BAB 3 PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN POSISI DAN TINGKAT PENCEMARAN UDARA BEGERAK

36

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN POSISI DAN TINGKAT PENCEMARAN UDARA BEGERAK

3.1 PRINSIP KERJA SISTEM Sistem pemantauan posisi dan tingkat pencemaran udara bergerak, merupakan sebuah sistem yang digunakan untuk mengetahui posisi dan tingkat pencemaran udara pada suatu tempat, baik dalam keadaan diam maupun bergerak dengan menggunakan sistem komunikasi tanpa kabel. Sistem ini terdiri atas dua buah sub sistem, yaitu sub sistem transmitter dan sub sistem receiver. Pada bagian transmitter terdiri atas sensor gas, sensor suhu, sensor kelembaban, modul SIM 508 dimana di dalamnya sudah terdapat sebuah Global Positioning system (GPS) dan sebuah modul Global system for Mobile Communication (GSM), dan sebuah mikrokontroler sebagai pemproses data-data sensor, dan data posisi dari GPS yang kemudian dikirimkan ke sub sistem receiver melalui Short Message Service (SMS). Pada bagian receiver terdiri atas modul SIM 300CZ, RS 232, dan Personal Computer (PC) sebagai pemproses data yang diterima dari transmitter untuk ditampilkan pada monitor PC berupa titik pada peta digital dan data-data hasil pengukuran sensor. Prinsip kerja sistem ini dimulai dari penempatan sub sistem transmitter pada posisi dan kondisi dimana pemantauan tingkat pencemaran udara akan dilakukan, kemudian sistem transmitter diaktifkan dan GPS mulai mendapatkan sinyal dari satelit sehingga informasi posisi transmitter sudah dapat diketahui oleh GPS, sensor Gas mulai mendeteksi gas di udara sekitarnya dan suhu serta kelembaban udara dapat diukur oleh sensor suhu dan kelembaban. Sinyal informasi dari GPS dan output sensor-sensor, diterima oleh mikrokontroler untuk diproses sehingga data informasi posisi, output sensor gas, suhu, dan kelembaban udara disusun dalam sebuah format data yang akan ditumpangkan pada paket data dalam format Protokol Data Unit (PDU) untuk dikirimkan ke bagian receiver melalui SMS. SMS dari transmitter akan diterima oleh Receiver melalui modul GSM, kemudian data sensor-sensor, dan data posisi transmitter diproses untuk ditampilkan pada layar monitor oleh komputer dengan menggunakan perangkat lunak, Informasi

Implementasi dan ..., Taryudi, FT UI, 2009

Universitas Indonesia

37

posisi transmitter akan dipetakan dalam peta digital, sedangkan informasi tingkat polusi udara, suhu dan kelembaban, ditampilkan berupa angka dan grafik. Dengan menggunakan komputer, maka pengguna dapat mengetahui tingkat polusi udara dan posisi target dengan mudah dan dapat diakses dari manapun selama ada jaringan operator selular.

3.1.1 Blok Diagram dan Fungsinya Secara garis besar, sistem pemantauan posisi dan tingkat pencemaran udara ini terdiri atas dua bagian yaitu Receiver dan Transmitter, yang dapat digambarkan dalam blok diagram seperti diperlihatkan pada Gambar 3.1. berikut.

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem keseluruhan

Dari blok diagram Gambar 3.1 dapat diuraikan menjadi blok diagram secara terperinci untuk masing-masing bagian yaitu bagian receiver dan bagian transmitter, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3 berikut.



38

02'8/*60 567286% &219(57(5

7; 6,0&

5; 56

Gambar 3.2 Blok diagram Sub-sistem Receiver

Sistem Receiver terdiri atas modul GSM, RS 232, konverter RS 232 ke usb, dan PC. Berikut adalah fungsi tiap-tiap bagian: 1. Modul SIM 300CZ Modul SIM 300CZ merupakan modul GSM yang berfungsi untuk menerima data yang dikirim oleh sistem target berupa informasi posisi dan data sensor-sensor yang dikemas dalam format PDU. 2. RS 232 RS 232 merupakan sebuah IC yang berfungsi sebagai antarmuka antara modul SIM 300CZ dengan PC. 3. Konverter RS 232 ke USB Konverter RS232 ke USB digunakan sebagai antarmuka komputer dengan perangkat keras system, jika PC yang digunakan menggunakan port USB. 4. PC (Personal Computer) PC berfungsi untuk memproses data sensor dan data posisi yang diterima oleh modul GSM dalam format PDU kemudian menampilkannya pada desktop komputer berupa posisi pada peta digital dan angka ataupun grafik.



39

Gambar 3.3 Blok diagram Sub-sistem Transmitter

Gambar 3.3 memperlihatkan blok diagram sub sistem transmitter yang terdiri atas komponen- komponen utama yang dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. Modul SIM 508 Modul SIM 508 terdiri atas modul GSM dan penerima GPS yang berfungsi untuk mengetahui posisi yang diterima oleh GPS dan modul GSM berfungsi untuk mengirimkan data posisi dan data sensorsensor hasil pemprosesan dari mikrokontroler melalui SMS. 2. Mikrokontroler AVR Mikrokontroler jenis AVR ATMega8535, dimana di dalamnya sudah terdapat konverter analog ke digital sehingga sinyal analog dari tiap-tiap sensor analog dapat langsung dihubungkan ke input mikrokontroler, untuk diproses dan dikirimkan melalui komunikasi serial. 3. Sensor Gas Sensor Gas yang digunakan yaitu sensor gas TGS 2600 yang berfungsi untuk mendeteksi kontaminasi Oksigen oleh gas lainnya. 4. Sensor Suhu dan Kelembaban Sensor Suhu dan kelembaban yang digunakan adalah SHT 11 yang berfungsi untuk mendeteksi suhu dan kelembaban disekitar target berada.

3.2

PERANGKAT KERAS Perangkat keras secara keseluruhan dibuat dengan menggunakan

komponen-komponen sesuai dengan fungsi dari blok-blok sistem yang digambarkan pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.



40

Skematik diagram dan layout PCB untuk sub sistem transmitter digambarkan pada Gambar 3.4. dan Gambar 3.5 berikut:

SHT 11

Antenna Antenna E2 E1

VCC 1 2 3 4 5 6 7 8

TGS 2600 VBAT VBAT

R? Res2 1K

VBAT

VBAT VBAT TX ANT GSM

RX

ANT GPS

VCC

S1

GSM RESET

10K

R1

S3 9

C1

RESET

SIM 508Z

Cap Pol1 10uF

2

GPS RESET S3

C2 Cap 0.01uF

1

POWER S2

POWER

14 15 16 17 18 19 20 21

X1 11.0592 MHz

STATUS

GND

LINK NET POWER GND R2 Res2

R2 Res2

R2 Res2

GND

GND

LED1

PA0 (ADC0) PA1 (ADC1) PA2 (ADC2) PA3 (ADC3) PA4 (ADC4) PA5 (ADC5) PA6 (ADC6) PA7 (ADC7)

PD0 (RXD) PD1 (TXD) PD2 (INT0) PD3 (INT1) PD4 (OC1B) PD5 (OC1A) PD6 (ICP) PD7 (OC2)

PC0 (SCL) PC1 (SDA) PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 (TOSC1) PC7 (TOSC2)

RESET

XTAL2 XTAL1

VCC AVCC AREF GND GND

40 39 38 37 36 35 34 33 22 23 24 25 26 27 28 29

VCC

10 30 32 31 11

ATmega8535-16PC

C3 Cap 0.01uF

GND LED1

12 13

PB0 (XCK/T0) PB1 (T1) PB2 (AIN0/INT2) PB3 (AIN1/OC0) PB4 (SS) PB5 (MOSI) PB6 (MISO) PB7 (SCK)

LED1

GND

Gambar 3.4 Skematik Diagram Perangkat keras sistem transmitter

Gambar 3.5 (a) Layer atas PCB sub sistem transmitter



41

Gambar 3.5 (b) Layer bawah sub sistem transmitter

Gambar 3.5 (c) Tata letak komponen sub sistem transmitter

Skematik diagram dan layout PCB untuk sub system receiver diperlihatkan pada Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 berikut



42

VCC

E? Antenna

0.1uF

VBAT VBAT

C? Cap

VBAT

VBAT

C? Cap

VBAT TX

0.1uF

IC 1 1 3 4 5

11 10

VBAT RX

12 9

S1 POWER

15

POWER

C?

C1+ C1C2+ C2-

T1IN T2IN

VDD VCC

T1OUT T2OUT

R1OUT R2OUT

R1IN R2IN

GND

VEE

PXX CAN_TXD CAN_RXD PXX

2 16

Cap 0.1uF 14 7 13 8

C? 6

Cap 0.1uF

MAX232CPE

SIM 300C STATUS

GND

LINK NET POWER GND R2 Res2

R2 Res2

R2 Res2

GND GND

LED1

GND

LED1

LED1

GND

Gambar 3.6 Skematik Diagram Perangkat keras sistem receiver

Gambar 3.7 (a) Layer atas PCB sub sistem receiver



43

Gambar 3.7 (b) Layer bawah sub sistem receiver

Gambar 3.7 (c) Tata letak komponen sub sistem receiver

3.3 PERANGKAT LUNAK Perangkat lunak yang dibuat terdiri atas dua buah perangkat lunak, yaitu Pemograman pada mikrokontroler dan pemrograman pada PC. 3.3.1 Pemrograman Mikrokontroler Pemrograman pada mikrokontroler dilakukan pada sub sistem transmitter yaitu dengan membuat subrutin-subrutin sebagai berikut: inisialisasi port serial, pengambilan data GPS dan seleksi data GPS, pengambilan data sensor-sensor, penyimpanan data sementara, memformat data ke dalam format FDO, pengiriman data serial, dan lain-lain. Algoritma

pemprosesan

data

secara

keseluruhan

menggunakan

mikrokontroler dapat digambarkan pada Gambar 3.8 Diagram alir program mikrokontroler .



44

Gambar 3.8 Diagram alir program mikrokontroler



45

3.3.2 Algoritma pemrograman pada PC Algoritma pemprosesan data pada perangkat lunak PC pada sub sistem receiver adalah sebagai berikut: pertama penginisialisasian port serial PC yaitu mengatur baud rate, dan format data serialnya, serta inisialisasi buffer data, dan pembuatan tampilan awal. Setelah penginisialisasian, port serial akan menerima data dengan membuat prosedur penerimaan data dan disimpan pada suatu lokasi memori PC . Penyeleksian dimulai dengan membaca data yang ada pada buffer dengan memperhatikan flag dan header untuk setiap data yang diterima mulai dari awal data, isi data dan batas untuk setiap data yang diterima, kemudian menampilkan data posisi pada peta digital berupa titik, dan data-data sensor berupa nilai dan grafik pada desktop komputer. Proses pengolahan data pada perangkat lunak komputer dapat digambarkan pada diagram alir Gambar 3.10, dan Gambar 3.9 berikut adalah rencana tampilan perangkat lunak pada desktop komputer.

Gambar 3.9 Tampilan perangkat lunak pada layar monitor PC



46

08/$,

,1,6,$/,6$6,

%$&$606 0$68.

6,03$1'$7$ 3$'$%8))(5

6(/(.6,'$7$

$3$.$+ '$7$/,17$1* "

7,'$.

<$

7$03,/.$1 '$7$/,17$1*

7,'$.

7,'$. $3$.$+'$7$ %8-85 "

<$

7$03,/.$1 '$7$%8-85

7$03,/.$1 7,7,.3$'$ 3(7$',*,7$/

7,'$.

7,'$. $3$.$+'$7$ 68+8 .(/(0%$%$1 "

$3$.$+'$7$ 6(1625*$6 "

<$

<$

.219(56,'$7$ 6(1625*$6.( '$/$07(;7

.219(56,'$7$ 6(1625.( '$/$07(;7

7$03,/.$1 '$7$6(1625 *$63$'$7(;7 %2;

7$03,/.$1 '$7$68+8'$1 .(/(0%$%$1 3$'$7(;7%2;

.(/8$5 "

<$

6(/(6$,

Gambar 3.10 Diagram Alir perangkat lunak pada PC



47

3.4

FORMAT DATA OUTPUT (FDO) Format Data Output (FDO) adalah istilah untuk format data serial yang

akan dikirim dari perangkat target ke receiver. FDO merupakan format data PDU (Protocol Data Unit) dimana pada segmen User data diisi dengan data-data posisi, dan data-data sensor, seperti diperlihatkan pada Gambar 3.11 berikut.

Gambar 3.11 Format Data Output (FDO)

Keterangan gambar:



SCA

: Alamat (nomor) SMS Center.



PDU Type

: Type SMS



MR

: Nomor Referensi SMS



DA

: Nomor Handphone Tujuan



PID

: Bentuk Pesan Tekt



DCS

: Skema Encoding Data I/O



VP

: Jangka Waktu SMS (Waktu Validitas)



UDL

: panjang pesan SMS



UD

: User data merupakan paket data yang dikirim oleh target o HEADER

: Tanda awal data

o DGPS

: Data posisi

o DGS

: Data sensor Gas

o DSHT

: Data sensor Suhu dan Kelembaban



BAB 3 PERANCANGAN SISTEM PEMANTAUAN POSISI DAN TINGKAT PENCEMARAN UDARA BEGERAK

Recommend Documents