 666 07 17 533 112 47 668 99.8% 99.7% 4. 07 17 540 112 47 674 07 17 541 112 47 676 99.8% 99.7% 5. 07 17 532 112 47 680 07 17 533 112 47 676 99.8% 99.5% Rata-rata Akurasi 99.8% 99.66%
Mengamati Tabel 1 yang menunjukkan hasil percobaan pembacaan data koordinat lintang dan bujur yang dilakukan sebanyak 5 kali pada salah satu lokasi, yaitu di laboratorium Teknik elektro gedung GC, sistem mikrokontroler sudah dapat menerima data GPS yang dikirimkan oleh modul GPS dengan baik dan akurasi pembacaan data koordinat lintang sebesar 99,8% serta akurasi pembacaan data koordinat nujur sebesar 99,66%.
Selanjutnya dilakukan pengambilan data koordinat lintang dan bujur pada setiap lokasi atau daerah yang menjadi rute dari perjalanan transportasi, pegambilan data ini dilakukan untuk menentukan acuan batas 1 dan batas 2 koordinat lintang dan bujur pada masing-masing daerah yang menjadi rute dari transportasi tersebut. Pada penelitian ini uji coba alat dan pengambilan data koordinat dari rute perjalanan transportasi tidak dilakukan dilaut, namun dilakukan dilokasi darat. Rute perjalanan trasportasi dilokasi darat yang digunakan untuk uji coba, yaitu rute perjalanan trasnportasi umum “lyn S” rute dari terminal Bratang menuju terminal Kenjeran. Rute tersebut melewati lokasi-lokasi antara lain: Bratang, Menur pumpungan, Klampis Ngasem, Perumahan Galaxy, Universitas Hang Tuah, Keputih/Kejawan, Pakuwon City, Mulyosari,
Tempurejo, dan terminal Kenjeran. Adapun data batas koordinat lintang dan bujur pada lokasi tersebut dapat diamati pada Tabel 2.
Tabel 2. Data acuan batas koordinat lintang dan bujur tiap lokasi, pada rute Bratang-Kenjeran
Untuk penentuan suatu lokasi jalan dengan cara pemetaan yaitu dengan membaca data koordinat yang diterima dari modul GPS kemudian data tersebut dibandingkan dengan data acuan yang sudah disimpan terlebih dahulu (data pada Tabel 2). Jika data yang diterima masih antara data batas 1 dan batas 2, maka diidentifikasi posisi kendaraan masuk dalam lokasi data koordinat acuan yang telah ditentukan, sehingga terdeteksi suatu lokasi daerah. Namun jika diluar koordinat batas maka posisi kendaraan diluar lokasi data acuan, dan sistem menampilkan keterangan mencari. Pada cara ini menggunakan 4 nilai variabel, yaitu 2 nilai data koordinat lintang (batas 1 dan batas2) serta 2 nilai data koordinat bujur (batas 1 dan batas 2). Untuk lebih jelas algoritma penentuan lokasi adalah sebagai berikut:
No. Nama Lokasi Jalan Data Koordinat
Lintang Bujur
1. Terminal Bratang, batas 1 07 17 578 112 45 758 Terminal Bratang, batas 2 07 18 024 112 45 050 2. Menur Pumpungan, batas 1 07 17 384 112 46 378
Menur Pumpungan, batas 2 07 17 294 112 45 803 3. Klampis Ngasem, batas 1 07 17 374 112 46 842
Klampis Ngasem, batas 2 07 17 379 112 46 400 4. Perumahan Galaxy, batas 1 07 17 429 112 47 368 Perumahan Galaxy, batas 2 07 17 391 112 47 087 5. Universitas Hang Tuah, batas 1 07 17 421 112 47 751
Universitas Hang Tuah, batas 2 07 17 446 112 47 518 6. Keputih/Kejawan, batas 1 07 16 750 112 48 200
Keputih.Kejawan, batas 2 07 17 404 112 47 934 7. Pakuwon City, batas 1 07 16 450 112 47 887
Pakuwon City, batas 2 07 16 717 112 48 149 8. Mulyosari, batas 1 07 15 501 112 47 887 Mulyosari, batas 2 07 16 402 112 48 149 9. Tempurejo, batas 1 07 15 220 112 47 605 Tempurejo, batas 2 07 15 450 112 47 908 10. Terminal Kenjeran, batas 1 07 14 277 112 47 709 Terminal Kenjeran, batas 2 07 15 197 112 47 724
Batas bawah = data koordinat lokasi batas 1 Batas atas = data koordinat lokasi batas 2
Data masuk = data koordinat yang diterima dari GPS
Terdeteksi = jika, data masuk = (batas bawah) sampai (batas atas) Tidak terdeteksi = jika, data masuk ≠ (batas bawah) sampai (batas atas)
Selanjutnya sistem yang dibuat diuji coba langsung pada transportasi “lyn S” rute dari terminal Bratang sampai dengan terminal Kenjeran. Uji coba dilakukan dengan cara, penulis membawa sistem alat yang sudah dibuat naik di bangku bagian depan kendaraan atau sebelah kiri dari sopir, dan menempatkan alat di dashboard depan dari kendaraan.
Gambar 6. (a) Sistem alat keseluruhan, (b) Uji coba sistem alat di kendaraan
Dari hasil uji coba sistem alat yang dibuat saat di kendaraan langsung dengan rute dari terminal Bratang sampai terminal Kenjeran didapatkan hasil seperti yang tercatat pada Tabel 3 berikut:
Tabel 3. Data hasil uji coba sistem alat pada kendaraan dengan rute Bratang-Kenjeran No. Posisi Kendaraan Hasil Tampilan Alat Lokasi
sesungguhnya Keterangan 1. Terminal Bratang “Bratang” Bratang Cocok 2. Kebun Bibit “Bratang” Bratang Cocok 3. Rumah Sakit Jiwa Menur “Menur Pumpungan” Menur Pumpungan Cocok 4. Kampus STIESIA “Menur Pumpungan” Menur Pumpungan Cocok 5. Kampus ITATS “Klampis Ngasem” Klampis Ngasem Cocok 6. Perempatan Lampu Merah “Klampis Ngasem” Klampis Ngasem Cocok 7. SPBU A. R. Hakim “Galaxy” Perumahan Galaxy Cocok 8. Perumahan Galaxy “Galaxi” Perumahan Galaxy Cocok 9. Kampus UHT “Hang Tuah” Kampus UHT Cocok 10. Minimarket Sakinah “Keputih/Kejawan” Keputih Cocok 11. SD Muhammadiyah “Keputih/Kejawan” Keputih Cocok 12. Masjid Baitun Nur “Keputih/Kejawan” Kejawan Cocok 13. Bundaran Pakuwon City “Pakuwon City” Pakuwon City Cocok 14. SPBU Mulyosari “Mulyosari” Mulyosari Selatan Cocok 15. Supermarket KITTO “Mulyosari” Mulyosari Tengah Cocok 16. Toko Berkat Elektronik “Mulyosari” Mulyosari Utara Cocok 17. Pasar Tempurejo “Tempurejo” Tempurejo Cocok 18. Masjid Tempurejo “Tempurejo” Tempurejo Cocok 19. Kenjeran Pak Baru “Kenjeran” Kenjeran Cocok 20. Terminal Kenjeran “Kenejeran” Kenjeran Cocok
Sumber tegangan (AKI) LED Display penampil
Modul GPS Sistem Kontroler
Dari data hasil uji coba sistem alat keseluruhan pada kendaraan “lyn S” rute Bratang-Kenjeran yang terdapat pada Tabel 3, sistem alat yang dibuat sudah dapat mengenali lokasi nama jalan pada rute Bratang-Kenjeran dengan benar.
KESIMPULAN
Dari serangkaian percobaan yang telah dilakukan, dihasilkan beberapa data pengujian sehingga menghasilkan suatu kesimpulan, antara lain:
1. Sistem yang dibangun mampu membaca dan mengolah data dari modul GPS. 2. Sistem yang dibangun mampu menampilkan keterangan lokasi jalan dengan benar.
3. Kondisi penangkapan satelit oleh modul GPS sangat mempengaruhi valid dan tidaknya data yang dihasilkan oleh modul GPS.
4. Kecepatan laju kendaraan mempengaruhi keteliti data koordinat yang dihasilkan oleh modul GPS (GPS III+)
DAFTAR PUSTAKA
Abidin, H.Z. Makalah Pemanfaatan Teknologi GPS dalam Pembangunan Benua Maritim
Indonesia. Teknologi Survey laut, 1998.
Abidin, H.Z. Penentuan Posisi Dengan GPS dan Aplikasinya. Jakarta: Pradnya Paramita, 1999. Hidayat, Rahmat. Seri Panduan Pemetaan Partisipatif. Bandung: Garis Pergerakan, 2005. Prahasta, E. Konsep-Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis. Bandung: Informatika, 2002. Pramesthi, Very Johan. Pembuatan Prototype Tracking Akuisisi Data Global Positioning
System (GPS) Untuk Persiapan Model Kapal Dinamis Yang Di-Interface-kan Pada PC.
Universitas Hang Tuah Surabaya. Skripsi, Teknik Elektro, 2006.
Subur, Joko. Papan Informasi Digital Pada Transportasi Umum Yang Terhubung Dengan
Global Positioning System (GPS). Universitas Hang Tuah Surabaya. Skripsi, Teknik
Elektro, 2011.
Taufiqurrohman, Muhammad. Akuisisi Data Global Positioning System (GPS) dengan
Komputer pada Model Kapal sebagai Sarana Penelitian. Surabaya: Neptunus-Jurnal
