BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Temperatur atau suhu merupakan salah satu besaran pokok fisika yang penting. Hampir setiap kegiatan manusia selalu berkaitan dengan suhu. Temperatur merupakan ukuran panas atau dinginnya suatu objek atau benda. Oleh karena temperatur atau suhu tersebut merupakan suatu ukuran, maka harus ada suatu sistem pengukuran temperatur yang mana nilai ukuran panas suatu objek dapat terkuantisasi secara eksak. Sistem pengukuran temperatur tersebut kemudian dikenal dengan termometer. Jadi, ukuran panas atau dinginnya suatu benda tidak cukup dengan perasaan misalnya dengan tangan, tetapi harus terukur secara eksak. Sistem pengukuran temperatur yang sekarang umum dipakai seperti termometer raksa, alkohol, bimetal dan sebagainya tersebut alat ukur dan objek ukur berada pada suatu tempat yang sama. Sehingga proses pengambilan data, penyimpanan, pengolahan serta analisis hasil pengukuran yang dilakukan oleh alat ukur dilakukan pada tempat yang sama dengan objek yang diukur. Inilah yang membedakan dengan sistem pengukuran menggunakan sistem telemetri, yaitu alat ukur dan objek ukur tidak berada pada suatu tempat yang sama. Hal ini dikarenakan kendalanya karena objek yang diukur tersebut berada pada tempat yang jauh, berbahaya, bergerak, dan sebagainya. Untuk mengatasi kendala tersebut, maka sistem pengukuran suhu tidak lagi dapat dilakukan secara langsung
1
2
dari jarak dekat, tetapi sistem pengukuran tersebut harus dilakukan secara jarak jauh baik menggunakan kabel ataupun tanpa kabel (wireless). Pengukuran jarak jauh ini kemudian dikenal dengan sebutan telemetri. Karena pada pengukuran temperatur ini alat ukur dan objek ukur tidak pada tempat yang sama yaitu pengukurannya dilakukan secara jarak jauh (telemetri), maka data hasil pengukuran harus dapat diubah ke dalam sinyal listrik. Jadi sifat termometrik yang dipakai adalah tegangan listrik yaitu setiap perubahan tegangan listrik dapat menunjukan derajat temperatur suatu benda. Untuk mendapatkan sifat termometrik tegangan listrik, maka digunakan sensor temperatur sebagai sistem pengukurnya. Karena sistem telemetri temperatur ini dilakukan tanpa kabel (nirkabel) atau wireless maka data suhu yang berupa sinyal listrik harus diubah menjadi sinyal gelombang melalui proses modulasi (gelombang radio digunakan sebagai media komunikasi data) sehingga data suhu tersebut dapat diterima pada jarak yang cukup jauh. Pada penelitian ini penulis menggunakan gelombang radio dengan modulasi digital amplitudo atau Amplitudo Shift Keying (ASK). Modulasi digital amplitudo atau Amplitudo Shift Keying (ASK) adalah cara pengiriman data digital dengan menumpangkannya pada perubahan amplitudo gelombang pembawa dengan frekuensi dijaga tetap. Kelebihan modulasi ini adalah harga yang relatif murah tetapi memiliki kelemahan yaitu rentan terhadap gangguan luar sama seperti halnya pada radio gelombang AM.
3
Selain pemikiran tersebut alasan lain yang menginspirasikan penulis adalah penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Berikut adalah beberapa penelitian yang mendasari penulisan tugas akhir ini, yaitu: 1. Suyamto, Yusuf Aziz Amrullah, dan Rusdani Ade Saputra. Seminar Nasional IV SDM Teknologi Nuklir Yogyakarta ISSN 1978-0176. Tahun 2008. Dalam penelitian: Rancang Bangun dan Analisis Perangkat Telemetri Suhu dan Cahaya Menggunakan Amplitude Shift Keying (ASK) Berbasis PC. 2. Mohhamad Misbakul Munir, Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Diponegoro. Tahun 2007. Berjudul: Rancang Bangun Sistem Pengukuran Daya Listrik (Kwh Meter) Pada Rumah Tangga Secara Telemetri dengan Menggunakan Mikrokontroler AT89S51. 3. Yhonan Novanda, Jurusan Fisika Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Pendidikan Indonesia. Tahun 2009. Berjudul: Rancang Bangun Sistem Telemetri Wireless dengan Modulasi FSK-FM untuk Pengukuran Suhu. Pada penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Suyamto, sistem telemetri yang dibuat memiliki jangkauan pancar ideal hanya sejauh 60 cm. Sedangkan pada penelitian yang dilakukan oleh Yhonan, sistem telemetri memiliki jangkauan pancar ideal sejauh 5 m dengan teknik modulasi FSK-FM. Jangkauan pancar ini jauh dari harapan bila dibandingkan dengan teknik modulasi yang digunakan. Hal ini mungkin disebabkan antara lain oleh tipe pemancar dan penerima, tipe antena, faktor daya pancar, gangguan eksternal misalnya noise maupun rangkaian interface dengan sistem. Selain itu data telemetri hanya
4
ditampilkan melalui komputer dengan ukuran rangkaian sistem pemancar dan penerima yang cukup besar sehingga kurang portabel. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk memperbaiki penelitian yang telah dilakukan sebelumnya terutama dalam hal jangkauan efektif dan rangkaian sistem telemetri. Sehingga akan terancang suatu sistem telemetri wireless dengan daya jangkau lebih jauh tetapi bersifat portable. Sesuai dengan maksud tujuan di atas, maka sistem telemetri temperatur wireless yang dirancang ini akan memanfaatkan modul gelombang radio TLP434A sebagai pemancar dan modul RLP434A sebagai penerima data. Modul TLP/RLP434A ini bekerja pada frekuensi 433,92 MHz dengan teknik modulasi ASK. Dengan menggunakan modul ini maka sistem telemetri yang dibangun akan lebih ringkas karena ukuran modul yang kecil. Untuk menampilkan data telemetri digunakan LCD yang terpasang pada sistem penerima. Selain itu pada sistem penerima juga terpasang port COM dan USB untuk komunikasi dengan komputer. Sedangkan untuk memperbaiki jangkauan digunakan rangkaian LC yang berfungsi sebagai penguat sinyal frekuensi tinggi pada antena. Berdasarkan latar belakang tersebut, maka penulis memiliki gagasan untuk membuat sebuah sistem telemetri temperatur. Sistem telemetri yang akan penulis buat berjudul “Rancang Bangun Sistem Telemetri Temperatur Wireless dengan Modulasi ASK Memanfaatkan Frekuensi Radio 433.92 MHz”.
5
1.2 Rumusan Masalah Untuk memperjelas arah penelitian yang akan dilakukan, maka perlu dilakukan perumusan masalah berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan di atas. Rumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Bagaimana bentuk rancang bangun sistem telemetri temperatur wireless memanfaatkan modul TLP/RLP434A? 2. Berapa baudrate transmisi data ideal untuk modul TLP/RLP434A? 3. Berapa jangkauan efektif dari sistem telemetri temperatur wireless modulasi ASK? 4. Bagaimana pengaruh panjang antena terhadap kemampuan transmisi data?
1.3 Batasan Masalah Agar penelitian dapat lebih terfokus maka diperlukan adanya batasan masalah, yaitu : 1. Sebagai otak kerja sistem digunakan mikrokontroller ATmega8535. Fitur yang digunakan adalah port I/O, ADC dan USART. 2. Baudrate transmisi komunikasi data untuk modul TLP/RLP434A dilakukan pada rentang 1200 bps – 57600 bps. 3. Komunikasi data sistem pemancar dan penerima dilakukan secara langsung lurus mendatar (horizontal). 4. Antena menggunakan kawat atau kabel yang kaku (whip) dengan panjang maksimal hingga 35 cm. 5. Menggunakan bahasa C sebagai bahasa pemrograman.
6
1.4
Tujuan Penelitian Tujuan umum penelitian ini adalah untuk membuat rancang bangun sistem
telemetri temperatur wireless dengan teknik modulasi ASK memanfaatkan modul dengan frekuensi radio 433,92 MHz. Adapun tujuan khusus disamping tujuan umum tersebut yaitu : 1. Mengetahui kemampuan modulasi ASK dalam mengirim dan menerima data pengukuran suhu. a. Mengetahui baudrate transmisi data ideal untuk modul TLP/RLP434A. b. Mengetahui jangkauan efektif dari sistem telemetri temperatur wireless modulasi ASK. 2. Mengetahui pengaruh panjang antena terhadap kemampuan transmisi data.
1.5 Manfaat Bagi Penulis Manfaat/kegunaan penelitian bagi penulis adalah : 1. Sebagai sarana pengaplikasian ilmu terapan tentang mikrokontroller, bahasa pemrograman dan komponen elektronika secara lebih nyata. 2. Menambah pengetahuan dan pengalaman penulis dalam merancang bangun suatu sistem elektronika berbasis mikrokontroler. 3. Menambah wawasan dan pengetahuan penulis mengenal bagaimana sistem komunikasi wireless khususnya gelombang radio. 4. Dapat menginspirasi penulis untuk merancang bangun sistem elektronika berbasis mikrokontroler lainnya yang lebih aplikatif dan tepat guna.
7
Bagi Institusi Hasil
penelitian
diharapkan
dapat
memberikan
konstribusi
dalam
pembelajaran dan pengembangan sistem telemetri wireless untuk digunakan di lab Fisika Instrumentasi UPI. Bagi Bidang Keilmuan Penelitian yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Telemetri Temperatur Wireless dengan Modulasi ASK” ini diharapkan dapat menambah bukti empiris tentang kemampuan sistem telemetri wireless melalui pemanfaatan modul TLP434A (pemancar) dan modul RLP434A (penerima) sebagai sarana komunikasi datanya.
