1
PERANCANGAN SISTEM KOMUNIKASI WIRELESS PADA KAPAL (MCST1- SHIP AUTOPILOT) DENGAN MEDIA KOMUNIKASI RF UNTUK MENDUKUNG SISTEM AUTOPILOT Arif Musa Kusuma Wardhana.1) Dr.Ir Aulia Siti Asijah, MT. 2) Suwito, ST.MT 3) 1)Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri ITS Surabaya Indonesia 60111, email:
[email protected] 2)Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri ITS Surabaya Indonesia 60111, email:
[email protected] 3)Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri ITS Surabaya Indonesia 60111.
Abstract— Pada umumnya sistem komunikasi autopilot pada kapal di bangun dengan tujuan untuk mendukung terbentuknya suatu sistem transportasi laut yang cerdas, untuk itu sistem komunikasi autopilot mempunyai peranan penting dalam membangun sebuah sistem transportasi laut. Baiknya sistem komunikasi yang terdapat pada kapal laut merupakan hal yang penting mengingat angka kecelakaan transportasi laut di Indonesia yang cukup tinggi disebabkan oleh buruknya sistem komunikasi yang terdapat pada kapal serta wilayah Indonesia yang merupakan negara kepulauan dengan banyak wilayah perairan. Untuk itu perlu dibangun sebuah perancangan sistem komunikasi pada kapal (MCST-1 Ship Auto Pilot) dengan media komunikasi RF Radio untuk mendukung sistem Autopilot dan akan dilakukan simulasi diperairan terbuka (open water). Pada perancangan sistem ini digunakan alat komunikasi berupa modul Radio Frequency (RF) YS-1020UA dimana modul RF YS1020UA terdapat dua buah yaitu satu buah terpasang pada server (PC) di darat dan satu buah terpasang pada kapal (Client). Dari hasil rancangan sistem komunikasi yang dibuat pada tugas akhir ini menunjukan bahwa semua perintah dan informasi yang yang diberikan dari server ke kapal maupun semua informasi yang dikirim dari kapal ke server dapat berjalan dengan baik. Index Terms— Autopilot, Client, RF Radio , RF YS1020UA, Server.
I. PENDAHULUAN
U
paya untuk mengatasi beberapa kelemahan yang ada pada AIS yang, telah dilakukan pada Sistem Monitoring dan Kontrol (Monitoring & Control – M & C selanjutnya disebut M&C) untuk transportasi laut [Aisyah, AS, 2009]. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan sistem monitoring dapat diakses secara wireless pada frekuensi 2,4 GHz dengan indikator pada sistem monitoring adalah posisi, heading, kecepatan, jarak terhadap kondisi batas, jarak terhadap kapal lain dan display sesuai dengan koordinat pada peta laut secara digital. Dalam penelitian sebelumnya (M. Ali Makhrus, Roza Hamidyantoro, dan M. Haydarul Haqqi) telah dibuat prototipe kapal MCST-1. Kelemahan dari prototipe yang dibuat ini adalah belum memiliki sistem komunikasi data jarak jauh, sehingga prototipe ini tidak dapat dikendalikan dari jarak jauh. Selanjutnya Arief Rakhmad Fajri pada penelitian sebelumnya mampu merancang server dan melakukan simulasi sistem monitoring dan pengendalian untuk mendukung autopilot pada kapal. Simulasi ini mendekati kondisi sebenarnya dan setiap kapal dapat saling bertukar data, seperti arah, posisi, dan kecepatan kapal. Kelemahan dari sistem ini adalah sistem hanya dibuat dalam bentuk simulasi. Untuk itu perlu dibangun
sebuah perancangan sistem komunikasi pada kapal (MCST-1 Ship Auto pilot) dengan media komunikasi Radio Frequency untuk mendukung sistem autopilot dan akan dilakukan simulasi diperairan terbuka (open water). Dari paparan tersebut, maka dalam Tugas Akhir ini, permasalahan yang diangkat adalah Bagaimana merancang sistem komunikasi dua arah antara server dengan client yakni kapal (MCST1-ship auto pilot) berbasis wireless dengan RF Modul YS-1020UA. Sedangkan Tujuan dari penelitian tugas akhir ini akan memperbaiki dan mendukung terciptanya suatu sistem komunikasi dua arah antara server dengan client yakni kapal (MCST1-ship autopilot) yang berfungsi untuk mendukung sistem autopilot berbasis wireless dengan RF Modul YS1020UA. II. DASAR TEORI Pada hakekatnya fungsi sebuah kapal ialah sebagai alat pengangkut di air dari suatu tempat ketempat lain, baik pengangkutan barang, penumpang maupun hewan. Selain sebagai alat angkut, kapal digunakan untuk rekreasi, sebagai alat pertahanan dan keamanan, alat-alat survey atau laboratorium maupun sebagai kapal kerja. Ilmu Bangunan Kapal merupakan salah satu bagian dari ilmu Kecapan Pelaut (seamenship), yang akhir-akhir ini semakin berkembang sesuai dengan kemajuan teknologi. Perkembangan kemajuan teknologi khususnya yang menyangkut teknologi perkapalan dan konstruksi kapal-kapal yang dibangun menurut jenis dan sifat muatan yang diangkut, bentuk pengapalan muatan, trayek-trayek yang akan dilalui. Dalam materi Ilmu bangunan kapal ini akan ditampilkan beberapa bahasan pokok yang sesuai dengan kompetensi dari seluruh materi yang ada di dalam Ilmu Bangunan Kapal. Seperti pada bagian-bagian bangunan sebuah kapal, terutama yang menyangkut fungsi bagian-bagian tersebut, sehingga dengan demikian dapat mengetahui apakah bagian-bagian tersebut masih dalam kondisi baik dan berfungsi baik, apakah perlu diperbaiki atau diganti yang sesuai dengan kebutuhan operasionalnya. Mengenai jenis-jenis geladak, kekuatan geladak, letak bukaanbukaan di geladak maupun dilambung. Ukuran-ukuran pokok kapal, baik secara membujur, melintang maupun tegak dan bentuk-bentuk kapalnya. Mengenai konstruksi dasar berganda untuk dapat dimanfaatkan sebagai tempat untuk muatan cair, ballast, bahan bakar, air tawar dan lain-lain sehingga dapat mengatur keseimbangan (stabilitas) kapal bila diperlukan. Mengenai tipe-tipe kapal dengan demikian dapat
2 mengetahui jenis-jenis muatan yang diangkut, bagaimana cara-cara penanganan muatan, sehingga di dalam pelayaran maupun pada waktu pembongkaran di tempat tujuan tetap dapat dijalankan dengan aman dan baik. Dengan demikian kapal selain dapat memenuhi fungsinya sebagai alat transportasi juga dapat memberikan keuntungan bagi perusahaan pelayaran. A. Peraturan Sistem Komunikasi Pada Kapal Dengan dikeluarkannya peraturan baru tahun 1990 mengenai keharusan memasang Global Maritime Distress and Safety Systems (GMDSS), maka penerapan semua peraturan yang berhubungan dengan komunikasi radio telegraphy dan radio telephony dianggap merupakan suatu kemajuan terbesar dalam dunia komunikasi Maritim sekarang ini. GMDSS adalah hasil pengembangan sistim pemberitahuan keadaan bahaya (distress call) dengan sistim otomatis, dapat dikirimkan hanya dengan menekan tombol (press button), menggantikan fungsi telegraphy station dan perwira radio sehingga dapat menghemat biaya operasi kapal. Konsep dasar dari GMDSS adalah petugas penyelamat di darat, dan kapal yang berada disekitar kapal yang dalam keadaan bahaya ( ship distress) mendapat peringatan lebih awal, sehingga dapat segera melakukan koordinasi dengan SAR. Sistim ini juga menyediakan komunikasi yang sifatnya segera dengan aman, menyediakan informasi keselamatan maritim, informasi navigasi, perkiraan cuaca, peringatan akan cuaca buruk dan informasi keselamatan lainnya untuk kapal. Menjamin setiap kapal dapat melakukan fungsi komunikasi yang vital untuk keselamatan kapal itu sendiri dan kapal yang berada disekitarnya Peraturan ini sebagai tambahan (amandement) SOLAS 1974 untuk komunikasi radio, yang ditetapkan di London (IMO) tanggal, 11 Nopember 1988, dan diberlakukan pada semua kapal penumpang dan kapal jenis lain ukuran 300 GRT atau lebih. Pelaksanaan pemasangannya ditetapkan dari tahun 1992 s/d 1999. Namun demikian sejak tahun 1992 sudah ada peraturan tambahan baru untuk memasang alat keselamatan komunikasi yakni Emergency Position Indicating Radio Beacons System (EPIRBS) dengan maksud agar komunikasi berlangsung cepat untuk melakukan pertolongan bila terjadi kecelakaan di kapal. B. Keselamatan Navigasi Chapter V SOLAS 74/78 membahas mengenai peraturan dan kelengkapan navigasi untuk semua kapal Bab tersebut mengatur tentang penyampaian berita bahaya dan informasi yang dibutuhkan dalam menyampaikan berita yang membahayakan kapal. Meminta pada semua negara anggota untuk mendorong setiap kapal mengumpulkan data meteorologi yang dialami dan diuji, disebar luaskan untuk kepentingan keselamatan pelayaran. Pemerintah harus mendorong perusahaan pelayaran untuk menggunakan peralatan dengan akurasi yang tinggi, dan menyediakan sarana untuk mekalibrasi serta mengecek peralatan dimaksud. Pemerintah diharapkan pula untuk menginstruksikan pada kapalkapalnya agar mengikuti route yang sudah ditetapkan oleh IMO seperti antara lain “ separation on traffic”
di Selat Malaka dan menghindari route yang sudah ditentukan untuk kapal yang meminta bantuan atau pertolongan. Regulation 12, mengatur mengenai kelengkapan alat navigasi yang diharuskan di kapal sesuai ukuran atau gros ton setiapal. Sesuai peraturan dimaksud, kapal dengan ukuran 150 gros ton ke atas sudah harus dilengkapi dengan alat navigasi Peralatan penting dimaksud antara lain seperti gyro compass, gyro repeater, echo sounding device radar installation, automatic eadar plotting aid untuk kapal ukuran 10.000 gros ton atau lebih dan sebagainya. C. Sistem Komunikasi Dengan dikeluarkannya peraturan baru tahun 1990 mengenai keharusan memasang Gobal Maritime Distress and Safety Systems (GMDSS), maka penerapan semua peraturan yang berhubungan dengan komunikasi radio telegraphy dan radio telephony dianggap merupakan suatu kemajuan terbesar dalam dunia komunikasi Maritim sekarang ini. GMDSS adalah hasil pengembangan sistim pemberitahuan keadaan bahaya (distress call) dengan sistim otomatis, dapat dikirimkan hanya dengan menekan tombol (press button), menggantikan fungsi telegraphy station dan perwira radio sehingga dapat menghemat biaya operasi kapal. Konsep dasar dari GMDSS adalah petugas penyelamat di darat, dan kapal yang berada disekitar kapal yang dalam keadaan bahaya ( ship distress) mendapat peringatan lebih awal, sehingga dapat segera melakukan koordinasi dengan SAR. Sistim ini juga menyediakan komunikasi yang sifatnya segera dengan aman, menyediakan informasi keselamatan maritim, informasi navigasi, perkiraan cuaca, peringatan akan cuaca buruk dan informasi keselamatan lainnya untuk kapal. Menjamin setiap kapal dapat melakukan fungsi komunikasi yang vital untuk keselamatan kapal itu sendiri dan kapal yang berada disekitarnya Peraturan ini sebagai tambahan (amandement) SOLAS 1974 untuk komunikasi radio, yang ditetapkan di London (IMO) tanggal, 11 Nopember 1988, dan diberlakukan pada semua kapal penumpang dan kapal jenis lain ukuran 300 GRT atau lebih. Pelaksanaan pemasangannya ditetapkan dari tahun 1992 s/d 1999. Namun demikian sejak tahun 1992 sudah ada peraturan tambahan baru untuk memasang alat keselamatan komunikasi yakni Emergency Position Indicating Radio Beacons Syctem (EPIRBS) dengan maksud agar komunikasi berlangsung cepat untuk melakukan pertolongan bila terjadi kecelakaan di kapal.
Gbr. 1. Sistem Navigasi, Sistem Kontrol, Sistem Pemandu (Sistem Komunikasi) [14]
3 Sedangkan untuk kapal (MCST 1-Ship Autopilot), sebagai berikut:
Gbr. 2. Blok diagram autopilot pada kapal MCST 1[16] Pada gambar di atas merupakan blok diagram autopilot pada kapal MCST-1 yang terdiri dari 3 blok sistem, yaitu: 1. Guidance System merupakan aksi atau sistem pemanduan secara terus-menerus menghitung referensi (yang diinginkan) posisi, percepatan dan velocity. dari satu kapal dipergunakan oleh sistem kendali. Data ini biasanya digunakan oleh operator untuk sistem kontrol dan sistem navigasi. 2. Navigation System merupakan bagian dari pemanduan kapal, termasuk mengendalikan dan setting pelayaran. sistem Ini meliputi perencanaan dan pelaksanaan dari keselamatan, tepat waktu, dan ekonomis dari kapal. 3. Control System merupakan bagian dari pengontrolan device seperti motor rudder, motor propeler dan lain-lainnya yang bekerja dengan set point yang di inginkan. Control system ini juga bagian dari navigation system. D. Komunikasi Wireless (Nirkabel) Wireless yaitu koneksi antar suatu perangkat dengan perangkat lainnya tanpa menggunakan kabel atau metode untuk mengirimkan sinyal melalui suatu ruangan bukannya menggunakan kabel. Gelombang radio dan sinar infra merah biasa digunakan untuk komunikasi wireless. Dalam sistem komunikasi wireless terdapat perangkat atau bagian umum gelombang yang berperan yang menjadi bagian utuh dari sistem komunikasi ini, yaitu : 1. gelombang elektromagnetik 2. gelombang mikro 3. gelombang radio 4. infra merah 5. satelit Komunikasi wireless memiliki beberapa karekteristik, diantaranya adalah : 1. Menggunakan sebuah media antena dalam mengirim dan menerima sinyal elektromagnetik 2. Rentan intereferensi 3. Umumnya menggunakan 2 GHz – 40 Ghz 4. Point to point, point to multi point, access point 5. Semakin tinggi frekuensi yang digunakan maka semakin besar potensial bandwidth dan rate datanya namun semakin pendek jaraknya. Ada 3 range frekuensi umum yang dalam tranmisi wireless yaitu : 1. Frekuensi microwave dengan range 2–40 GHz, cocok
untuk tranmisi point- to point. Frekuensi dalam range 30 MHz – 1 GHz, cocok untuk aplikasi omnidirectional. Range ini ditujuan untuk range broadcast radio. 3. Range frekuensi lain yaitu antara 300 – 200000 GHz untuk aplikasi lokal, adalah spectrum infra merah. Infra merah sangat berguna untuk aplikasi point-topoint dan multipoint dalam area terbatas, seperti sebuah ruangan Sistem komunikasi wireless biasanya terdiri dari perangkatperangkat yaitu: - Data (input) Data dalam komunkasi wireless ini bisa berupa video, audio, dan data-data yang lain. data yang masuk sebagai input analog akan diubah menjadi data digital lalu ditransmisikan dan diterima receiver berikutnya akan diubah dari data digital menjadi data analog. - Modem Modulasi adalah proses perubahan (varying) suatu gelombang periodik sehingga menjadikan suatu sinyal mampu membawa suatu informasi. Dengan proses modulasi, suatu informasi (frekuensi rendah) bisa dimasukkan ke dalam suatu gelombang pembawa, biasanya berupa gelombang sinus berfrekuensi tinggi. Terdapat tiga parameter kunci pada suatu gelombang sinusiuodal yaitu : amplitudo, fase dan frekuensi. Ketiga parameter tersebut dapat dimodifikasi sesuai dengan sinyal informasi (frekuensi rendah) untuk membentuk sinyal yang termodulasi. Peralatan untuk melaksanakan proses modulasi disebut modulator, sedangkan peralatan untuk memperoleh informasi informasi awal (kebalikan dari dari proses modulasi) disebut demodulator dan peralatan yang melaksanakan kedua proses tersebut disebut modem. Modem berasal dari singkatan MOdulator DEModulator. Perangkat keras ini digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog sehingga data dari komputer bisa dikirimkan melalui saluran telepon atau saluran lainnya. Data dari komputer yang berbentuk sinyal digital diberikan kepada modem untuk diubah menjadi sinyal analog. Sinyal analog tersebut dapat dikirimkan melalui beberapa media telekomunikasi seperti telepon dan radio. Setibanya di modem tujuan, sinyal analog tersebut diubah menjadi sinyal digital kembali dan dikirimkan kepada komputer. Terdapat dua jenis modem secara fisiknya, yaitu modem eksternal dan modem internal. Informasi yang dikirim bisa berupa data analog maupun digital. - Transmitter Transmitter adalah bagian dari sistem komunikasi wireles yang berfungi untuk mengirimkan data ke tempat lain berupa gelombang radio. Prinsip kerja dari transmitter ini adalah adanya induksi medan magnetik dari sumber potensial yang menyebabkan arus dan menginduksi rangkaian lainnya. - Receiver Receiver merupakan bagian yang berfungsi untuk menerima sinyal atau data yang dikirimkan oleh transmitter. 2.
4 E. RF(Radio Frequency) Radio adalah transmisi dan penerimaan sinyal dengan gelombang elektromagnetik tanpa kabel. Gelombang elektromagnetik merepresentasikan semua frekuensi. Spektrum Radio Frequency (RF) menempati range 9 KHz300 GHz. Sebuah sebuah sinyal radio dikirimkan ke suatu titik lain, sinyal tersebut harus dimodulasi ke dalam suatu frekuensi sinyal pembawa (carrier), yang merupakan frekuensi konstan dan lebih tinggi dari frekuensi sinyal input. Alasan mengapa sinal tersebut harus dimodulasikan adalah : untuk transmisi yang lebih baik, karena sinyal radio yang kita kirim sebagian besar menggunakan frekuensi rendah. Untuk memungkinkan beberapa sinyal dikirimkan secara bersamaan tanpa saling mengganggu (interference). Modulasi terdiri dari dua jenis yaitu: 1. Modulasi analog Dalam modulasi analog, proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik umum yang dipakai dalam modulasi analog : Modulasi berdasarkan sudut a. Modulasi Fase (Phase Modulation PM) b. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation - FM). Modulasi Amplitudo (Amplitudo Modulation - AM) a. Double-sideband modulation with unsuppressed carrier (used on the radio AM band). b. Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC). c. Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC). d. Single-sideband modulation (SSB, or SSBAM), very similar to single-sideband suppressed carrier modulation (SSB-SC). e. Vestigial-sideband modulation (VSB, or VSB-AM). f. Quadrature amplitude modulation (QAM)
Phase Shift Keying (PSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan fase. Frequencyi Shift Keying (FSK), digunakan suatu jumlah terbatas berdasarkan frekuensi. Amplitudo Shift Keying (ASK), digunakan suatu jumlah terbatas amplitudo.
Gbr. 4. Modulasi Digital[20] F. RF Modul Yishi 1020UB (YS-1020UA) YS-1020UB series Low Power RF Module didesain untuk sistem transmisi data UART jarak dekat. YS-1020UB merupakan adaptasi Texas Instruments (Chipcon) CC1020 RF IC, bekerja pada ISM frequency band, transmisi half duplex. Modul dapat langsung tersambung dengan monolitik prosesor, PC, perangkat RS485, dan komponen UART lain dengan RS232, RS485, dan TTL interface port. YS-1020UB merupakan modul komunikasi yang sangat aman, mempunyai 8 kanal dengan frekuensi yang berbeda, frekuensi yang digunakan pada sistem ini adalah 433 Mhz. Jarak jangkauan komunikasi sekitar 800 meter pada baudrate 9600 bps dan maksimum 2000 meter dengan baudrate 1200 bps.
Gbr. 5. Modul RF YS-1020UA[22] Fitur utama produk YS-1020UA : a. Menggunakan Frekuensi pembawa: 433/450/868Mhz atau pilihan lainnya. b. Perangkat 485/TTL.
penghubung:
RS-232/RS-
c. Mendukung banyak saluran komunikasi: 8 saluran, dapat diperluas untuk 16/32 saluran.
Gbr. 3. Modulasi Analog[20] 2. Modulasi digital Dalam modulasi digital, suatu sinyal analog di-modulasi berdasarkan aliran data digital.Perubahan sinyal pembawa dipilih dari jumlah terbatas simbol alternatif. Teknik yang umum dipakai adalah :
d. Baud-rate yang berada di udara : 1200/2400/4800/9600/19200/38400bps, Sedangkan untuk pengiriman data secara transparan: apa yang telah diterima persis dengan apa yang dikirim, cocok dengan standarisasi atau bukan standarisasi protokol pengguna. e. Format penghubung: ketetapan untuk pengguna 8N1/8E1/801, atau disesuaikan dengan format penghubung lainnya.
5 f. Pemodulasian: GFSK. Berdasarkan pada modulasi GFSK, tahan terhadap gangguan yang besar dan Bit Error Rate yang rendah. g. Half duplex: penggabungan untuk penerima dan pengirim yang menjadi satu didalam satu alat, kemampuan merubah dengan sendirinya untuk menerima dan mengirim selama 10ms. h. Penggunaan daya yang rendah dan fungsi terjaga. i. Batas temperatur : -350C sampai 750C (-31 ~ 167 F) j. Batas kelembaban: 10% ~ 90% kelembaban relatif tanpa pengembunan. k. Besar hambatan: 50Ω
Gbr. 6. Dimensi ukuran RF YS 1020UA[22] Spesifikasi YS-1020UA[22] :
G. Modul Mikrokontroller 128 Microcontroller yang merupakan suatu komponen elektronika yang dibangun melalui teknologi semikonduktor dengan wujud yang relatif kecil juga dari segi harga terjangkau, sangat besar kemampuannya dalam pengendalian peralatan secara digital. Mikrokontroler juga merupakan sebuah computer dalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik. Sebuah mikrokontroler umumnya berisi seluruh memori dan antarmuka I/O yang dibutuhkan, sedangkan mikroprosesor serba guna membutuhkan chip tambahan untuk menyediakan fungsi yang dibutuhkan. Mikrokontroler hanya bisa menjalankan satu program aplikasi saja yang tersimpan pada memori programnya ROM (Read Only Memory). Oleh Karena itu Mikro-System sering pula disebut sebagai Minimum System. ATmega128 berisi 128K bytes On-Chip di dalam sistem Memoriflash Reprogrammable untuk penyimpanan program. Karena semua AVR instruksi adalah 16 atau 32 bits lebar, Flash adalah berbentuk 4K x16. Untuk keamanan perangkat lunak, Flash Ruang program memori adalah dibagi menjadi dua bagian, bagian boot program dan bagian aplikasi program dengan alamat mulai dari $000 sampai $FFF.Flash Memori mempunyai suatu daya tahan sedikitnya 10,000write/erase Cycles. ATmega128 Program Counter (PC) adalah 12 bitlebar, alamat ini 4K lokasi program memori.
a. Daya untuk RF: ≤ 10mW/10dBm b. Arus yang diterima: ≤ 25mA c. Arus mengirim: ≤ 40mA d. Arus sleep mode: ≤ 20µA e. Suplai daya: Tegangan DC 5V atau 3.3V f. Sensitivitas dalam menerima : -115 dBm (@9600bps) -120 dBm (@1200bps) g. Ukuran: 47mm x 26mm x 10mm (tanpa antenna) h. Jangkauan: 1. ≤ 0.5Km (BER=10-3 @9600bps, saat antena berada 2 meter diatas permukaan tanah pada area terbuka) 2. ≤ 0.8 Km (BER=10-3@1200bps, saat antena berada 2 meter diatas permukaan tanah pada area terbuka) Tabel. I. Tabel Konfigurasi RF YS 1020UA[22].
Gbr. 7. Konfigurasi Pin ATMEGA 128[19] H. Sistem Monitoring dan Pengendalian Kapal Pada sistem monitoring merupakan sistem yang berfungsi sebagai monitoring dari posisi, kecepatan, arah dan lintasan kapal pada daerah pelayaran tertentu. Informasi dari data diperoleh dari stasiun monitor berdasarkan pengumpulan data mengenai transportasi kapal. Data tersebut memberikan informasi tentang posisi, dan waktu. Dari dua data ini dapat dihitung kecepatan dan arah kapal, sehingga dapat diinformasikan ke stasiun monitor di darat mengenai posisi, arah dan kecepatan kapal. Data yang tersimpan dalam stasiun monitor digunakan untuk proses dalam penentuan kinerja pengendali. Teknologi client server muncul untuk menjawab semakin besarnya jumlah masalah dan data yang harus diselesaikan. Client-server mengoptimalkan jaringan dan resource komputer yang ada.
6
Gbr. 8. Arsitektur Sistem Client Server[18].
Gbr. 12. Konfigurasi Konverter serial DB 9 to USB[23]
Gbr. 13. Konektor DB9 Female dan Male[23] Gbr . 9. Tampilan Sistem Monitoring Kapal[18] Sistem pengendalian yang digunakan berada di dalam sistem autopilot yang terletak pada tiap-tiap kapal (client). Untuk mengatur kapal agar dapat berlayar pada lintasan yang diharapkan maka digunakan rancangan pengendalian. Sistem ini menggunakan Rudder sebagai aktuatornya. Setpoint yang berupa posisi lintasan yang diharapkan dikonversi ke besaran arah dengan mengguanakan persamaan linier.
Keterangan dari kaki-kaki DB 9: - Pin 1 = Data Carrier Detect (DCD) - Pin 2 = Received Data (RxD) - Pin 3 = Transmitted Data (TxD) - Pin 4 = Data Terminal Ready (DTR) - Pin 5 = Signal Ground (common) - Pin 6 = Data Set Ready (DSR) - Pin 7 = Request To Send (RTS) - Pin 8 = Clear To Send (CTS) - Pin 9 = Ring Indicator (RI) III. METODOLOGI PENELITIAN Pada sub bab ini menerangkan dalam perancangan sistem komunikasi pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot) alat ini membutuhkan suatu pengujian, dimana pada pengujian tersebut akan memperhatikan suatu akurasi data yang cukup akurat untuk dijadikan pedoman untuk analisa data dan pembahasan.
Gbr. 10. Blok diagram sistem pengendali sebagai Pendukung Autopilot kapal[18] I. Konverter Serial DB9 To USB Konfigurasi ini merupakan sistem pengkabelan dari port DB9 ke DB25 pd komputer desktop. DB9 atau sering kita sebut dengan serial port sering kita gunakan sebagai media komunikasi antar komputer dengan perangkat alat ukur eksternal yang hanya menyediakan port DB25 saja. Konfigurasi pengkabelan untuk converter DB9 ke DB25 secara lengkap dapat dilihat pada gambar berikut:
Gbr. 14. Flowchart Perancangan Tugas Akhir
Gbr. 11. Konverter Serial DB 9 to USB[23]
7 A. Studi Literatur Meliputi pemahaman tentang komunikasi berbasis wireless dengan RF Modul YS-1020UA. yang meliputi sistem dengan melibatkan banyak device pada kapal, sinyal dan pemodulasian. Pemilihan frekuensi gsm pada sistem komunikasi dilakukan untuk mendapatkan modulasi gelombang radio, Pemrograman pada interfacing sistem komunikasi autopilot, dasar-dasar elektronika serta dasardasar pengendalian.
Sedangkan untuk merancang sistem komunikasi dua arah dan menghubungkan komunikasi antara server dengan kapal yaitu:
B. Analisa Sistem Autopilot Pada Kapal (MCST 1-Ship Autopilot) yang lama Pada Kapal (MCST 1- Ship Autopilot) sebelumnya telah terdapat hardware berupa sumber daya aki kering 24VDC, Sensor, kompas, GPS, modul mikro, Motor kecepatan, motor rudder dan modul GPRS GSM sedangkan untuk mendukung sistem autopilot yang terbaru modul GPRS GSM diganti dengan RF radio berupa modul RF YS1020UA yang sesuai untuk mendukung autopilot.
Gbr. 17. Diagram Blok RF modul antara client-server.
C. Perancangan Instrument Pendukung Pada Kapal (MCST 1-Ship Autopilot)
Modul RF YS1020UA merupakan modul RF yang dapat bekerja sebagai transmitter atau receiver sesuai dengan datasheet dari modul tersebut. Dalam perancangan hardware ini, komunikasi antara mikrokontroler dan komputer bersifat wireless sehingga memerlukan RF module yang berfungsi sebagai sistem transmisinya dan satu lagi sebagai penerima atau receiver. RF modul ini telah diatur pada frekuensi 433 MHz dengan baudrate 9600bps yang sesuai dengan datasheet dari modul YS1020UA. Tabel. II. Tabel Konfigurasi RF YS 1020UA[22].
Gbr. 15. Blok diagram autopilot pada kapal MCST 1 Dalam perancangan instrument pendukung pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot) dilakukan oleh empat peneliti, yaitu: - Arif Musa KW Sebagai perancang sistem komunikasi pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot) dengan media komunikasi RF radio menggunakan modul RF YS1020UA. - Gianto sebagai sistem server pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot) menggunakan visual basic 6.0. - Hermawan Putra Sebagai perancang sistem navigasi kapal (MCST 1-Ship Autopilot). - Doni Setia Wardhana sebagai perancang sistem kontrol pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot).
Untuk komunikasi mikrokontroler dan RF modul yang terpasang pada kapal digunakan konfigurasi UART0 dengan serial DB9 sedangkan untuk komunikasi RF modul dengan komputer menggunakan serial DB9 to USB. Konfigurasi pin pada modul RF YS1020UA menggunakan pin 5 (Ground), 6 (Txd) dan 7 (Rxd). Koneksi pemasangan pin modul YS1020UA dengan menyambungkan antara RX (pada serial DB9) dengan TX (pada RF YS1020UA) dan TX (pada serial DB9) dengan RX (pada RF YS1020UA), Sehingga perancangan untuk komunikasi RF modul, mikrokontroler, dan komputer adalah sebagai berikut:
D. Perancangan Sistem Komunikasi menggunakan RF Modul YS-1020UA Dalam perancangan sistem komunikasi ini menggunakan beberapa komponen tambahan yaitu: - Menggunakan Modul RF YS-1020UB pada kapal MCST 1Ship Autopilot. Gbr. 18. Konfigurasi Koneksi Pin Serial Dengan Modul YS1020UA[22].
Gbr. 16. Modul RF YS-1020UA[22]
- Menggunakan modul Serial DB 9 to USB untuk membuat koneksi dari modul RF YS-1020UA ke komputer (PC):
8 -Menggunakan kabel Rj 11 yang menghubungkan antara mikrokontroller 128 dengan modul RF YS-1020UA. E. Perancangan Program Sistem Komunikasi\ Perancangan program untuk sistem komunikasi menggunakan pemrograman yang berasal dari visual basic 6.0 (VB 6.0) dengan flowchart sebagai berikut:
Gbr. 19. Flowchart Pemrograman Sistem Komunikasi
Gbr .20.Tampilan GUI Program Sistem Komunikasi Data. Langkah-langkah dalam perancangan software sistem komunikasi dimulai sebagai berikut: - Inisialisasi port yang berada pada laptop atau PC dapat dilihat pada device menager untuk melihat inisialisasi modul yang terkoneksi pada PC atau laptop. - Pemilihan port pada program sistem komunikasi ini berfungsi untuk menghubungkan RF YS1020UA dengan PC atau laptop melalui sambungan modul serial DB9 to USB. - Setelah pemilihan commport berhasil maka program sistem komunikasi dapat dikoneksikan, apabila tidak dapat dikoneksikan dapat mengecek kembali kedalam pemilihan commport. - Secara otomatis program sistem komunikasi dapat memilih receiver untuk menerima data yang dikirimkan melalui modul yang berada pada kapal (client) atau transmitter untuk mengirimkan data dari server ke client. Bisa juga untuk pemanggilan data by request, ketika server meminta data kepada client maka modul RF yang berada pada PC bertindak sebagai transmitter, saat client memberikan data pada server
maka modul RF yang berada pada PC berfungsi sebagai receiver. - Setelah semua paket data diterima dan memasuki kedalam traffic setiap data maka data tersebut akan tersimpan kedalam database. - Data yang tersimpan kedalam database selanjutnya dapat digunakan oleh server untuk monitoring data pada kapal. - Pemanggilan data by request yaitu pemanggilan data terhadap client dengan memberikan kode id yang diberikan selanjutnya client akan mengirimkan data sesuai dengan kode id yang diberikan. Untuk pemanggilan data by request menggunakan kode id yaitu: Kode 201= Ultrasonic 1 Kode 202= Ultrasonic 2 Kode 203= Ultrasonic 3 Kode 204= SP Kecepatan Kode 205= PV Kecepatan Kode 206= SP Arah Rudder Kode 207= PV Arah Rudder Kode 208= Lintang Utara Kode 209= Lintang Selatan Kode 210= Bujur Barat Kode 211= Bujur Timur Kode pemanggilan data tersebut digunakan untuk pemanggilan dan pengiriman data by request yang berarti hanya kode pemanggilan yang diminta tersebut akan mengirim dan menerima sesuai kode pemanggilan datanya. -Ada beberapa proses yang dilakukan oleh komunikasi ini. Pertama, pengiriman data setpoint. Pengiriman ini dilakukan dengan memberi input mikro berupa kode ASCII, dengan menggunakan perintah sebagai berikut: “Chr (bilangan integer dalam desimal)”. MSComm1.Output = Chr(255) {mengirim kode start} MSComm1.Output = Chr(s1) {mengirim setpoint rudder} MSComm1.Output = Chr(s2) {mengirim setpoint kecepatan} Perintah tersebut diterima mikrokontroler atmega128 pada bagian USART0 Rx0 interrupt dengan perintah pada program Codevision AVR. Kemudian komunikasi data dari mikro kapal (client) ke PC (server). Komunikasi ini dilakukan dengan memberi input berupa karakter dan kode id sebagai by request dan output berupa variabel yang diinginkan. Komuikasi tersebut dilakukan dengan perintah pada VB “MSComm1.Output” dan “MSComm1.Input”, sedangkan pada codevision AVR “getchar” dan “printf”. Berikut ini contoh listing program pada VB dan CV AVR,yaitu : “Contoh pemanggilan data dari visual basic by request” Dim status_connect, statAuto As Boolean Dim i_RF As Integer Dim kode_id As Integer Private Sub Command1_Click() kode_id = 201 MSComm1.Output = Chr(kode_id): Text1 = "" End Sub “Contoh penerimaan data dari mikro” Private Sub MSComm1_OnComm() Dim buffer As String Dim temp As String buffer = MSComm1.Input
9 If buffer <> "" Then With Text1 .SelStart = Len(.Text) .SelText = buffer End With End If End Sub
dikirimkan dalam satu paket data melalui modul RF YS1020UA yang ada di client (kapal MCST1-Ship Autopilot) kemudian diterima oleh modul RF yang berada pada PC atau laptop, dari paket data yang dikirimkan kemudian dipisah dengan traffic data oleh sistem komunikasi sebelum data tersebut dikirimkan ke server. IV. HASIL PENELITIAN
Untuk pembentukan database pada Microsof Access dari VB. Database dibentuk dengan “component” ADODC pada VB. Seperti halnya komunikasi data PC dan mikro, penyimpanan data ini juga dilakukan secara online dan berkelanjutan sehingga perintahnya dimasukkan pada timer. Berikut ini contoh listing program pada VB untuk membuat database pada microsoft access. “Untuk penyimpanan data kedalam database” Private Sub Timer3_Timer() Call Command1_Click Adodc1.Refresh Adodc1.Recordset.AddNew databaseTA = databaseTA + 1 Adodc1.Refresh Adodc1.Recordset.AddNew Adodc1.Recordset(1) = TX_UltraSonic_1 Adodc1.Recordset(2) = TX_UltraSonic_2 Adodc1.Recordset(3) = TX_UltraSonic_3 Adodc1.Recordset(4) = TX_SP_Kecepatan Adodc1.Recordset(5) = TX_PV_Kecepatan Adodc1.Recordset(6) = TX_SP_Arah_Rudder Adodc1.Recordset(7) = TX_PV_Arah_Rudder Adodc1.Recordset(8) = TX_LU Adodc1.Recordset(9) = TX_LS Adodc1.Recordset(10) = TX_BT Adodc1.Recordset(11) = TX_BB Adodc1.Recordset.Update End Sub End Sub E. Integrasi Sistem Setelah semua sistem (navigasi, kontrol, komunikasi data dan server) selesai dirancang, maka langkah selanjutnya adalah melakukan integrasi sistem secara keseluruhan untuk mencapai sistem autopilot. Berikut ini adalah gambar proses integrasi sistem autopilot pada kapal MCST1-Ship Autopilot.
Dalam perancangan sistem komunikasi pada kapal (MCST 1Ship Autopilot) alat ini membutuhkan suatu pengujian, dimana pada pengujian tersebut akan memperhatikan suatu akurasi data yang cukup akurat untuk dijadikan pedoman untuk analisa data dan pembahasan. A. Pengujian Modul RF YS1020UA Modul YS-1020UA berfungsi sebagai jalur komunikasi tanpa kabel (wireless) yang dapat mengirimkan dan menerima data. YS-1020UA merupakan modul komunikasi yang mempunyai 8 channel dengan frekuensi yang berbeda–beda. Pada pengujian modul ini dilakukan di area terbuka tanpa hambatan gedung. Pengujian ini menggunakan channel 5 dengan frekuensi 433Mhz sesuai dalam manual book modul YS-1020UA. Untuk jarak pengukuran dimulai dari 1 sampai 20 Meter dengan baudrate 9600 bps, menggunakan data bit 8. Tabel III. Pengujian Jarak Dan Penerimaan Data Menggunakan YS1020UA Di ruang Terbuka (Out door). Jarak Data yang Data yang Keterangan (Meter)
Dikirim
Diterima
±1
“11”
“11”
Berhasil
±2
“12”
“12”
Berhasil
±4
“18”
“18”
Berhasil
±6
“16”
“16”
Berhasil
±8
“14”
“14”
Berhasil
±10
“13”
“13”
Berhasil
±12
“45”
“45”
Berhasil
±14
“44”
“44”
Berhasil
±16
“46”
“46”
Berhasil
±18
“55”
“55”
Berhasil
±20
“11”
“11”
Berhasil
Dari data-data tabel diatas maka menunjukan bahwa pengujian modul RF YS1020UA dalam kondisi baik. Berikut adalah gambar hasil penerimaan karakter pada hyper terminal: Gbr. 21. Integrasi sistem secara keseluruhan Pada sistem navigasi terdapat pembacaan sensor berupa sensor GPS, ultrasonic, kompas, optocoupler untuk pembacaan data kecepatan pada kapal dan potensiometer untuk pembacaan data arah rudder pada kapal. Data dari sistem navigasi tersebut
10
Gbr. 22. Hasil Pengujian Data Pada Hyperterminal Di Ruang Terbuka Sedangkan untuk pengujian modul di dalam gedung (indoor) bertujuan untuk mensimulasikan keadaan secara real saat keadaan komunikasi radio mengalami cuaca buruk. Salah satu modul yang bertindak sebagai transmitter (modul YS1020UA yang terpasang pada kapal) dan modul yang bertindak sebagai receiver (modul YS1020UA yang terpasang pada PC/laptop) dan untuk pengujian ini juga menggunakan channel 5 dengan frekuensi 433Mhz sesuai dalam manual book modul YS1020UA. Untuk jarak pengukuran dimulai dari 1 sampai 20 Meter dengan baudrate 9600 bps, menggunakan data bit 8. Tabel. IV. Pengujian Jarak Dan Penerimaan Data Menggunakan YS1020UA Di Dalam Ruangan (Indoor). Jarak Data yang Data yang Keterangan (Meter) Dikirim Diterima ±1 “11” “11” Berhasil ±2 “12” “12” Berhasil ±4 “18” “18” Berhasil ±6 “16” “16” Berhasil ±8 “14” “14” Berhasil ±10 “13” “13” Berhasil ±12 “45” “45” Berhasil ±14 “44” Gagal ±16 “46” Gagal ±18 “55” Gagal ±20 “11” Gagal Dari data-data tabel diatas menunjukan bahwa pengujian modul RF YS1020UA di dalam ruangan pengiriman dan penerimaan data terdapat kegagalan. Berikut adalah gambar hasil penerimaan karakter pada hyper terminal:
Gbr. 23. Hasil Pengujian Data Pada Hyperterminal Di Ruang Tertutup.
Dari hasil pengujian yang dilakukan di ruangan tertutup terdapat error dalam pengiriman dan penerimaan data hal ini bisa terjadi karena kecepatan pengiriman data (baudrate) yang digunakan 9600bps sehingga pada saat pengujian di ruangan tertutup pada jarak 14-20meter data yang dikirimkan mengalami losses karena RF radio menggunakan Asynchronous maka pembacaan pada komputer yang seharusnya 1 0 pada receiver terjadi pelemahan sinyal (atenuasi) sehingga komputer mengolah data menjadi 0 0 . Maka data yang diterima pada hyperterminal terdapat karakter yang tidak jelas atau tidak sesuai dengan data yang ditransmisikan. Penyebab adanya losses bisa dikarenakan jarak antara transmitter dan receiver yang berada pada ruangan tertutup terhalang oleh tembok dan pohon yang dapat menyebabkan pelemahan sinyal (atenuasi) sehingga terdapat karakter yang tidak diinginkan dapat dilihat pada gbr 23. B. Pengukuran kecepatan dan analisa hasil kecepatan komunikasi RF antara mikrokontroler dan computer Pengukuran kecepatan pengiriman data komunikasi RF ini dilakukan dengan menguji komunikasi RF dengan kondisi cuaca cerah dan menyamakan waktu/timer pada program yang sama antara RF yang ada pada client (Atmega 128) dan RF pada server (komputer). Indikasi pengiriman data berhasil terlihat pada komputer. Pada komunikasi ini digunakan baudrate sebesar 9600 bps dan bit yang digunakan 8bit. Di bawah ini adalah hasil pengukuran dengan menggunakan program visual basic 6.0 pada server dan codevision pada client untuk mengetahui kecepatan pengiriman data yang ditransmisikan. Tabel. V Hasil Pengukuran Kecepatan Data yang Ditransmisikan. Jrk (Meter)
1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Selisih waktu pengiriman dengan penerimaan Data (waktu dalam detik)
0.31 0.29 0.31 0.3 0.33 0.31 0.35 0.39 0.40 0.44 0.53
0.29 0.03 0.26 0.33 0.32 0.34 0.3 0.37 0.38 0.47 0.48
0.30 0.29 0.32 0.34 0.33 0.36 0.34 0.42 0.41 0.43 0.50
0.31 0.32 0.31 0.32 0.3 0.32 0.32 0.40 0.39 0.42 0.52
0.3 0.29 0.31 0.31 0.3 0.3 0.33 0.38 0.42 0.39 0.51
Selisih waktu ratarata
0.302 0.244 0.302 0.32 0.316 0.326 0.328 0.392 0.400 0.430 0.508
11 25
Jarak (m)
20 15 Series1 10 5 0 2 4 30 24 0. 0.
2 30 0.
6 32 31 0. 0.
6 8 2 32 32 39 0. 0. 0. Waktu (s)
4 0.
8 43 50 0. 0.
Gbr. 24. Grafik Hasil Pengukuran Kecepatan. Dari tabel v dan gbr. 24, Hasil pengujian menunjukkan pada jarak 1-14 meter waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman data rata-rata sebesar 0.3 detik dan jarak 16-20meter waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman data rata-rata sebesar 0.40.5 detik bahwa semakin jauh jarak yang ditransmisikan semakin lama waktu yang diperlukan untuk kecepatan pengiriman data hal ini bisa disebabkan karena terdapat halangan, pengiriman data berada dibawah tidak berada diatas atau diudara sehingga menyebabkan adanya pelemahan sinyal dimana semakin jauh jarak yang ditransmisikan maka semakin lama juga waktu yang dibutuhkan. C. Pengujian penerimaan dan pengiriman data pada kapal (MCST 1-Ship Autopilot) Dalam pengujian software ini menggunakan program hyperterminal untuk mengetahui paket data yang dikirimkan dan dilakukan secara by request dimana pengiriman data dari client (kapal MCST-1 Ship Autopilot) dilakukan dengan meminta atau by request yaitu data yang diminta dengan memberikan kode id pada client, maka client akan mengirimkan data sesuai yang diminta dalam satu pengiriman paket data.
penerimaan data dilakukan dengan metode by request yaitu dengan memberikan kode perintah dari server ke client. Pada saat client memberikan data-data informasi kepada server, sistem komunikasi ini mengolah dan memisahkan data-data yang terdiri dari: 201-Sensor Ultrasonic1 202-Sensor Ultrasonic 2 203-Sensor Ultrasonic3 204-Set Point Kecepatan 205-Preset Value Kecepatan 206-Set Point Arah Rudder 207-Preset Value Arah Rudder 208-Lintang Utara 209-Lintang Selatan 210-Bujur Barat 211-Bujur Timur untuk selanjutnya diberikan kepada server demikian sebaliknya server memberikan perintah dan informasi kepada client sistem komunikasi ini mengolah dan memisahkan (traffic data) data-data yang terdiri sensor ulltrasonik, set point kecepatan, preset value kecepatan, set point arah, preset value arah rudder, lintang utara, lintang selatan, bujur barat dan bujur timur. D. Pengujian Dan Analisa Bit Error Rate (BER) Bit Error Rate (BER) merupakan paramater yang penting dalam dunia komunikasi, hal ini dikarenakan nilai BER menunjukkan banyaknya peluang bit yang salah pada saat ditransmisikan, semakin kecil nilai BER maka komunikasi semakin baik. Pengujian pada RF YS1020UA dilakukan dengan mengirimkan deretan bit-bit berupa karakter dengan jumlah tertentu pada frekuensi 433Mhz, baudrate yang digunakan 9600bps, bit yang digunakan 8bit dan tidak menggunakan parity (None parity). Untuk Pengujian ini menggunakan simulasi pada matlab R2009a. dengan membandingkan kurva BER secara teoritis dengan kurva BER pengujian sehingga didapatkan nilai BER terhadap EB/No,dB.
Gbr. 25. Paket Data Yang Tertampil Pada Hyperterminal Dapat dilihat pada gambar 4.4 terdapat “a” merupakan bentuk paket data yang dikirimkan yang dilengkapi dengan header, dimana pengiriman paket data pada awal atau akhir dapat dikasih header sebagai penanda dalam pengiriman paket data. Pada pengujian RF radio menggunakan Baudrate 9600bps dengan frekuensi 433Mhz. dimana pengiriman dan
Gbr. 26. Grafik simulasi pengujian BER Dari gambar 26, Menunjukkan bahwa nilai BER pengujian mengalami ketidak stabilan dalam komunikasi semakin besar nilai BER seiring dengan kenaikan nilai Eb/No. Pada saat
12 Eb/No bernilai 10-11 dB, nilai BER yang dihasilkan adalah 0. Hal ini dikarenakan nilai minimum BER yang dihasilkan untuk 1000 bit data adalah 10-3. Pada saat Eb/No 10-11 dB, kemungkinan terjadinya 1 bit error kecil sekali, sehingga didapatkan nilai Eb/No sebesaar 10 dB. Hasil simulasi ini dapat dinyatakan baik karena perhitungan BER hasil simulasi tidak berada jauh dengan BER teoritis. Pada simulasi untuk BER teoritis, nilai BER 10-3 dicapai saat Eb/No berkisar 910dB., sedangkan pada pengujian BER dibutuhkan Eb/No sebesar 10dB untuk mendapatkan nilai BER tersebut. E. Analisa Kerja Sistem Keseluruhan Dari pembacaan sensor ultrasonic, rudder, kecepatan, GPS dan kompas masuk ke dalam mikrokontroller ATMega 128 untuk diolah dalam sistem navigasi yang selanjutnya dikirimkan ke server melalui modul RF YS1020UA yang bertindak sebagai transmitter, pengiriman data-data tersebut dikemas dalam satu paket pengiriman data dengan metode by request yaitu pengiriman dan permintaan data dengan memberikan kode id perintah dari server ke client. Dengan kode id yang telah dipanggil maka data-data tersebut akan masuk kedalam traffic masing-masing data yang telah disediakan sehingga data-data tersebut akan mudah diproses oleh server. Dalam hal ini kode id dalam pemanggilan data ini dapat juga digunakan untuk sistem keamanan dalam komunikasi sehingga data-data tersebut tidak akan mudah di terima oleh sistem komunikasi lain jika pemanggilan kode id tidak cocok. Pengujian dan analisa kerja sistem komunikasi RF radio ini menggabungkan kinerja hardware dan software yang telah dibuat. Secara garis besar, pengujian kerja sistem sesuai dengan perancangan yang telah dilakukan. Informasi dari sensor dan aktuator dapat sampai ke program aplikasi yang dibuat pada komputer. Sehingga sistem navigasi dapat menerima data dan mengirim data dengan informasi yang akurat kepada sistem server yang nantinya data-data tersebut dapat diolah dan memonitoring keadaan kapal. Pada sistem komunikasi radio ini dimana server memberikan informasi tujuan keberangkatan kepada kapal (MCST-1 Ship Autopilot) yang kemudian system navigasi dalam hal ini sebagai client akan memberikan perintah untuk actuator yang berada di sistem kontrol bekerja seperti memerintahkan kecepatan dan arah serta memberikan informasi tujuan dan posisi kapal.
V. KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Pengujian RF YS 1020UA channel 5 dengan frekuensi 433Mhz. Untuk jarak pengukuran dimulai dari 1 sampai 20 Meter dengan baudrate 9600 bps, menggunakan data bit 8 data yang ditransmisikan diruang terbuka berhasil diterima seluruhnya dengan baik. 2. Hasil pengujian RF YS1020UA di ruangan tertutup pada jarak 14 sampai 20 meter data yang dikirimkan mengalami losses karena RF radio menggunakan
Asynchronous maka pembacaan pada komputer yang seharusnya 1 0, pada receiver terjadi pelemahan sinyal (atenuasi) sehingga komputer mengolah data menjadi 0 0 dan data yang terbaca menjadi karakter yang tidak jelas. 3. Hasil pengujian RF YS1020UA yang dilakukan pada ruangan tertutup (indoor) menunjukkan pada jarak 114 meter waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman data rata-rata sebesar 0.3 detik dan jarak 16 sampai 20 meter waktu yang dibutuhkan untuk pengiriman data rata-rata sebesar 0.4-0.5 detik. 4. Modul RF YS 1020UA memiliki bit error rate (BER) sekitar 10-3 yang artinya dalam 1000 bit sinyal yang dikirimkan maka maksimum jumlah bit yang boleh salah adalah 3 bit. Setelah dilakukan tugas akhir dengan judul perancangan sistem komunikasi pada kapal (MCST-1 ship autopilot) dengan media komunikasi RF radio untuk mendukung sistem autopilot, ada beberapa saran yaitu pemilihan dan penggunaan hardware pada kapal yang sesungguhnya dapat menggunakan modul RF Radio yang lebih bagus terhadap gangguangangguan gelombang radio yang terjadi dan sesuai standart international dalam dunia komunikasi di pelayaran. VI. DAFTAR PUSTAKA [1] Hamidyantoro, Roza ,“Auto Pilot Pada Prototipe kapal (MCST-1 Ship Auto Pilot) Dengan Media Komunikasi GPRS GSM GATEWAY (DIAL & SMS)”, Teknik Fisika, ITS Surabaya, 2011. [2] Bambang,D.S.A. “Nautika Kapal Penangkap Ikan”Jakarta : Direktorat jendral Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, jilid1-4, 2008. [3] Http: //www.ladyada.net / make / gpsshield / directconnect. html, Di akses 15 Agustus 2010. [4] Http: // rosesana. indonetwork. co. id/ 510979/ devantechmagnetic-compass.htm , Di akses 15 Agustus 2010. [5] Http: // tokorobot.com/ dc-motor-gearbox. html , Di akses 15 Agustus 2010. [6] ...”Datasheet Paralax Ultrasonic inc”. [7] Andrianto, Heri. 2008. “Pemrograman Mikrokontroller AVR ATMega8535 Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR)”. Bandung : Informatika. [8] Jacob M. Ph.D, C.C. Halkias, Ph.D. 1990. Elektronika Terpadu. Jakarta : Erlangga. [9] http: // www. dsplog. com/ db-install/ wp-content/ uploads/ 2008/ 06/ script_fsk_bit_error_rate.m , diakses 2Februari2012 [10] “Modul Pelatihan Kalibrasi Kelistrikan”. 2008. tim Institut Teknologi Sepuluh Nopember. [11] Makrus, M. Ali, “Rancang Bangun Sistem Kontrol Kecepatan Manuver Pada Prototipe Kapal (MCST-1 Ship
13 Autopilot) Sebagai Upaya Peningkatan Kualitas Transportasi Laut”, Teknik Fisika, ITS Surabaya, 2011. [12] Aisjah, A.S., Soegiono, Masroeri, AA., Djatmiko, E.B., dan Wasis, “Sistem Kontrol Robust pada Manuvering Kapal dari pengaruh Gangguan Gelombang, Arus laut dan Angin”, Jurnal Kelautan FTK – ITS, Juni 2006. [13] Fossen, T.I., Perez, Tristan, ” Kalman Filtering for Positioning and Heading Control of Ships and Offshore Rigs”, IEEE Control System Magazine, December 2009. [14] Fossen, T.I., Perez, Tristan, Module 9th ”Ship Motion Control and Model”, CAM’S 07, Bol, Croatia. [15] Tomera, Miroslaw, ” Non Linear Controller Design Of A Ship Autopilot”, Paper Department of Ship Automation, 2010. [16] Aisjah, A.S, dkk, 2009, “Pengembangan Sistem Monitoring dan Kontrol Cerdas pada Kapal untuk Meningkatkan Kualitas Manajemen Transportasi Laut” Laporan Penelitian Insentif Riset Terapan. [17] www.ASCIItable.com, diakses 26 januari 2012. [18] Fajri, Arief Rakhmad, Asijah, A.S., “Pengembangan Sistem Monitoring dan Pengendalian untuk Simulasi Autopilot pada Kapal di Pelabuhan Tanjung Perak”, Teknik Fisika, ITS-Surabaya, 2011. [19] ...”Datasheet ATMEL AT-Mega 128”. [20] Susanto, Budi, S.Kom, …“Modul Jaringan Komputer”. [21] ...”Datasheet Compas CMPS 03”. [22] ... “ YS-1020UA RF Data Transceiver manual book”. [23] Http: // Converter Port DB9 Ke DB25_Belajar Elektronika.htm, Diakses 9januari 2011.
BIODATA PENULIS Nama : Arif Musa Kusuma Wardhana TTL : Surabaya, 09 April 1988 Alamat : Griya Mapan Utara IVC/BE17,tropodowarusidoarjo. Email :
[email protected] Hobi : Travelling, Sepak bola dan Gowes. Riwayat Pendidikan:
2006-Sekarang : Lintas Jalur S1 Teknik Fisika ITSSurabaya 2006-2009 : D3 Teknik Instrumentasi ITS-Surabaya. 2003-2006 :Madrasah Aliyah Negeri Surabaya. 2000-2003 : SLTPN 17 Surabaya. 1994-2000 : SD Hang Tuah X Juanda-Sidoarjo.
