BAB III DESAIN DAN IMPLEMENTASI SISTEM 3.1 Desain Sistem Sistem yang dibangun dapat dijabarkan dalam gambaran sebagai berikut.
ADC
Sensor
PC
Gambar 3.1 Sistem Keseluruhan
Sistem ini terdiri atas tiga komponen utama yaitu sensor, ADC, dan PC seperti yang dapat dilihat pada Gambar 3.1. Sensor digunakan untuk mengukur perubahan ketinggian air. Data yang diperoleh kemudian diterima oleh ADC dan diteruskan ke PC. Pada PC, data realtime diolah dan di-plot-kan. Penjelasan lebih lanjut setiap bagian dari sistem akan ditampilkan pada bagian selanjutnya dari bab ini.
3.1.1 Sensor Sensor yang digunakan adalah sensor yang terdiri dari dua kawat nikel berukuran 1 mm. Kedua kawat ditegakkan oleh batang penyangga, berjarak 7 cm satu sama lain dengan tinggi sekitar 28 cm. Diantara kedua kawat terdapat sebuah pelampung (bola ringan) yang terikat pada kawat nikel tersebut. Pelampung ini dapat naik dan turun dengan bebas. Sensor tampak depan diperlihatkan pada Gambar 3.2 dan 3.3.
Gambar 3.2 Sensor Tampak Depan
Gambar 3.3 Bola Pelampung yang Terhubung dengan Kawat
Ketika pelampung naik atau turun, terjadi perubahan hambatan yang berakibat pada perubahan tegangan yang terukur pada kawat nikel. Perubahan ini diakibatkan terjadinya pergerakan antara kawat yang konduktif dengan kawat nikel. Ketika ketinggian permukaan air berubah maka tinggi pelampung juga akan berubah sesuai dengan tinggi air. Tegangan yang dihasilkan pada kawat nikel akan berbeda tergantung posisi pelampung. Oleh karena itu, dengan melakukan konversi dari tegangan menjadi tinggi pada pengolahan data, akan diperoleh data ketinggian air pada saat tertentu. Hambatan maksimum sensor sebesar 2.5 . Pemilihan sensor ini lebih kepada kemudahan implementasinya. Jika dibandingkan dengan sensor tekanan atau bahkan multisensor, sensor yang dipilih ini sangat mudah dibuat dan murah. Terlebih lagi besaran yang ingin dicari adalah ketinggian yang memang merupakan fungsi utama
sensor ini sehingga tidak dibutuhkan algoritma konversi yang rumit. Hal ini mempercepat pengolahan data sehingga peringatan dapat disampaikan lebih awal. 3.1.2 Analog to Digital Converter (ADC) ADC yang digunakan adalah ADC 0809CCN yang berfungsi untuk mengubah keluaran analog dari sensor menjadi data digital sehingga dapat diolah pada PC. ADC langsung terhubung ke PC menggunakan port paralel. Melalui jalur komunikasi port paralel ini data yang dikonversi ADC dapat langsung masuk ke PC tanpa membutuhkan peralatan lain. Sumber tegangan sebesar 5V yakni dengan menggunakan baterai 9V ditambah regulator 5V. Gambar 3.4 menunjukkan ADC secara lengkap.
Gambar 3.4 ADC dengan power supply dan kabel paralel Komponen utama yang dibutuhkan untuk membangun ADC adalah IC 0809 CCN. Penjelasan tentang IC ini dapat dilihat pada lampiran data sheet. Pin output dihubungkan ke pin 2 hingga
pin 9 paralel port (D-type 25). Pin start dari ADC dihubungkan ke pin 1. Pin EOC (End of Conversion) dihubungkan ke pin 10. ADC 0809 memperbolehkan input sampai 8 buah yang dapat dipilih sesuai kebutuhan. Namun pada sistem ini hanya digunakan satu input saja. Untuk dapat mengoperasikan ADC ini, komputer mengirimkan tegangan 5V ke pin start ADC selama 1 milidetik sebelum komputer me-low-kan pin tersebut kembali. Hasil konversi dapat diambil pada saat transisi pin EOC ADC (atau pin 10 port paralel) dari low ke high. Akan tetapi, karena waktu konversi sangat cepat dan satuan waktu terendah pada .Net framework adalah milidetik, maka program yang dibuat tidak memperhatikan pin EOC ADC ini. Program hanya menunggu selama 1 milidetik lagi sebelum mengambil data.
Gambar 3.5 Rangkaian ADC 3.1.3 Personal Computer (PC) Pengolahan data dilakukan pada PC dengan menggunakan perangkat lunak pengolah data. Perangkat lunak ini dibangun dengan menggunakan bahasa pemrograman C# dan .Net framework v3.5 di sistem operasi Microsoft Windows XP.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, untuk berkomunikasi dengan ADC, program menggunakan antarmuka paralel. Untuk mengakses antarmuka ini, program menggunakan pustaka inpout32.dll yang dapat diunduh bebas di internet. Pada setting-an default, bagian data pada port paralel (pin 2 sampai 9) hanya dapat mengirim data keluar (output) sehingga pada saat pengujian, data yang dibaca selalu nol. Baru setelah mode port paralel diubah pada BIOS menjadi mode SPP bi-directioal, data dapat dibaca. Pada saat dijalankan, program ini akan mengambil data dari paralel port. Data yang diterima masih berupa tegangan yang telah dikonversi menjadi angka digital oleh ADC dengan range nilai 0-255. Data digital yang telah diperoleh kemudian diubah kembali ke nilai tegangan sebenarnya dengan menggunakan persamaan Vin = (d / 28) ×Vref
1)
dengan: Vin = tegangan input yang dicari (volt) d = nilai digital hasil konversi Vref = tegangan referensi ADC (volt) Setelah nilai Vin diperoleh, nilai tegangan tersebut dapat dikonversi menjadi tinggi menggunakan persamaan berikut: R= ×h dimana: R = Hambatan (ohm)
2)
= konstanta h = tinggi (cm) Berdasarkan pada persamaan V = I × R sehingga diperoleh, V = I× × h
3)
Setelah data ketinggian air diperoleh maka data tersebut akan di-plot-kan untuk memvisualisasikan ketinggian air. Data inilah yang akan dijadikan acuan apakah terjadi tsunami atau tidak. Apabila tsunami terdeteksi maka program pengolah data akan memberikan peringatan dalam bentuk audio dan visual.
Gambar 3.6 Perangkat Pengolah Data
3.2 Cara kerja sistem Diagram kerja sistem pendeteksi tsunami sebagai berikut: Sensor mengukur perubahan ketinggian air
Hasil Pengukuran masuk ke ADC
Data yang telah dikonversi ADC masuk ke PC melalui Parallel Port
Data dianalisis oleh Pengolah Data Tsunami tidak terdeteksi
Tsunami terdeteksi
Sistem Peringatan tidak Menyala dan Sistem Berjalan seperti Biasa
Peringatan Menyala
Gambar 3.7 Blok Diagram Sistem
Kerja sistem ini dimulai dengan pemisalan peletakan sensor pada dasar laut (dalam percobaan digunakan tempat penampung air). Jumlah air kemudian akan dikurangi dan ditambah secara bertahap untuk melihat kondisi naik-turunnya pelampung. Tegangan yang terukur kemudian dimasukkan ke ADC sebelum diteruskan ke Pengolah Data pada PC. Tegangan awal ini kemudian diubah menjadi tinggi air dan diplotkan secara real-time. Data tinggi air dan hasil plotnya kemudian disimpan sebagai data acuan. Untuk mencoba pengukuran ketika terjadinya tsunami, pada awalnya dilakukan dengan meletakkan sensor pada dasar seperti biasa. Kemudian dalam waktu yang singkat dan tiba-tiba, jumlah air dikurangi secara mendadak. Percobaan dilanjutkan dengan kembali menambah air dalam waktu singkat pula. Perubahan tegangan yang terjadi kemudian diukur dan diolah pada PC. Data yang dihasilkan kemudian diplotkan, dan jika hasil plot di atas ambang batas yang telah ditetapkan maka sistem peringatan akan dijalankan.
