MODUL 2 TELEMETRI Muhammad Ilham, Annisa Khair, Mohamad Yusup, Praba Fitra Perdana, Nata Adriya, Rizki Budiman 10211078, 10211005, 10211077 , 10211108, 10211060, 10211004 Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung, Indonesia Email:
[email protected] Asisten: (Zamzam Multazam/10210012) (M Rifqi/10209068) Tanggal Praktikum: (27-02-2014) Abstrak Sistem pengukuran dan pengamatan jarak jauh yang disebut telemetri, digunakan untuk memonitor dan mengukur suatu permukaan di daerah yang jauh serta sulit dijangkau manusia ataupun terlalu berbahaya untuk mengukur secara langsung di lokasi penelitian. Sistem telemetri terdiri dari tiga blok utama yaitu blok sumber data, blok transmisi, dan blok penerima data. Sistem transmisi yang digunakan dalam percobaan ini adalah gelombang radio. Pada sistem telemetri ini tidak terlepas dari error, dimana hal ini ditandai dengan perbedaan hasil pengukuran di stasiun ukur dan stasiun kontro,. error ini disebabkan oleh gangguan pada saat proses transmisi ataupun di proses ADC saat dirubah menjadi data digital. Error yang terjadi cenderung semakin besar nilainya seiring dengan semakin besar nilai besaran fisis yang diukur.
Kata Kunci: Telemetri, Analog, Digital, Converter, Fourier Analysis, Radio Tranceiver I. Pendahuluan 1.1 Tujuan Tujuan dari praktikum ini adalah memahami cara kerja komponen dan aplikasi sistem serta pengolahan data dalam Telemetri 1.2 Teori Dasar Telemetri adalah suatu sistem proses komunikasi dimana pengukuran dilakukan di suatu tempat dan data pengukuran tersebut ditransmisikan ke perangkat penerima untuk diolah. Digunakan untuk memantau pengukuran di daerah jauh atau berbahaya serta pengukuran yang sulit dilakukan secara manual. Komponen utama sistem telemetri diantaranya adalah blok sumber data, blok transmisi, dan blok penerima. Blok sumber data terdiri dari alat ukur/sensor, Analog to Digital Converter dan sistem kontrol sekunder, dimana sistem kontrol sekunder tersebut berfungsi mengatur pengukuran di blok sumber data dan menghubungkan dengan blok transmisi. Blok transmisi yang digunakan adalah sistem wireless yaitu menggunakan
gelombang radio, komponen yang digunakan adalah modem dan radio transceiver. Pada blok penerima terdapat transceiver, modem, dan mikrokontroler/komputer. Data hasil pengukuran (analog) dikonversi menjadi data digital, lalu data digital tersebut ditransmisikan oleh modem dan radio transceiver dengan cara mengubahnya menjadi sinyal analog ke blok penerima. Sinyal analog yang sampai di blok penerima dan ditangkap oleh transceiver dikonversi kembali ke data digital oleh modem dan diberikan ke mikrokontroler/komputer untuk diolah. II. Metode Percobaan dan Hipotesa 2.1 Metode Percobaan Percobaan dimulai dengan melakukan transmisi data dari stasiun ukur ke stasiun kontrol untuk dimonitori. Di stasiun ukur diatur keluaran data dengan tiga jenis data yang akan terbaca di stasiun kontrol, yakni data digital, tegangan, dan temperatur. Di stasiun kontrol akan terlihat hasil dari pengeluaran data stasiun ukur tiga data tadi yang telah ditransmisikan,
ditambah pembacaan nilai frekuensinya. Data yang terbaca di stasiun kontrol berupa hexadecimal. 2.2 Hipotesa Data yang ditransmisikan oleh stasiun ukur akan sama dengan data yang dibaca oleh stasiun kontrol. III. Data dan Pengolahan
V Telemetri = V RTU (3) (4)
(5) Didapat error 1 LSB = 0.00059
RTU
CTU
Kesalahan
0F
0F
0
F0
F0
0
RTU : pengukuran di stasiun ukur
32
32
0
CTU : pengukuran di stasiun kontrol
58
58
0
2E
2E
0
ΔV
19
19
0
ΔU : error dalam LSB
86
86
0
DC
DC
0
F2
F2
0
AA
AA
0
Jumlah data salah 0 Kesalahan transfer data (%) 0% Tabel 1.Transmisi data digital. V RTU (v)
V CTU (dec)
0
V CTU (hex) 1
0.573
3D2
978
0.778
531
1329
1.008
6B8
1720
1.033
6e4
1764
1.053
706
1798
1.759
BBB
3003
1.843
C4B
3147
2.031
D8A
3466
2.066
DC5
3525
1
Keterangan :
: error dalam voltage
V Telemetri (v)
V Linear (v)
ΔV (v)
ΔU (LSB)
0
0.00059
0.00059
1
0.573
0.57702
0.00402
6.8135593
0.778
0.78411
0.00611
10.355932
1.008
1.0148
0.0068
11.525424
1.033
1.04076
0.00776
13.152542
1.053
1.06082
0.00782
13.254237
1.759
1.77177
0.01277
21.644068
1.843
1.85673
0.01373
23.271186
2.031
2.04494
0.01394
23.627119
2.066 2.07975 0.01375 23.305085 Tabel 3. Transmisi data tegangan (2).
Tabel 2.Transmisi data tegangan.
(1) Didapat V referensi = 2.41605 (2)
Gambar 1. Grafik V RTU vs V CTU.
Gambar 4. Grafik T CTU vs T RTU. Gambar 2. Grafik V Linear vs V Telemetri (RTU).
Gambar 5. Grafik ΔT vs T RTU. Gambar 3. Grafik ΔU vs V Telemetri (RTU).
(8) Dengan (6)
(9)
(7)
T CTU (hex) 203
T CTU (dec)
T CTU (oC)
ΔT (oC)
515
30.385
0.205
29.47
1F5
501
29.559
0.089
30.76
20D
525
30.975
0.215
31
211
529
31.211
0.211
33.64
23E
574
33.866
0.226
34.46
24C
588
34.692
0.232
34.81
252
594
35.046
0.236
28.89
1ED
493
29.087
0.197
30.12
202
514
30.326
0.206
212 31.06 530 31.27 Tabel 4.Transmisi data temperatur.
0.21
T RTU (oC) 30.18
Gambar 6. Grafik data frekuensi telemetri 4000 Hz.
Gambar 7. Grafik data frekuensi telemetri 6000 Hz.
IV. Pembahasan Dalam percobaan pengiriman data digital, dari sepuluh data yang terkirim tidak terdapat perbedaan antara data yang terkirim dengan data yang terbaca di stasiun kontrol (komputer). Kesalahan yang biasa terjadi disebabkan oleh adanya kerusakan bagian transmisi gelombang radio atau jalur gelombang radio yang terhalang oleh sesuatu yang tidak bisa ditembus, misal besi, atau adanya benda-benda yang dapat menyebabkan terjadi error pada data. Error yang didapat dalam percobaan tegangan adalah 0.00059 dengan Vref sebesar 2.41605 v , mempunyai perbedaan error pada databook C8051F006 dengan Vref sebesar 2.7 v. Dengan error yang lebih kecil didapat dari hasil percobaan dibanding hasil perhitungan, maka hasil pengukuran lebih baik menggunakan Vref dari percobaan. Error yang didapat pada percobaan temperatur cenderung naik sebanding dengan naiknya suhu yang diukur, yang mungkin terjadi apabila suhu semakin tinggi menyebabkan sensitivitas ADC semakin rendah untuk membaca nilai perubahan pada alat ukur. Data yang diterima untuk percobaan frekuensi adalah dalam bentuk besaran periodik terhadap waktu, dengan fourier analysis data tersebut bisa disajikan menjadi fungsi frekuensi, dapat dilihat dalam persamaan (8) dan (9). Frekuensi sampling diambil dari pengambilan frekuensi dari frekuensi keseluruhan per waktu sampling (Tu) (konversi dari waktu sampling ke frekuensi sampling). Lalu frekuensi diambil dari fsampling dalam setiap satuan step dari
keseluruhan berjumlah 128 data. Frekuensi dapat diamati dalam grafik dengan melihat peak terbesar pertama dari grafik frekuensi tersebut. Telemetri dalam bidang penelitian yakni dilakukan pengamatan di daerah sangat sulit dijangkau oleh manusia ataupun dapat mengekeluarkan biaya yang cukup besar sehingga menjadi kendala dalam melakukan pengukuran , misal pada pengawasan kondisi gunung berapi atau bencana alam yang akan membahayakan nyawa manusia apabila dilakukan pengamatan secara langsung. Telemetri dalam bidang industri digunakan dalam hal pengiriman data dari suatu tempat pengambilan data menuju ke perusahaan dengan jarak yang sangat jauh dengan murah dan cepat, sehingga sangat menguntungkan. Telemetri menggunakan medium udara akan lebih efisien dibandingkan menggunakan sistem kabel, disebabkan akan dibutuhkan kabel yang sangat panjang untuk menyambung dua tempat dengan jarak yang sangat jauh, serta biaya yang sangat mahal dalam pengukuran yang sangat jauh dan sulit diakses, selain itu harus dilakukan pemonitoran terhadap kabel tersebut untuk memastikan tidak ada gangguan, misal putus. V. Simpulan Dalam pengiriman data digital , data tegangan dan temperatur, tidak terjadi kesalahan atau mempunyai error yang sangat kecil. Error pada sistem telemetri didapat dari perbedaan hasil pengukuran pada stasiun ukur dengan stasiun kontrol. Error tersebut dapat disebabkan oleh gangguan yang bisa terjadi saat proses transmisi atau juga bisa saat proses di ADC. Besarnya error cenderung naik seiring dengan naiknya nilai besaran fisis yang diukur di stasiun ukur. Pengambilan data secara periodik di telemetri dapat disajikan dengan fungsi frekuensi menggunakan fourier analysis. Sistem telemetri ini bisa diaplikasikan di bidang penelitian dan industri untuk pemonitoran jarak jauh atau daerah berbahaya. Sistem telemetri digunakan karena mudah dan tidak mengeluarkan biaya yang sangat besar.
VI. Pustaka [1]http://mavdisk.mnsu.edu/alleng/communicat ions/DataRadio/p_telemetry.pdf ,diakses pada 02-03-2014 18:00 [2]http://habibipte.blogspot.com/p/rancangbangun-dan-analisis-perangkat.html ,diakses pada 02-03-2014 21:00
