Pendeteksi Gempa Dengan Metode FM Berbasis Personal Computer. Zaidir Jamal

Jurnal Informatika, Vol. 11, No. 1, Juni 2011

Zaidir Jamal

Pendeteksi Gempa Dengan Metode FM Berbasis Personal Computer Zaidir Jamal Sistem Komputer, Informatics & Business Institute Darmajaya Jl. Z.A Pagar Alam No 93, Bandar Lampung – Indonesia 35142 Telp. (0721) 787214 Fax. (0721)700261 e-mail : [email protected]

ABSTRACT Generally, earthquake is measured with a seismometer, a device which is also known as seismograph that works based on detection of seismic wave in earth’s crust. This research designs and implements an earthquake detection using frequency modulation method based on personal computer. The research results a system and simulation. Simulation shows that in a normal condition the strength carrier is 2,5 % and before the earthquake occurred, the strength carrier is 55%. Frequency modulation method can be implemented to detect earthquake by building some measurement stations at several places. Keyword : earthquake, frequency modulation, seismograph ABSTRAK Umumnya, gempa diukur dengan seismometer, perangkat yang juga dikenal sebagai seismograf yang bekerja berdasarkan deteksi gelombang seismik di kerak bumi. Ini desain penelitian dan menerapkan deteksi gempa menggunakan metode modulasi frekuensi berdasarkan komputer pribadi. Penelitian ini menghasilkan suatu sistem dan simulasi. Simulasi menunjukkan bahwa dalam kondisi normal pembawa kekuatan adalah 2,5% dan sebelum gempa terjadi, pembawa kekuatan adalah 55%. Metode modulasi frekuensi dapat diterapkan untuk mendeteksi gempa bumi dengan membangun beberapa stasiun pengukuran di beberapa tempat. Kata kunci: gempa, modulasi frekuensi, seismograf

PENDAHULUAN

informasi

sebelum

gempa

dan

penanganan pasca gempa. Setelah gempa Gempa di Aceh 26 Desember 2004 sampai menimbulkan tsunami seakanakan menjadi pemicu serangkaian gempa di tanah air. Begitu banyaknya korban jiwa maupun harta akibat minimnya Informatics & Business Institute Darmajaya

Aceh beberapa daerah meningkatkan kewaspadaan

dengan

menambah

pemasangan seismograf,

accelerometer

serta memanfaatkan Global Positioning System

(GPS).

Seismograf, 77

Zaidir Jamal


accelerometer dan dan GPS sama-sama

lain yang terjadi menjelang gempa berupa

bekerja berdasarkan deteksi pergerakan

peningkatan level noise elektromagnetik

(getaran) kulit

yang cukup signifikan. Metode tersebut

bumi. Suatu metode

pendeteksi gempa lainnya yaitu metode

berhasil

FM, metode ini sebelumnya digunakan

mendeteksi gempa berkekuatan 4,7 skala

untuk mengamati komet. Pada sekitar

Richter di barat laut Chiba pada Agustus

Agustus 1993, pada sebuah uji coba

2003 [Sigit PW Jarot]. Pemantulan

metode

observatorium

gelombang di ionosfir terjadi bila adanya;

pegunungan Yatsugatake di Provinsi

(a) pesawat terbang, aktivitas matahari,

Yamanashi,

(b) aktivitas meteor, (c) gejala sebelum

FM

di

Jepang,

seorang

ahli

memprediksi

sekaligus

astronomi Jepang, Y Kushida, memonitor

terjadinya

gempa

karakter yang agak berbeda dengan

Pemantulan

akibat

gelombang

tersebut akan meningkatkan jangkauan

hasil

pantulan

yang

disebabkan komet. Dia memperkirakan

pemancar

kelainan

gelombang

penerimaan).

penerima

FM-nya

pada tersebut

stasiun

bumi. Hipotesis tersebut menjadi sebuah keyakinan ketika pada Januari 1995 kelainan

data

yang

Moriya].

aktivitas-aktivitas

(meningkatnya

daya

ada

hubungannya dengan aktivitas lapisan

tercatat

FM

[T.

sangat

signifikan dan kontinu dari arah Kobe. Tidak lama berselang, tepatnya pada 17 Januari 1995, terjadilah gempa Kobe berkekuatan 7,3 skala Richter. Sejak saat itu, aktivitas penghitungan kometnya dihentikan, dan menggunakan fasilitas metode FM tersebut untuk mendeteksi dini gempa. S Fukushima, seorang guru ilmu alam di sekolah menengah di daerah Chiba, terilhami temuan Kushida, pada aktivitas ekstrakurikulernya dia berhasil

Terjadinya

rentetan

mengingatkan

kita

gempa untuk

bumi sesegera

mungkin membuat cetak biru penelitian gempa

bumi

dengan

mengimplementasikan

metode

pendeteksian FM guna terjadinya gempa. mungkin

memprediksi

Merode FM sangat

diimplementasikan

teknologinya

murah

dan

karena belum

banyaknya penduduk di daerah pedesaan, sehingga pengukuran metode FM dapat maksimal. Tujuan penelitian ini merancang bangun alat prediksi dini gempa dengan metode Frequensi Modulasi (FM)

berbasis

mendeteksi fenomena elektromagnetik Informatics & Business Institute Darmajaya

78

Zaidir Jamal


personal komputer. Dengan terealisasinya

keras dilakukan dalam bagian per bagian

alat

melalui perhitungan matematis maupun

ini

akan

menambah

peralatan

pendeteksi gempa yang ada sehingga

percobaan

bermanfaat bagi masyarakat luas untuk

konfigurasi rangkaian,

memprediksi terjadinya gempa.

dan jenis komponen. (3) Realisasi dan Trial

untuk

and

perancangan,

mendapatkan nilai/parameter

error,

Berdasarkan

rangkaian

direalisasikan

dalam bentuk modul bagian per bagian,

METODE PENELITIAN

kemudian dilakukan pengujian dengan Penelitian dilaksanakan di Laboratorium

memberikan masukan berupa tegangan

Elektronika

atau pulsa dan diukur. Apabila terdapat

IBI

Darmajaya

Bandar

Lampung, metode yang digunakan yaitu;

kesalahan

(1) Metode Pengumpulan Data, Metode

rangkaian, nilai/parameter atau

pengumpulan

komponen

data

yang

dilakukan

program,

konfigurasi

dilakukan

jenis

perancangan

adalah; (a) Studi Pustaka, studi pustaka

kembali. Setelah program dan modul-

yaitu pengumpulan data dengan cara

modul

mempelajari literatur dan data sheet

penggabungan antar modul dan computer

komponen

untuk diuji secara keseluruhan.

(b)

elektronika

Wawancara,

yang

terkait;

wawancara

yaitu

bekerja dengan baik dilakukan

Pengujian

Keseluruhan,

(4)

Pengujian

pengumpulan data dengan cara tanya

keseluruhan dilakukan dengan simulasi

jawab secara langsung kepada pihak-

penerimaan

pihak yang dapat memberikan masukan-

gelombng

masukan

(2)

gelombang diterima oleh penerima FM

Perancangan alat, Perancangan terdiri

dan komputer telah mengukur gelombang

dari perangkat lunak dan perangkat keras

tersebut kemudian pemancar dinaikkan

yang sebelumnya dilakukan studi literatur

dayanya

baik dari buku-buku referensi maupun

peningkatan

internet. Perangkat lunak yang digunakan

perubahan

yaitu assembler untuk bagian antar muka

besarnya gelombang pembawa dan noise

menggunakan mikrokontroller dan visual

FM dapat diukur oleh computer dan

basic 6.0 untuk

masuk dalam basis data serta dapat

pada

penelitian

ini.

program windows

dengan FM

daya

untuk daya lapisan

memancarkan kecil.

Setelah

mensimulasikan pancar

akibat

ionosfir.

Apabila

berbasis grafis. Perancangan perangkat Informatics & Business Institute Darmajaya

79

Zaidir Jamal


menampilan grafik dan dapat dicetak

berdasrkan pemantulan lapisan ionosfir di

maka alat telah bekerja baik

udara. Kedua sinyal diubah kedigital oleh rangkaian

HASIL DAN PEMBAHASAN Perancangan Alat, Penerima

antar

berkomunikasi FM

menerima sinyal FM tanpa modulasi, kuat lemahnya carier dan noise FM

muka dengan

agar

dapat

komputer.

Komputer akan meyimpan data (carier dan noise FM) berdasarkan

data,

secara real time, komputer

akan

menampilkan grafik dan dapat dicetak.

Pemancar FM

Penerima FM

Antar muka

Komputer

Printer

Gambar 1. Prinsip kerja alat Realisasi alat sistem ini tidak seluruhnya

maksimal 5watt broadband, display LCD

dilakukan

perancangan/perakitan,

blue back light, bisa tulis nama stasiun

perakitan hanya dilakukan pada bagian

radio,VR power adjust 0 s/d 5 Watt,

pemancar FM (exiter) dan antar muka

power output tidak akan keluar sebelum

(interface)

FM

frekuensi lock, Final C1971, terdapat

lokal

LPF, PCB fiber solder mask double side

komputer.

menggunakan

kit

Exiter rakitan

profesional dengan pertimbangan bagian

through hole.

ini harus bekerja dengan frekuensi yang stabil. Kestabilan frekuensi dapat tercapai apabila

menerapkan

komponen

dan

desain

komponenPCB

yang

memenuhi syarat untuk frekuensi sangat tinggi (VHF) serta menerapkan sistem Phase Locke Loop (PLL). Kit pemancar FM ini memiliki spesifikasi yaitu ; VCO FET Dual Gate N channel, output

Informatics & Business Institute Darmajaya

Pemancar FM, Untuk berfungsi sebagai pemancar FM daya kecil (exiter) kit dirakit dengan menambahkan rangkaian catu daya DC stabil dan diberi kotak. Catu daya menerapkan sistem center tap (CT), IC regulator 7812 dan transistor daya TIP 3055 menghasilkan tegangan 12 volt stabil.

80


Zaidir Jamal

Gambar 2. Bentuk pisik exiter FM Antar Muka, Inti bagian antar muka

menkonversi tegangan analog 0-5 volt

adalah rangkaian Analog To Digital

dari penerima FM menjadi data digital 8

Converter (ADC), rangkaian Paralel To

bit, sedangkan rangkaian Paralel To

Serial Converter dan rangkaian buffer.

Serial Converter untuk mengkonversi data

Rangkaian

digital paralalel menjadi serial.

ADC

berfungsi

untuk

Gambar 3. Bentuk pisik antar muka Rangkaian Analog to Digital Converter

Untuk mengaktifkan generator clock

akan mengkonversi dua tegangan analog

internal

menggunakan IC ADC 0804

yang di

kapasitor (C) dan resistor (R) di pena

switch menggunakan saklar elektronik

CLK IN, CLK R dan D GND. Range

dengan kendali dari mikrokontroller. IC

frekuensi clock yang diizinkan 100 kHz –

ini didesain khusus supaya kompatibel

1460 kHz, dengan menerapkan C = 100

dengan sistem mikroprosessor hanya

PF dan R = 10 k frekuensi clock

dengan

komponen

diperoleh 500 kHz. Untuk mengkonversi

eksternal. Komponen eksternal berupa

tegangan analog 0–5 volt pin VREF/2 di

tegangan

biarkan, sehingga tegangan referensinya

menambahkan

referensi

dan

clock

serta

koneksi masukan dan keluarannya. Informatics & Business Institute Darmajaya

dengan

menghubungkan

2,5 volt. Dalam hal ini jangkauan input 81

Zaidir Jamal


analog mulai dari 0 Volt sampai 5 Volt

8-bit, resolusinya adalah 19,6 mV.

(skala penuh), karena IC ini adalah SAC

Gambar 4. Rangkaian ADC

Konventer, Rangkaian Paralel To Serial

kristal 11,059 Mhz, kapasitor

33 PF

Converter mengubah data digital 8 bit

sebagai osilator dan program sederhana

menjadi data serial UART menggunakan

konversi dapat dilakukan dengan mudah.

mikrokontroller

AT89C51.

Dengan

Baud rate (jumlah bit data yang terkirim

menambahkan

komponen

eksternal

tiap detik) = 9600.

Gambar 5. Serial UART dengan mikrokontroller


82

Zaidir Jamal


Buffer Serial, Komunikasi serial dengan

232 ke sinyal TTL atau sebaliknya agar

RS232 ini dipasaran sudah tersedia IC

bisa diolah oleh mikrontroler. Output dari

yang

sudah

RS 232 komputer dihubungkan dengan

compatible mikrokontroller yaitu IC 232,

konektor DB9 masuk ke IC MAX 232

maka dipilih IC MAX 232. Rangkaian ini

pada pin 13 R1 in dan pin 14 T1 out,

berfungsi sebagai penyangga (buffer)

output IC MAX 232 adalah pin 11 T1 in

untuk mempertahankan sinyal dari RS

dan pin 12 R1 out

dapat

digunakan

dan

Gambar 6. Rangkaian buffer MAX 232

Perangkat perangkat

Lunak, lunak

Perancangan

meliputi

program

$MOD51 INITSERIAL: MOV SCON,#52H

mikrokontroler AT9C51 yang beroperasi

MOV TMOD,#20H

untuk serial port dengan komunikasi

MOV TH1,#0FDH

asinkron dan program antar muka dan

MOV TCON,#40H

basis

SETB TR1

data

menggunakan

bahasa

pemrograman Visual Basic 6.0. Berikut

MAIN: ACALL KIRIM

penyususnan program mikrokontroller AT89C51,

flowchart

program

ACALL TERIMA

dan

tampilan program antar muka.

SJMP MAIN KIRIM: MOV A,P2 MOV SBUF,A CLR TI


83


Zaidir Jamal

RET TERIMA: MOV A,SBUF MOV P1,A CLR RI RET END

Gambar 8. Tampilan program Pengujian, Pengujian dilakukan bagian per

bagian

kemudian

dilakukan

pengujian keseluruhan/simulasi. Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ini yaitu ; Logic Probe GW INSTEK GLP 1 A, multimeter digital APPA 95, SWR meter VHF AEC, antena pemancar tiruan (Dummy load), laboratory power supply GW GPS 3030. Pengukuran ouput exiter FM bertujuan mengetahui daya pada beberapa rentang frekuensi kerja. Konfigurasi pengujian dilakukan

dengan

memasang

SWR/Power meter pada outpu exiter dan antenna pemancar tiruan (dummy load). Hasil pengujian seperti pada tabel berikut : Gambar 7. Flowchart Program


84


Zaidir Jamal

Tabel 1. Hasil pengujian ouput pemancar No. 1 2 3 4 5

Frekuensi

SWR

86 Mhz 87 Mhz 88 Mhz 89 Mhz 90 Mhz

1 1 1 1 1

% Power 100 100 100 100 100

Pengukuran ouput penerima bertujuan

dengan memasang volt meter digital pada

untuk

keluaran

mengetahui

besar

tegangan

sebelum dan sesudah menerima sinyal

penerima,

hasil

pengujian

seperti pada tabel berikut.

exiter. Konfigurasi pengujian dilakukan

Tabel 2. Hasil pengujian output penerima Tegangan Output No.

Kondisi

RF

AF

1

Tanpa sinyal

0,23 volt

4,86 volt

2

Ada sinyal

4,92 volt

3,98 volt

Pengukuran ouput ADC bertujuan untuk

pada input dan menyidik logika ouput

mengetahui hasil konversi analog ke

menggunakan

logic

digital 8 bit. Konfigurasi pengujian

pengujian

sebagai

probe,

hasil berikut.

dengan memberikan tegangan 0–5 volt Tabel 3. Hasil pengujian ADC No. 1 2 3 4 5 6

Tegangan Input 0 volt 1 volt 2 volt 3 volt 4 volt 5 volt

DB7 0 0 0 1 1 1

DB6 0 0 1 0 1 1

DB5 0 1 1 1 0 1


Output DB4 DB3 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1

DB2 0 1 1 0 0 1

DB1 0 1 0 0 0 1

DB0 0 0 1 0 0 1 85

Zaidir Jamal


Simulasi, Simulasi dilakukan dengan

kemudian untuk mensimulasikan keadaan

mengkonfigurasi peralatan seperti pada

akan terjadi gempa di mana terjadi

gambar berikut, exiter diletakkan pada

kepadatan electron di lapisan ionosfer

ruangan

akibat adanya aktivitas kulit bumi daya

terpisah.

Simulasi

dengan

memancarkan sinyal FM secara periodik,

pancar

untuk

simulasi ditunjukkan seperti pada berikut.

mensimulasikan

pada

keadaan

exiter

dinaikkan.

Tampilan

normal daya pancar exiter dibuat kecil

Gambar 9. Konfigurasi simulasi

Gambar 10. Tampilan saat normal


86


Zaidir Jamal

Gambar 11. Hasil cetak saat normal

Gambar 12. Tampilan saat akan terjadi gempa


87


Zaidir Jamal

Gambar 13. Hasil cetak saat akan terjadi gempa

AF saat pengujian ada sinyal (exiter on)

SIMPULAN DAN SARAN

masih tinggi dikarenakan exiter masih Kesimpulan

terdapat

Berdasarkan hasil pengujian alat dapat dikatakan bekerja dengan baik, hal ini ditunjukan

variabel

(tegangan

analog

yang

0-5

volt)

dapat

parallel 00000000 sampai 11111111 kemudian diubah kembali ke data serial. Perangkat lunak juga bekerja dengan hal

ini

ditunjukkan

pada

gelombang

pembawanya. Saran

diukur

dikonversi menjadi data digital 8 bit

baik,

humming

dengan

pengukuran dapat dilakukan secara real time, dapat ditampilkan secara grafik dan

Untuk mendapatkan data pengukuran yang

akurat

pengujian

sebaiknya

lapangan

dengan

dilakukan rentang

waktu yang lama. Lokasi pengukuran harus memenuhi syarat seperti; bebas dari sinyal RF liar, tidak berada di lembah (cekungan) dan jauh dari jalan raya. DAFTAR PUSTAKA

dapat mencetak hasil pengukuran. Iswanto, 2008, Antar Muka Port Paralel Sinyal

AF

pengujian

yang

tanpa

maksimum

sinyal

(exiter

saat off)

dan Port Serial Dengan Delphi 6, Gava Media, Yogyakarta

dikarenakan banyaknya sinyal RF liar dari stasiun-stasiun komersil dan sinyal Informatics & Business Institute Darmajaya

88

Zaidir Jamal


Jarot Sigit PW, 2005, Mendeteksi Dini

Pressman, S. Roger, 2004, Software

Gempa Dengan Radio FM,

Engineering:

http://www2.kompas.com.

Approach, 6th edition, McGraw-

Jogiyanto., 2008, Analisis & Desain: Sistem

Informasi:

Pendekatan

Terstruktur Teori Dan Praktek Aplikasi Bisnis, Andi Offset Parkinson,

B.W.,

Positioning

Practitioner's

Hill. Raharjo, Hartanto, 2005, Microcontroller AT89C2051, Andi, Yogyakarta Sawhney AK, 1996, Electrical and

1996,

Global

Electronic

System:

Theory

Instrumentation, Dhampat Rai and

and Applications, American Institute of Aeronautics and Astronautics,

A

Washington,

D.C. http://www.kompas.com/index.php/read/ xm , 25 Agustur 2008.


Mesurment

and

Soon, Delhi. http://stunecity.wordpress.com/2008/11/1 4/teknologi-prediksi-gempaberdasarkan-dispersi-gelombangvhf/ http://eprints.lib.hokudai.ac.jp

89

Pendeteksi Gempa Dengan Metode FM Berbasis Personal Computer. Zaidir Jamal

Recommend Documents