APLIKASI PENENTUAN STATUS GUNUNG BERAPI MENGGUNAKAN TELEMETRI SUHU
Frans Richard Kodong
Jurusan Teknik Informatika UPN "Veteran" Yogyakarta Jl. Babarsari no 2 Tambakbayan 55281 Yogyakarta Telp (0274)-485323
e-mail : [email protected]
Abstrak
Sistem Modern Peringatan Dini (early warning system) Gunung Berapi sudah sejak 1999 diterapkan pada beberapa gunung berapi di Indonesia. Teknologi yang digunakan dalam pemantauan gunung berapi menerapkan teknologi satelit dan disebarkan keseluruh dunia termasuk Direktorat Vulkanologi & Mitigasi Bencana Geologi yang terletak di Bandung. Peningkatan aktivitas gunung berapi dapat di lihat dari frekuensi gempa, naiknya kadar belerang, membesarnya perut gunung, perubahan kemiringan lereng, salah satu parameter yang terpenting adalah suhu kawah gunung berapi. Telemetri suhu digunakan untuk memberikan informasi suhu kawah pada gunung berapi, dari pemantauan suhu tersebut dapat tentukan status dari aktivitas gunung berapi, apakah dalam status Normal, Wasapada, Siaga ataukah Awas. Dengan diketahuinya secara real time status gunung berapi maka penanganan bencana akan dapat dilakukan sedini mungkin, agar masyarakat mendapatkan perlindungan lebih maksimal dari bencana gunung berapi. Aplikasi ini diharapkan juga dapat memberikan kontribusi pada sistem peringatan dini gunung berapi yang sudah ada.
Kata kunci : early warning system, Telemetri, Vulcanology
1. PENDAHULUAN
Indonesia adalah negara dengan potensi alam yang besar berdasarkan kondisi geografis dan geologisnya.
Akan tetapi, hal ini juga menyebabkannya menjadi negara yang rawan akan bencana. Untuk mengurangi dampak bencana teknologi informasi dan komunikasi memiliki banyak potensi terutama dalam sosialisasi penanggulangan bencana, memprediksi adanya bencana, membantu dalam mengambil keputusan terkait dengan bencana, menyebarkan peringatan akan adanya bencana kepada masyarakat, dan pengelolaan korban becana ketika bencana itu sendiri sudah terjadi.
Dari sekitar 500 gunung berapi di Nusantara, ditengarai 129 gunung api berstatus aktif dan tersebar dari Sabang sampai Merauke, salah satu gunung teraktif di dunia adalah Merapi. EWS (early warning system) telah terpasang di sekitar 19 gunung berapi di Indonesia, sementara lebih dari 100 gunung berapi aktif di Indonesia masih belum dipasang EWS. Telemetri suhu merupakan sistem pengukuran dari sutau objek terukur dengan menempatkan penyajian data hasil ukur pada tempat yang terpisah yang berfungsi untuk memberikan informasi suhu kawah pada gunung berapi yang medannya berbahaya apabila melakukan pengukuran dalam jarak yang dekat oleh kerena itu diperlukanya suatu alat yang dapat melakukan pengukuran dalam jarak jauh yang dapat memberikan informasi-informasi yang cepat dan terbebas dari gangguan alam. Dengan dapat dipantaunya suhu kawah maka dapat ditentukan status dari gunung berapi tersebut, dengan demikian dampak buruk dari bencanan yang ditimbulkan dapat antisipasi dan di minimalisir.
2. TINJAUAN PUSTAKA.
2.1 Telemetri
Telemetri merupakan sistem pengukuran dari sutau objek terukur dengan menempatkan penyajian data hasil ukur pada tempat yang terpisah. Sistem terbagi dalam tiga blok besar yaitu blok sumber data, blok transmisi data dan blok penerima data
2.2. Suhu Kawah Gunung Berapi.
Salah satu faktor penentu atifitas gunung berapi ditentukan oleh suhu kawah, dimana bedasarkan suku tersebut dapat di tentukan status gunung. Adapun batasan suhu untuk menentukan status adalah sebagai berikut (http://portal.vsi.esdm.go.id) ;
Tabel 2.1 Data Suhu Sebagai Penentu Status Gunung
( sumber data : Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan
Permukaan 10m 15m Status
00C – 320C 00C – 350C 00C – 370C Normal 320C – 370C 350C – 380C 370C – 390C Waspada 370C – 390C 380C – 400C 390C – 410C Siaga 390C – < 0C 400C – < 0C 410C – < 0C Awas
2.3 Port Serial PC (Personal Computer)
Port serial adalah port yang paling populer digunakan untuk keperluan koneksi ke piranti luar. Kata
“Serial”, menggambarkan prinsip kerja port ini yang memberikan (serialize) data. Cara kerjanya adalah diawali dengan mengambil sebuah byte data lalu kemudian mengirimkan perdelapan bit dalam byte tersebut satu persatu dalam satu jalur data. Keuntungannya adalah bahwa port ini hanya membutuhkan satu kabel untuk mengirimkan kedelapan bit tadi (dibandingkan port paralel yang membutuhkan delapan kabel). Keuntungan lainnya adalah efisiensi dalam biaya dan tentunya ukuran kabel yang kecil. Kerugiannya yakni bahwa port serial membutuhkan 8 kali lebih lama untuk mengirimkan data dibandingkan dengan proses pengiriman dengan 8 kabel. (Catur Edi Widodo, 2004)
2.4 Konfigurasi Serial Port DB-9
Konektor port serial atau yang biasa disebut DB-9 (COM1 dan COM2) dapat dilihat pada bagian belakang komputer (CPU) memiliki kaki sejumlah 9 pin.
Gambar 2.2 Konektor serial DB-9
Tabel 2.2 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 Nomor Pin Nama Sinyal Arah In/Out Keterangan
1 DCD In Data Carrier Detect/ Receive
Line Signal Detect
2 RxD In Receive Data
3 TxD Out Transmit Data
4 DTR Out Data Terminal Ready
5 GND - Ground
6 DSR In Data Set Ready
7 RTS Out Request to Send
8 CTS In Clear to Send
9 RI In Ring Indikator
2.5 TLP434A
TLP434A adalah suatu pemancar baru yang berukuran kecil yang berfungsi untuk proyek pengendali jarak jauh atau memindahkan data ke suatu objek. Aplikasi ini meliputi mobile robots, wireless. Radio transmitter beroperasi mulai 2v sampai 12v. radio transmitter mempunyai cakupan sampai 200 m, yang dicoba dengan suatu antenna. Radio transmitter ini dapat menghubungkan secara langsung seperti IC HT12E atau serupa dengan encoder yang nantinya sebagai pengirim data suhu dan kelembaban.
Gambar 2.3 TLP434A
RPL434A adalah radio penerima yang baru yang bekerja pada pemancar yang beroperasi pada frekuensi diatas 433.92 MHz. yang nantinya sebagai penerima data suhu dan kelembaban yang sudah dikirimkan..
Gambar 2.4 RPL434A
2.11 SHT 11
SHT11 adalah sensor digital untuk temperatur sekaligus kelembaban pertama di dunia yang mempunyai kisaran pengukuran dari Range suhu -40 ºC sampai +123,8 ºC,
Akurasi suhu +/- 0,5 ºC pada suhu 25 ºC, Range kelembaban 0 sampai 100% RH, Akurasi absolut RH +/- 3,5%
RH, Sensor ini bekerja dengan interface 2-wire. Aplikasi sensor ini pada data logging, pemancar, automotive, perangkat instrumentasi dan lain- lain. Dalam penelitian tugas akhir ini sensor SHT11 berfungsi sebagai pembaca suhu dan kelembaban yang ada pada permukaan.
Gambar 2.5 Sensor SHT11
2.12 LM35
LM35 merupakan komponen elektronis berupa IC berkaki tiga yang mampu menghasilkan tegangan sebanding dengan besaran suhu yang menyelimuti. Keluaran tegangan yang telah terkalibrasi dalam skala Kelvin. Linieritas keluaran tegangan pada skala Celsius adalah 10mV/°C dengan akurasi ±¼°C pada suhu ruang, dengan rentang suhu yang dapat direspon antara -55-150°C. Pada penelitian tugas akhir ini sensor LM35 berfungsi sebagai pembaca suhu pada jarak 10 meter dan 15 meter.
Gambar 2.6 Sensor LM35
2.13 IC 74LS14
IC 74LS14 ini berfungsi sebagai gerbang NOT ( inverter ) pemicu schmitt
( Shcmitt Trigger ). Didalam IC ini terdapat 6 buah gerbang inverter. IC 74LS14 merupakan IC TTL, sedangkan pada versi CMOS adalah IC 74HC14 kedua IC ini memiliki konfigurasi dan karakteristik yang sama dan memiliki bentuk konfigurasi pin.
Gambar 2.7 IC 74LS14
Tabel 2.3 Kebenaran IC 74LS14 Input Output
0 1
1 0
2.14 RS232 (IC MAX 232)
IC MAX-232 adalah sebuah IC yang mengubah level tegangan TTL ke RS-232 atau sebaliknya. IC ini didukung dengan anti noise yang baik serta aman ketika terjadi "short circuit". Akan tetapi pada aplikasi-aplikasi tertentu tidaklah terlalu esensial selalu menggunakan MAX-232 ini.
Gambar 2.8 MAX 232
2.15 Mikrokontroler AT89C51
Mikrokontroler AT89C51 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM).
Port serial pada AT89C51 bersifat dupleks-penuh atau full-duplex, artinya port serial bisa menerima dan mengirim secara bersamaan. Selain itu juga memiliki penyangga penerima, artinya port serial mulai bisa menerima byte yang kedua sebelum byte pertama dibaca oleh register penerima (jika sampai byte yang kedua selesai diterima sedangkan byte pertama belum juga dibaca, maka salah satu byte akan hilang).
Gambar 2.9 Mikrokontroler AT89C51
2.7. Metodologi.
Dalam pembangunan aplikasi ini digunakan metode pembangunan system Waterfall, dimana untuk masing masing tahap dapat dijelaskan sebagai berikut : (1) Pada analisis dilakukan pengumpulan data dari sumber data : Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral dan melakukan penelusuran kepustakaan yang berkaitan dengan vulkanologi, (2) Pada tahap perancangan digunakan Data Flow Diagram dan Flow Chart untuk perancangan proses dan aliran data, (3) pada tahap implementasi digunakan bahasa pemrograman Visusal Basic 6.0, MS. Access, (3) pada tahap pengujuian system digunakan model simulasi.
3. ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1. Analisis Kebutuhan Perangkat Keras
1.Prosessor Pentium III + atau yang lebih tinggi.
2. Memory 128 Mb atau yang lebih tinggi.
3. Port serial (DB-9).
4.TLP434A. (penerima) 5. RLP434A. (pemancar)
6. SHT11 (Sensor Suhu dan Kelembaban) 7. LM35 (Sensor Suhu)
8. Penggunaan Mikrokontroler AT89C51 3.2. Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak
1. Microsoft Windows XP.
2. Microsoft Access dan 3. Visual Basic 6.0.
3.3. Perancangan Perangkat Keras
Gambar 1.1 Rancangan Antar Muka Komputer dan Perangkat Keras
Dari gambar mekanik diatas dapat dilihat bahwa pembaca suhu dan kelembaban adalah berupa sensor SHT11 dan LM35 yang nantinya setelah membaca suhu dan kelembaban diolah oleh Microcontroler AT89C51 yang kemudian diteruskan ke pemancar TLP434A dalam bentuk sinyal frekwensi yang kemudian diterima oleh
3.4. Arsitektur Sistem
Gambar 1.2 Arsitektur Simulasi Suhu Dan Kelembaban
3.5 Rangkaian Pengirim Data serta Pembaca Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi
10k
ADC0804 6 +IN
7 -INAGND 8
VREF/29
10 GND
DB7 11 DB6 12 DB5 13 DB4 14 DB3 15 DB2 16 DB1 17 DB0 18 19 CLKR
VCC/VREF20
CLKIN 4
INTR 5
1 CSRD 2
WR 3 SW DIP-4
VCC
4051
EN 6 GND 8
A11B10C9 VDD16 VEE 7
X 3 13 X0 14 X1
15 X2 12 X3 1 X4 5 X5 2 X6 4 X7
10k
150p
11,0592 Mhz
2x33p HT12E/DIP18
A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8
AD8 10 AD9 11 AD10 12 AD11 13 TE 14 15 OSC2 16 OSC1 17 DOUT 18 VDD ANTENNA
TLP434 1234
5 6
VCC 6V
LM35 1 VS+
VOUT 2 3 GND
10k 6V
- +
LM358 3
2 1
84
VR 50k
10k
AT89C51 RST 9
XTAL2 18 XTAL1 19 PSEN 29 ALE/PROG 30
EA/VPP 31 1 P1.0
2 P1.1 3 P1.2 4 P1.3 5 P1.4 6 P1.5 7 P1.6 8 P1.7
P2.0/A8 21
P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24
P2.4/A12 25
P2.5/A13 26
P2.6/A14 27
P2.7/A15 28
P3.0/RXD 10
P3.1/TXD 11
P3.2/INT0 12
P3.3/INT1 13
P3.4/T0 14
P3.5/T1 15
P3.6/WR 16
P3.7/RD 17
P0.0/AD0 39
P0.1/AD1 38
P0.2/AD2 37
P0.3/AD3 36
P0.4/AD4 35
P0.5/AD5 34
P0.6/AD6 33
P0.7/AD7 32 6V
LM35 1 VS+
VOUT 2 3 GND 10k
6V
- +
LM358 3 2
1
84
VR 50k
10k
VCC
10/16 10k
10k VCC
SHT11
1
2 3
4
VCC
Gambar 1.9 Rangkaian Pengirim data serta Pembaca Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi
3.6. Rangkaian Penerima Data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi
10k
RLP4341
2
3
4 5
6 7 8 ANTENNA
HT12D/DIP18 14 DIN
VT 17 18 VDD
A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 16 OSC1
15 OSC2 D8 10 D9 11 D10 12 D11 13 VCC
5V
10uF 33pX2
VCC
MAX232
C1+ 1
C1- 3 C2+ 4
C2- 5
16 VCC 15 GND
2 V+
6 V- R1OUT 12
R2OUT 9 T1IN 11 10 T2IN
13 R1IN 8 R2IN
T1OUT 14 T2OUT 7
CONNECTOR DB9
5 9 4 8 3 7 2 6 1
10uF 10uF
10uF10uF
AT89C51 9 RST
XTAL2 18 XTAL1 19 29 PSENALE/PROG 30
EA/VPP 31
1 P1.0 2 P1.1 3 P1.2 4 P1.3 5 P1.4
6 P1.5 7 P1.6 8 P1.7
P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11
P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.5/T1 15 P3.6/WR 16 P3.7/RD 17 P0.0/AD0 39
P0.1/AD1 38
P0.2/AD2 37
P0.3/AD3 36
P0.4/AD4 35
P0.5/AD5 34
P0.6/AD6 33
P0.7/AD7 32
10/16
10k
11,0592 Mhz
Gambar 1.10 Rangkaian Penerima data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi
4.1. Alat Pengirim Data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi.
Dari perancangan rangkaian komponen elektronika yang telah dijelaskan di atas, dibuatlah alat fisik yang digunakan dalam aplikasi telemetri pengukuran suhu kawah, yang terdiri dari alat pengirim (transmitter) dan penerima (receiver).
Gambar 1.14 Alat pengirim dan pembaca suhu
Gambar 1.14 Alat penerima data suhu dan kelembaban
Gambar 1.11 Tampilan FormUtama 4.2 Kelas Form Utama
Program kelas Form utama berisi program menampilkan data suhu dan kelembaban, menampilkan data status gunung, tanggal dan waktu. Dalam Form Utama terdapat bermacam-macam deklarasi yang memiliki fungsi yang berbeda-beda. Sehingga dapat dikelompokan sebagai berikut:
4.3 Kelas Form Penerimaan Data
Gambar 1.12 Tampilan Form Penerimaan Data
Program kelas Form pengambilan data digunakan untuk proses pengambilan data yang dibaca melalui sensor SHT11 dan sensor LM35 yang akan merespon secara otomatis dan kemudian program akan menerima data dari perangkat simulasi telemetri suhu dan kelembaban kawah untuk menentukan status gunung berapi.
4.4 Kelas Form Tabel Database
Gambar 1.13 Tampilan Form Tabel Database
Program kelas Form tabel database digunakan untuk menyimpan data yang telah diambil dari alat imputan dari perakat keras yang kemudian disimpan kedalam database.
5. KESIMPULAN
Telah dibangun aplikasi telemetri suhu untuk menentukan status gunung berapi, dengan prinsip kerja menggunakan sensor SHT11 dan sensor LM35 untuk pembacaan suhu yang selanjutnya digunakan sebagai parameter penentu status gunung berapi.
6. DAFTAR PUSTAKA
Budiharto Widodo, 2004, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler , Elexmedia Komputindo
Catur Edi Widodo, 2004, Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer Dengan Visual Basic 6.0, Andi Offset, Yogyakarta
Afrika Eko Putra, 2003, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Gava Media
Pressman, 2002, Rekayasa Perakat Lunak Pendekatan Praktis, Andi Offset, Yogyakarta Hartono Jogiyanto MBA, PH.D, 1999, Pengenalan Komputer, Andi Offset, Yogyakarta M. Agus J. Alam, 1999, Belajar Sendiri Microsoft Visual Basic Versi 6.0, PT
A.W. Warsito, 1996, Seni Penuntun Praktis Micosoft Access 2.0, Elex Media Komputindo.
Davis, 1995, Kerangka Dasar Sistem Informasi Manajeman 1
Konversi Suhu, www.Organisasi.Org Komunitas & Perpustakaan Online Indonesia.com Fairchildsemiconductor, 1986, http://www.fairchildsemi.com/ds/DM/DM74ALS14.pdf, Edukasi, iklim dan cuaca http://www.e-dukasi.net)
Data suhu, Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral Gunung Kelud
Gunung kelud, www.kediri.go.id
Wikipedia, http://id.wikipedia.org/wiki/kecepatan
