TUGAS AKHIR Rancang Bangun Side Scan Sonar Range Controller Berbasis Microcontroller

1

TUGAS AKHIR Rancang Bangun Side Scan Sonar Range Controller Berbasis Microcontroller Karya Tulis Ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Strata Satu ( S1 )

MUHTAR LATIF NIM : 41405110113

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009 Universitas Mercu Buana

2

Surat Pernyataan Dengan ini saya yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama

: Muhtar Latif

NIM

: 41405110113

Fakultas

: Teknologi Industri

Program Studi

: Teknik Elektro

Peminatan

: Teknik Elektronika

Judul Skripsi

: Rancang Bangun Side Scan Sonar Range Controller Berbasis Microcontroller

Menyatakan : Bahwa Tugas Akhir ini dibuat dan diselesaikan secara mandiri dan bukan hasil saduran karya orang lain serta hanya menggunakan literatur yang ada. Jika terbukti tidak sesuai dengan yang tersebut di atas, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai dengan tata tertib di Universitas Mercu Buana. Jakarta, Juli 2009

( Muhtar Latif ) Universitas Mercu Buana

3

LEMBAR PENGESAHAN

Rancang Bangun Side Scan Sonar Range Controller Berbasis Microcontroller

Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Elektro Disusun Oleh : Nama

: Muhtar Latif

NIM

: 41405110113

Program Studi

: Teknik Elektro

Jurusan

: Teknik Elektronika Disetujui Oleh :

Pembimbing

Ir. Eko Ihsanto, M.Eng

Koordinator TA

Ir. Yudhi Gunardi, MT Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri

Ir. Yudhi Gunardi, MT

Universitas Mercu Buana

4

ABSTRAKSI

Dalam kegiatan survei kelautan digunakan banyak sekali alat-alat survei yang berbasis digital dan juga analog. Untuk alat-alat yang berbasis digital, pengaturan kontrol dan juga operasinya relatif lebih mudah pengoperasiannya. Alat-alat survei ini terbagi dalam 3 kelompok besar yang meliputi sensor posisi yang berbasis GPS, sensor kualitas dan sifat air dan yang terakhir adalah sensor pencitraan benda-benda yang ada didalam air dan juga benda dibawah dasar laut. Dalam tugas akhir ini akan diangkat tema tentang modifikasi atau penyempurnaan untuk alat-alat survei kelautan yang berkaitan dengan pengambilan citra didasar laut. Untuk alat-alat survei jenis ini dalam pengoperasiannya kita sering kali harus merubah jangkauan atau range pancaran sinyal sonar dari sensor untuk mendapatkan jankauan image yang lebih jauh. Untuk merubah jangkauan sensor ini kita harus mengatur frekuensi pemicu atau trigger yang diumpankan kepada sensor ini. Pada aplikasinya selama ini dipergunakan sebuah pembangkit gelombang kotak yang dibangun menggunakan IC NE 555 yang dirangkai sebagai astable multivibrator . Untuk mengatur jangkauan maka kita cukup mengatur frekuensi keluarannya dengan memutar potensio pada rangkaian ini. Dalam tugas

akhir

ini

akan

dibangun

sebuah

sistem yang

sifatnya

menyempurnakan rangkaian tersebut, dimana pada tugas akhir ini akan digunakan mikrokontroller sebagai komponen utamanya yang dilengkapi dengan sebuah LCD sebagai penampil informasi. Pada sistem yang baru ini nanti, mikrokontroller akan bertugas membangkitkan sinyal gelombang kotak yang frekuensinya nanti dapat dipilih menggunakan 2 buah tombol pemilih. Besarnya range yang didapat akan ditampilkan oleh LCD sebagai informasi bagi operator. Diharapkan dengan sistem yang baru ini nantinya akan didapat hasil yang lebih sempurna dan lebih mudah dalam pengoperasiannya dalam kegiatan survei kelautan.


5

ABSTRACTION In the marine survey operation there are a lot of digital and analog equipments based. For digital based equipments, control settings and operation are relatively simple to operate. The Survey Instruments are divided into 3 groups, consisting of positioning sensor such as GPS-based equipments, water quality sensor and the last sensor is object imaging both for object in the water and also the objects under the sea floor. In this final task paper will be raised about modification or improvement of the marine survey equipments relating to the image of the surface of the seafloor. For this kind of survey equipments during operations we often need to change to reach a specific range of emission signals from the sonar sensor to get further distance of the image. To change the range of this sensor we have to set the frequency of the triger. In general we used a trigger box that was built using the IC 555 NE that operated as astable multivibrator. To set the range, we simply set the frequency by changing the value of the variabel resistor. In this final task paper will be built a system that to improve of the existing system, and where the main component is a microcontroller that equipped with an LCD to serve the informations. In this new system, the mikrokontroller will generate the signal and to change the value we simply pushing the push button selector. The value of the range will be displayed by the LCD as the information for the operator. We expect that with this new system the results will be more easily and get a better operation in the marine survey.


6

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, penulis panjatkan atas segala karunia dan ni’mat yang telah diberikan. Penulis bersyukur bahwa, setelah berupaya keras, berdo’a dan bertawakal kepada Allah SWT serta atas bantuan dan dukungan dari semua pihak, akhirnya penulis dapat menyelesaikan pembuatan dan penulisan tugas akhir ini. Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada orang tua, keluarga dan temanteman semua yang terus memberikan dukungan dan semangat. Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Ir. Eko Ihsanto, M.Eng, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan masukan dan bantuan yang besar dalam pembuatan dan penulisan tugas akhir ini. 2. Bapak Ir. Yudhi Gunardi, MT, selaku Koordinator Tugas Akhir dan Ketua Jurusan Teknik Elektro. 3. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Elektro, yang telah mengajarkan penulis segala ilmu yang insya Allah dapat bermanfaat untuk lingkungan sekitar. 4. Teman-teman satu angkatan Ijap, Ayip, Agung, Uha, Ida dan teman-teman yang lain yang tidak memungkinkan untuk menyebutkannya satu persatu tetapi tanpa mengurangi rasa terima kasih saya atas segala motivasi dan bantuannya dalam proses penyelesaian TA ini. 5. Rekan-rekan satu kantor di Hydronav Angkinong, Paprons, Toa dan Metalizer atas segala motivasi dan bantuannya.


7 6. Semua pihak yang telah membantu selesainya pembuatan dan penulisan tugas akhir ini….TERIMA KASIH SEMUANYA….!!! Akhir kata, penulis berharap semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan. Jakarta, Juli 2009 Penulis

Muhtar Latif


8

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL LEMBAR PERNYATAAN

i

LEMBAR PENGESAHAN

ii

ABSTRAK

iii

KATA PENGANTAR

iv

DAFTAR ISI

v

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR TABEL

vii

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

1

1.2 Pembatasan Masalah

2

1.3 Tujuan Penelitian

3

1.4 Dasar Teori

3

1.5 Metodologi Penelitian

5

TEORI DASAR 2.1 Mikrokontroller AT 89C51

7

2.1.1 Pendahuluan

7

2.1.2 Perangkat Keras Mikrokontroller AT 89C51

8

2.1.3 Konfigurasi Pena-Pena Mikrokontroler AT89C51

8


9

BAB III

2.1.4 Organisasi Memory

11

2.1.5 SFR ( Special Function Register )

12

2.1.6 Sistem Interupsi

15

2.2 Optocoupler

16

2.3 Relay

18

2.4 Liquid Crystal Display

19

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Diagram Blok Rangkaian

21

3.2 Prinsip Kerja Sistem

21

3.3 Perancangan Alat

23

3.3.1 Perancangan Minimum Sistem Dan Pendukung

BAB IV

BAB V

23

3.4 Perancangan Perangkat Lunak

26

PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

33

4.1 Tujuan Pengujian

33

4.2 Peralatan Yang Digunakan

33

4.3 Persiapan Dan Pelaksanaan Pengujian Alat

34

Penutup 5.1 Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA

42

43

LAMPIRAN


10

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

1-1

Diagram Blok Sistem

4

2-1

Blok Diagram Mikrokontroler AT89C51

8

2-2

Konfigurasi Pena-Pena AT89C51

9

2-3

Osilator Eksternal AT89C51

11

2-4

Simbol dan bentuk dari sebuah optocoupler

17

2-5

Simbol dan bentuk dari sebuah relay

18

2-6

Susunan kaki sebuah LCD dan lapisan pembentuknya

19

3-1

Diagram Blok Sistem

21

3-2

Minimum Sistem dan rangkaian Pendukung Sistem

23

3-3

Gambar Diagram Alir Perangkat Lunak

31

4-1

Blok Penyusun Sistem

35

4-2

Susunan Peralatan Side Scan Sonar Sistem

37

4-3

Hasil Uji Pada Lebar Pulsa Pulsa 0.066 S

38

4-4


39

4-5

Hasil Uji Pada Lebar Pulsa 0.133 S

40

4-6


41


11

DAFTAR TABEL Tabel

Halaman

2-1

Fungsi Khusus Pada Port 3

10

2-2

Special Function Register

13

2-3

Alamat Sumber Interupsi

16

3-1

Pembagian Port Untuk Antarmuka Sistem

25

3-2

Hubungan Antara Jarak Jangkau Dan Besaran Frekuensi

32


12

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Dalam kegiatan survei kelautan, banyak sekali digunakan peralatan yang berbasiskan gelombang akustik untuk mendapatkan data. Data yang diperoleh dalam survei kelautan ini sangat beragam sekali, seperti contohnya data kedalaman, profil permukaan dasar laut, dan juga profil dibawah permukaan dasar laut. Data-data tersebut diperoleh dengan prinsip dasar perambatan dan juga pemantulan kembali gelombang suara yang dipancarkan dari sebuah transducer didalam air dan pemantulan oleh permukaan dasar laut maupun benda-benda didalam laut tersebut. Beberapa contoh alat survei kelautan yang sering kali digunakan adalah single beam/ multi beam echosounder, side scan sonar, dan boomer. Alat-alat tersebut menggunakan prinsip pantulan gelombang akustik yang merambat melalui air kemudian dipantulkan kembali oleh permukaan dasar laut dan kembali ke transducer. Dengan menggunakan prinsip tersebut maka akan didapatkan informasi berupa kedalaman, profil dan juga permukaan dari dasar laut. Dalam aplikasinya, peralatanperalatan tersebut untuk mengatur range atau daya jangkau sangat dipengaruhi oleh kecepatan trigger atau clock untuk pembangkitan pulsa-pulsa akustik yang dipancarkan kedalam air. Selama ini untuk peralatan-peralatan analog sering digunakan trigger box. Sebuah trigger box dibangun menggunakan rangkaian pulse generator yang menggunakan chip NE 555. Untuk mengatur kecepatan trigger kita cukup mengatur besarnya resistansi dari potensio yang akan mempengaruhi besar kecilnya frequency keluaran dari pulse generator ini. Meski dalam prakteknya selama ini jenis trigger box dengan NE 555 telah bekerja dengan baik dan memenuhi standar namun terkadang muncul permasalahan dari frequency keluaran NE 555 yang disebabkan pulse generator ini nilai frequency nya sangat dipengaruhi oleh komponen analog berupa resistor dan capacitor yang nilai resistansinya dan kapasitansinya mempunyai toleransi dan juga sangat dipengaruhi oleh faktor temperatur dan kelembapan. Oleh karena itulah pada skripsi


13 ini dibangun sistem lain yang berbasiskan mikrokontroller yang sudah teruji keakuratan dan juga ketahanannya terhadap pengaruh keadaan sekitar. Pada sistem ini nantinya direncanakan akan dilengkapi dengan tombol untuk pengaturan range dan juga indikator berupa LCD yang akan menampilkan informasi tentang range yang digunakan pada saat kita menentukan range, sehingga diharapkan nantinya dengan sistem yang baru ini akan didapatkan hasil survei yang lebih teliti dan proses pengambilan data dilapangan yang lebih mudah.

1.2 PEMBATASAN MASALAH

Mengingat dalam penyusunan skripsi ini meliputi banyak hal yang tidak akan mungkin untuk dibahas secara keseluruhan dalam penyusunan laporan skripsi ini, maka pada laporan skripsi ini hanya akan mengetengahkan tentang hal-hal yang meliputi : Pemanfaatan timer dan counter pada microcontroller untuk pembangkitan pulsa digital. Pemanfaatan LCD sebagai penampil informasi. Pemanfaatan opto coupler sebagai driver relay yang didrive dari keluaran mikrokontroller.

Hal-hal yang menyangkut tentang pembangkitan signal akustik dan cara kerja dari alat-alat survei kelautan tidak akan dibahas dalam skripsi ini, hal ini dilakukan agar pembahasan lebih terfokus pada pembangkitan signal trigger dan system mikrokontroller saja.


14 1.3

TUJUAN PENELITIAN

Sesuai dengan ilustrasi diatas maka penelitian ini memiliki tujuan sebagai berikut :

1. Membangun sebuah sistem baru guna menyempurnakan sistem range controller yang sudah ada selama ini khususnya pada peralatan survei kelautan. 2. Mengaplikasikan mikrokontroller sebagai pulse generator yang lebih akurat dengan tujuan mendapatkan data survei kelautan yang lebih akurat juga. 3. Membangun sebuah sistem yang lebih mudah pengoperasiannya dan yang dilengkapi dengan LCD sebagai tampilan informasi.

1.4

DASAR TEORI

Prinsip dasar dari alat ini adalah pembangkitan signal gelombang kotak yang berasal dari kristal kuarsa yang merupakan clock generator untuk mikrokontroller. Melalui program yang dibangun dan disimpan didalam memory mikrokontroller ini frekuensi clock utama akan dibagi menggunakan timer dan counter sehingga menjadi nilai yang dikehendaki.


15

Down key selector

Up key selector

LCD

µc Relay and driver

Gambar 1 – 1 Diagram Blok Sistem

Pemilihan besar kecilnya frekuensi yang dikehendaki akan ditentukan menggunakan 2 buah tombol selection up and down. Sebagai informasi terhadap user tentang besarnya range yang dipilih maka pada system ini akan dilengkapi dengan LCD yang akan menampilkan informasi terhadap pengguna.


16 1.5 METODOLOGI PENELITIAN

Metode yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah : 1. Metode Studi Literatur. Metode ini dilakukan dengan cara mengumpulkan informasi yang berkaitan dengan bahan-bahan penyusun dari skripsi ini baik berupa literatur, data sheet maupun manual book dari alat-alat survei kelautan dan juga komponen elektronika pembangun sistem ini. Sumber tersebut berasal dari hard copy maupun soft copy yang terdapat di internet. 2. Perancangan Dan Pembuatan Alat. Metode ini merupakan langkah awal dari pembuatan sistem dan juga langkah lanjutan dari perancangan untuk merealisasikan sistem yang telah dirancang sebelumnya sehingga menjadi sebuah sistem yang dapat bekerja. 3. Diskusi Pada tahap ini dilakukan pengumpulan informasi yang sifatnya secara langsung dengan pengguna alat survei kelutan yang telah menggunakan sistem yang ada sebelumnya, sehingga diharapkan adanya masukan dan tambahan informasi yang berguna demi penyempurnaan system yang telah ada. Dan diharapkan system yang baru nantinya akan menyempurnakan sistem yang telah ada sebelumnya. 4. Analisa Alat Pada tahap ini, berbagai macam data yang didapat dari sistem yang telah berjalan dicatat secara teratur dan alat dijalankan dalam berbagai macam kondisi dan konfigurasi. Dengan terkumpulnya data tersebut nantinya akan dapat ditarik sebuah kesimpulan. 5. Pengambilan Data Dengan melakukan serangkaian percobaan terhadap sistem yang telah jadi maka diharapkan akan didapatkan data yang diinginkan dan akan diketahui karakteristik dari sistem tersebut.


17 6.

Kesimpulan Berdasarkan data-data yang diperoleh maka penyusun akan menarik sebuah kesimpulan terhadap sistem yang telah dibangun dan tentunya berdasarkan juga dengan referensi-referensi yang digunakan.


18 BAB II TEORI DASAR

Untuk dapat memahami alat yang akan dirancang ini maka dalam bab II ini dijelaskan mengenai teori dasar yang berkaitan dengan sistem ini, diantaranya meliputi: mikrokontroler AT89C51, LCD, Opto coupler dan relay.

2.1. Mikrokontroler AT89C51 2.1.1. Pendahuluan Perbedaan

mendasar

antara

mikrokontroler

dan

mikroprosesor

adalah

mikrokontroler selain memiliki CPU juga dilengkapi memori dan input output yang merupakan kelengkapan sebagai sistem minimum mikrokomputer sehingga sebuah mikrokontroler dapat dikatakan sebagai mikrokomputer dalam keping tunggal (Singgle Chip Microcomputer) yang dapat berdiri sendiri. Mikrokontroler AT89C51 adalah mikrokontroler ATMEL yang kompatibel penuh dengan mikrokontroler keluarga MCS – 51, membutuhkan daya rendah, memiliki performance yang tinggi dan merupakan mikrokomputer 8 bit yang dilengkapi 4Kbyte EEPROM (Electrical Erasable and Programmable Read Only Memory) dan 128 Byte RAM internal. Program memori yang dapat diprogram ulang dalam sistem atau menggunakan programmer Nonvolalite Memory konvensional. Dalam sistem mikrokontroler terdapat dua hal yang mendasar, yaitu: perangkat lunak dan perangkat keras yang keduanya saling terkait dan mendukung.


19 2.1.2. Perangkat keras mikrokontroler AT89C51 Secara umum Mikrokontroler AT89C51 memiliki : CPU 8 bit termasuk keluarga MCS-51 4 Kb Flash memory 128 byte Internal RAM 4 buah Port I/O, masing – masing terdiri atas 8 jalur I/O 2 Timer/ counter 16 bit 1 Serial Port Full Duplex kecepatan pelaksanaan intruksi per siklus 1 us pada frekuensi clock 12 Mhz Dengan keistimewaan diatas pembuatan alat menggunakan AT89C51 menjadi lebih sederhana dan tidak memerlukan IC pendukung yang banyak. Adapun Blok Diagram dari Mikrokontroler AT89C51 adalah sebagai berikut

Gambar 2-1 Blok Diagram Mikrokontroler AT89C51 2.1.3. Konfigurasi Pena-Pena Mikrokontroler AT89C51


20 Mikrokontroler AT89C51 terdiri dari 40 pin dengan konfigurasi sebagai berikut:

Gambar 2-2 Konfigurasi Pena-Pena AT89C51 Fungsi tiap pin-nya adalah sebagai berikut : VCC ( Supply tegangan ), pin 40 GND ( Ground ), pin 20 Port 0, pin 32 – 39 Merupakan port input-output dua arah, tanpa internal pull-up dan konfigurasikan sebagai multipleks bus alamat rendah ( A0 – A7 ) dan data selama pengaksesan program memory dan data memory eksternal Port 1, pin 1 – 8 Merupakan port input-output dua arah dengan internal pull-up Port 2, pin 21 - 28


21 Merupakan port input-output dengan internal pull-up. Mengeluarkan alamat tinggi selama pengambilan program memory external. Port 3, pin 10 – 17 Merupakan port input-output dengan internal pull-up, dimana Port 3 juga memiliki fungsi khusus dan dapat dilihat pada tabel berikut ini: Tabel 2-1 Fungsi Khusus Pada Port 3

Nama Penyemat

Fungsi Khusus

Port 3.0

RxD ( Port masukan serial )

Port 3.1

TxD ( Port keluaran Serial )

Port 3.2

/INTO (Masukan Interupsi Eksternal 0)

Port 3.3

/INT1 (Masukan Interupsi Eksternal 1)

Port 3.4

T0

( masukan pewaktu eksternal 0 )

Port 3.5

T1

( masukan pewaktu eksternal 1 )

Port 3.6

/WR (sinyal tulis memori data eksternal)

Port 3.7

/RD

( sinyal baca memori data eksternal)

RST (Reset), pin 9 Input Reset merupakan reset master untuk AT89C51. ALE / Prog (Address Latch Enable), pin 30 Digunakan untuk menahan alamat memori eksternal selama pelaksanaan intruksi. PSEN (Program Strobe Enable), pin 29 Merupakan sinyal pengontrol yang memperbolehkan program memori eksternal masuk kedalam bus.


22 EA / VPP (External Access), pin 31 Dapat diberikan logika rendah (Ground) atau logika tinggi (+5V). Jika diberikan logika tinggi maka mikrokontroler akan mengakses program dari ROM internal (EEPROM/Flash Memori), dan jika diberikan logika rendah maka mikrokontroler akan mengakses program dari memori eksternal. X-TAL 1 dan X-TAL 2, pin 19, 18 Pin ini dihubungkan dengan kristal bila menggunakan osilator internal. XTAL 1 merupakan masukan ke rangkaian osilator internal sedangkan X-TAL 2 keluaran dari rangkaian osilator internal . Untuk keperluan ini diperlukan kapasitor penstabil sebesar 30pF. Dan nilai dari X-TAL tersebut antara 4 – 24 Mhz. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar pemasangan X-TAL serta kapasitor yang digunakannya.

Gambar 2-3 Osilator Eksternal AT89C51

2.1.4. Organisasi Memory


23 Organisasi memori pada mikrokontroler AT89C51 dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu memori program dan memori data. Pembagian tersebut didasarkan atas fungsi dari penyimpanan data maupun program. Memori program digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi yang akan dijalankan oleh mikrokontroler, sedangkan memori data digunakan sebagai tempat yang sedang diolah mikrokontroler. Program mikrokontroler disipan dalam memori program berupa ROM. Mikrokontroler 89C51 delengkapi dengan ROM internal, sihingga untuk menyimpan program tidak digunakan ROM eksternal yang terpisah dari mikrokontroler. Agar tidak menggunakan memori program eksternal, penyemat/EA dihungkan dengan Vcc ( logika 1 ). Memori program mikrokontroler menggunakan alamat 16 bit mulai 0000H0FFFH, sehingga kapasitas penyipanan program maksimal adalah 4Kb. Sinyal /PSEN ( Program Store Enable ) tidak digunakan jika digunakan memori program internal. Selain program mikrokontroler 89C51 juga memiliki data internal 128 byte dan mampu mengakses memori data eksternal sebesar 64 Kb. Semua memori data internal dapat dialamati dengan data langsung atau tidak langsung. Ciri dari pengalamatan langsung adalah operand adalah alamat register yang berisi alamat data yang akan diolah. Sebagian memori tersebut dapat dialamati dengan pengalamatan register, dan sebagian lagi dapat dialamati dengan memori satu bit. Untuk membaca data digunakan sinyal /RD sedangkan untuk menulis digunakan sinyal /WR.[1]

2.1.5. SFR ( Special Function Register )


24 Register Fungsi Khusus ( Special Function Register ) terletak pada

128

byte bagian atas memori data internal dan berisi register-register untuk pelayanan latch port, timer, program status words, control peripheral dan sebagainya. Alamat register fungsi khusus ditunjukkan pada tabel 2.4. Tabel 2-2 Special Function Register

Simbol

Nama Register

Alamat

ACC

Accumulator

E0H

B

Register B

F0H

PSW

Program Statut Word

D0H

SP

Stack Pointer

81H

DPTR

Data Pointer 2 Byte

DPL

Bit rendah

82H

DPH

Bit Tinggi

83H

P0

Port 0

80H

P1

Port 1

90H

P2

Port 2

A0H

P3

Port 3

B0H

IP

Interupt Periority Control

D8H

IE

Interupt Enable Control

A8H

TMOD

Timer/Counter Mode Control

89H

TCON

Timer/Counter Control

88H

TH0

Timer/Counter 0 High Control

8CH

TL0

Timer/Counter 0 Low Control

8AH

TH1

Timer/Counter 1 High Control

8DH

TL1

Timer/Counter 1 Low Control

8BH

SCON

Serial Control

98H

SBUF

Serial Data Buffer

99H


25 PCON

Power Control

87H

Beberapa macam register fungsi khusus yang sering digunakan adalah sebagai berikut ini : ♦ Accumulator (ACC) merupakan register untuk penambahan dan pengurangan. Perintah mnemonic untuk mengakses akumulator disederhanakan sebagai A. ♦ Register B merupakan register khusus yang berfungsi melayani operasi perkalian dan pembagian. ♦ Stack Pointer (SP) merupakan register 8 bit yang dapat diletakkan di alamat manapun pada RAM internal. ♦ Data Pointer ( DPTR ) terdiri dari dua register, yaitu untuk byte tinggi

(

Data Pointer High, DPH ) dan byte rendah ( Data Pointer Low, DPL ) yang berfungsi untuk mengunci alamat 16 bit. ♦ Port 0 sampai Port 3 merupakan register yang berfungsi untuk membaca dan mengeluarkan data pada port 0, 1, 2, 3. Masing-masing register ini dapat dialamati per-byte maupun per-bit. ♦ Control Register terdiri dari register yang mempunyai fungsi kontrol. Untuk mengontrol sistem interupsi, terdapat dua register khusus, yaitu register IP (Interupt Priority) dan register IE (Interupt Enable). Untuk mengontrol pelayanan timer/counter terdapat register khusus, yaitu register TCON ( timer/counter control ) serta pelayanan port serial menggunakan register SCON ( Serial Port Control ).


26 2.1.6 Sistem Interuptsi Mikrokontroler AT89C51 mempunyai 5 buah sumber interupsi yang dapat membangkitkan permintaan interupsi, yaitu INT0, INT1, T1, T2 dan Port Serial. Saat terjadinya interupsi mikrokontroler secara otomatis akan menuju ke subrutin pada alamat tersebut. Setelah interupsi selesai dikerjakan, mikrokontroler akan mengerjakan program semula. Tiap-tiap sumber interupsi dapat enable atau disable secara software. Tingkat prioritas semua sumber interupt dapat diprogram sendiri-sendiri dengan set atau clear bit pada ( Interupt Priority ). Jika dua permintaan interupsi dengan tingkat prioritas yang berbeda diterima secara bersamaan, permintaan interupsi dengan prioritas tertinggi yang akan dilayani. Jika permintaan interupsi dengan prioritas yang sama diterima bersamaan, akan dilakukan polling untuk menentukan mana yang akan dilayani. Bit-bit pada IP adalah sebagai berikut:

_

_

_

PS

PT1

PX1

PT0

PX0

Priority bit = 1 menandakan prioritas tinggi Priority bit = 0 menandakan prioritas rendah

Simbol

Posisi

Fungsi

_

IP.7

Kosong

_

IP.6

Kosong


27 _

IP.5

Kosong

PS

IP.4

Bit prioritas interupsi port serial

PT1

IP.3

Bit prioritas interupsi Timer 1

PX1

IP.2

Bit prioritas interupsi INT 1

PT0

IP.1

Bit prioritas interupsi Timer 0

PX0

IP.0

Bit prioritas interupsi INT 0

Tabel 2-3 Alamat Sumber Interupsi Sumber interupsi

2.2

Alamat Awal

Interupt Luar 0 (INT 0)

03H

Pewaktu / pencacah 0 (T0)

0BH

Interupt Luar 1 (INT 0)

13H

Pewaktu / pencacah 0 (T0)

1BH

Port Serial

23H

Optocoupler Pada sistem ini Optocoupler digunakan untuk menggerakkan relay. Sinyal gelombang kotak yang berasal dari Mikrokontroller mempunyai level tegangan TTL dan tentunya dengan arus yang masih belum mencukupi untuk menggerakkan sebuah relay. Keluaran dari mikrokontroller akan diumpankan pada sebuah optocoupler dikarenakan arus yang dibutuhkan untuk menjalankan


28 optocoupler tidaklah terlalu tinggi sehingga keluaran arus dari mikrokontroller ini akan mampu mengaktifkan optocoupler tersebut.

Gambar 2-4 Simbol dan bentuk dari sebuah optocoupler Sebuah optocoupler dibangun oleh sebuah LED dan juga sebuah Opto transistor. Prinsip kerja dari optocoupler ini adalah, pada bagian trigger dibentuk oleh sebiah dioda cahaya atau LED. Pada LED ini terdapat dua buah dimana pada pin ground kita hubungkan dengan ground rangkaian dan untuk pin yang lainnya kita hubungkan dengan pin sinyal keluaran dari mikrokontroller. Pada saat mikrokontroller mengeluarkan sinyal positif maka sinyal ini akan diumpankan kepada LED sehingga akan menghasilkan kilasan cahaya. Kilasan cahaya ini akan diterima oleh sebuah opto transistor atau transistor peka cahaya. Cahaya ini kemudian akan diterima oleh lapisan peka cahaya dan kemudian akan dirubah menjadi sinyal-sinyal listrik oleh lapisan peka cahaya ini. Sinyal listrik yang berasal dari lapisan peka cahaya ini untuk kemudian akan menjadi semacam trigger terhadap transistor sehingga collector dan emittor akan mengalami kondisi saturasi. Pada kondisi saturasi hubungan antara collector dan emittor adalah seolah-olah terhubung singkat. Kaki collector kita hubungkan dengan ground rangkaian dan


29 collector ke kaki sebuah relay dan kaki relay yang lain kita hubungkan dengan + 5 Volt. Setiap kali sinyal pulsa dibangkitkan oleh mikrokontroller maka pulsa ini akan diumpankan kepada optocoupler untuk kemudian dipergunakan untuk menggerakkan relay. 2.3

Relay Relay merupakan sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar. Relay memanfaatkan prinsip kerja sebuah elektromagnet, dimana pada relay ini terdapat sebuah coil atau lilitan kawat email pada sebuah batang besi. Pada saat kawat email ini dilalui oleh arus listrik maka akan timbul medan magnet sehingga merubah inti besi menjadi sebuah magnet. Dengan berubahnya inti besi menjadi sebuah magnet maka tuas saklar akan tertarik ke magnet tersebut dan akan menghubungkan kutub-kutub saklar.

Gambar 2-5 Simbol dan bentuk dari sebuah relay Pada sebuah relay selalu dilengkapi dengan kutub – kutub NO ( normally open ) dan NC ( normally close ). Pada kutub NO maka pada saat relay tidak aktif maka kutub ini adalah dalam posisi terbuka atau tidak terhubung dan pada saat


30 relay aktif maka kondisinya akan berkebalikan menjadi tertutup atau terhubung. Sedangkan pada kutub NC mempunyai sifat yang berlawanan dengan kutub NO. Liquid Crystal Display Untuk menampilkan data yang telah diproses oleh mikrokontroler, maka dibutuhkan suatu perangkat yang dapat digunakan sebagai alat penampil data, sehingga pengguna dapat mengerti data-data hasil olahan dari mikrokontroler. Suatu perangkat penampil siap pakai dan banyak dipakai adalah LCD dot matrik berukuran 2 x 16 digit.

LCD1

DOT MATRIX LCD A K

DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7

RS R/W E

2X16 CHARACTER TYPE M1632 VSS VCC VEE

2.4

Gambar 2-6 Susunan kaki sebuah LCD dan lapisan pembentuknya Jenis kristal cair yang digunakan dalam pengembangan teknologi LCD adalah tipe nematic (molekulnya memiliki pola tertentu dengan arah tertentu). Tipe yang paling sederhana adalah twisted nematic (TN) yang memiliki struktur molekul yang terpilin secara alamiah (dikembangkan pada tahun 1967). Struktur TN terpilin secara alamiah 90. Struktur TN ini dapat dilepas pilinannya (untwist) dengan menggunakan arus listrik. Pada gambar diatas, kristal cair TN (D) diletakkan di antara dua elektroda (3 dan 5) yang dibungkus lagi ( berbentuk


31 berlapis-lapis) dengan dua panel gelas (2 dan 6) yang sisi luarnya dilumuri lapisan tipis polarizing film. Lapisan 1 merupakan cermin yang dapat memantulkan cahaya yang berhasil menembus lapisan-lapisan LCD. Kedua elektroda dihubungkan dengan baterai sebagai sumber arus. Panel 2 memiliki polarisasi yang berbeda 90 dari panel 6. Cara kerja dari lapisan-lapisan diatas adalah sebagai berikut. Cahaya masuk melewati panel 6 sehingga terpolarisasi. Saat tidak ada arus listrik, cahaya lewat begitu saja menembus semua lapisan, mengikuti arah pilinan molekulmolekul TN (90), sampai memantul di cermin 1 dan keluar kembali. Akan tetapi, ketika elektroda 3 dan 5 (elektroda kecil berbentuk segi empat yang dipasang di lapisan gelas) mendapatkan arus, kristal cair 4 yang sangat sensitif terhadap arus listrik tidak lagi terpilin sehingga cahaya terus menuju panel 2 dengan polarisasi sesuai panel 6. Panel 2 yang memiliki polarisasi yang berbeda 90 dari panel 6 menghalangi cahaya untuk menembus terus. Dikarenakan cahaya tidak dapat lewat, pada layar terlihat bayangan gelap berbentuk segi empat kecil yang ukurannya sama dengan elektroda 5 (berarti pada bagian tersebut cahaya tidak dipantulkan oleh cermin 1). Sifat unik yang dapat langsung bereaksi dengan adanya arus listrik ini dimanfaatkan sebagai alat ON/OFF LCD. Namun, sistem ini masih membutuhkan sumber cahaya dari luar. Komputer dan laptop biasanya dilengkapi dengan lampu fluorescent yang diletakkan di atas, samping, dan belakang lapisan LCD supaya dapat menyebarkan cahaya (backlight) sehingga merata dan menghasilkan tampilan yang seragam di seluruh bagian layar.


32 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

3.1 Diagram Blok Rangkaian Perancangan perangkat keras pada sistem rangkaian ini untuk mudahnya maka dilakukan sesuai dengan diagram blok utama dari sistem rangkaian yang terlihat pada bagian dibawah ini:

Down Key LCD

Mikrokontroller Up Key

RELAY

Gambar 3-1 Diagram Blok Sistem

3.2 Prinsip Kerja Sistem Minimum sistem yang dibentuk oleh sebuah mikrokontroller dan beberapa komponen pendukung lain merupakan inti dari rangkaian ini. Informasi status dari mikrokontroller


33 akan ditampilkan oleh sebuah LCD 2X 16 karakter. Keluaran dari sistem ini merupakan pulsa kotak dengan level tegangan maksimum sebesar 5 volt. Mikrokontroller akan membangkitkan gelombang kotak yang frekuensinya telah ditentukan nilainya dengan menentukan besarnya T0 dan T1 pada program timer. Pada saat pertama diaktifkan, mikrokontroller akan mengirim data kepada LCD untuk ditampilkan, karakter yang ditampilkan merupakan tampilan pembuka. Setelah beberapa saat, mikrokontroller akan membangkitkan gelombang pulsa dengan frekuensi yang telah ditetapkan dan setelah itu akan menampilkan informasi range atau jangkauan yang akan diperoleh dari Side Scan Sonar dengan menggunakan frekuensi pulsa tersebut. Pulsa yang dibangkitkan oleh mikrokontroller ini merupakan gelombang kotak dengan level TTL yang diumpankan kepada sebuah optocoupler. Optocoupler ini digunakan untuk menggerakkan sebuah relay yang akan membuat sinyal On dan Off dengan level tegangan 5V untuk on dan 0V untuk off. Nilai frekuensi yang dihasilkan oleh mikrokontroller telah ditentukan besarnya, dimana besar dari frekuensi ini telah disesuaikan dengan spesifikasi teknis dari Side Scan Sonar agar dapat menjangkau daerah operasi yang sesuai dengan pengoperasian standar. Pada saat awal sistem diaktifkan, sistem akan menghasilkan daerah jangkauan Side Scan Sonar pada area terkecil yaitu sebesar 50 Meter. Untuk menaikkan daerah jangkauan kita dapat menekan tombol UP sekali, dengan penekanan tombol ini maka jangkauan dari Side Scan Sonar akan bertambah sebesar 50 Meter dari sebelumnya. Untuk menurunkan maka kita cukup menekan tombol Down maka jangkauan Side Scan Sonar akan turun sebesar 50 Meter dari operasi kerja sebelumnya. Setiap kali kita menaikkan ataupun


34 menurunkan jangkauan dari Side Scan Sonar, maka pada layar LCD akan ditampilkan informasi besarnya jangkauan dari Side Scan Sonar pada saat tersebut. 3.3

Perancangan Alat

3.3.1 Perancangan Minimum Sistem AT89C51 dan Rangkaian Pendukung

Gambar 3-2 Minimum sistem dan rangkaian pendukung sistem Mikrokontroler AT89C51 dirancang untuk dapat berdiri sendiri karena sudah terdapat EPROM, RAM serta port input/output dan perlengkapan lainnya dengan tujuan menambah kemudahan dalam aplikasinya juga dalam softwarenya. Untuk berhubungan dengan peralatan luar chip diperlukan 3 bus, yaitu : -

Data Bus


35 Yaitu jalur untuk input/output data yang lebarnya sesuai dengan lebar yang diolah oleh mikrokontroler, yaitu 8 bit -

Address Bus

Yaitu jalur untuk alamat dari input/output atau memori yang dihubungi, sehingga hanya ada satu device yang berhubungan dengan CPU, lebar address bus Mikrokontroller AT89C51 adalah 16 bit (A0-A15). -

Control Bus

Control Bus berfungsi untuk mengatur sinkronisasi hubungan antara CPU dengan device luar. Pada perancangan sistem yang dipakai dalam Tugas akhir ini, mikrokontroller disusun sebagai sebuah minimum sistem yang dapat berdiri sendiri. Untuk mengendalikan peralatan luar dan juga untuk membaca status dari peralatan luar digunakan Port 0 dan juga Port 1. Susunan dan juga pengalokasian dari port-port tersebuat adalah sebagai berikut : Port

Fungsi

P0.0 --- P0.7

Data bus untuk LCD

P1.0

LCD RS

P1.1

LCD CS

P1.2

Keluaran pulsa

P1.3

Pembaca status saklar naik


36 P1.4

Pembaca status saklar turun

Tabel 3 – 1 Pembagian Port Untuk Antarmuka Sistem

Sesuai dengan pembagian port-port seperti pada table diatas, maka untuk data yang akan ditampilkan pada LCD akan dikeluarkan melalui Port P0.0—P0.7. Data-data biner ini akan keluar melalui port ini untuk kemudian masuk kedalam data bus dari rangkaian LCD. Kemudian untuk mengendalikan LCD digunakan Port P1.0 sebagai register select dan Port P1.1 digunakan untuk mengaktifkan LCD. Rangkian RC yang dibentuk pada pin reset digunakan untuk membentuk sebuah rangkaian Power On Reset. Dimana hal ini ditujukan agar pada saat awal power dimasukkan kepada rangkaian maka mikrokontroller akan mereset untuk memastikan semua port dan juga register dalam kondisi default. Untuk membaca status dari tombol seleksi naik dan turun digunakan Port P1.3 untuk pembaca status tombol tekan naik dan P1.4 untuk pembaca status tombol turun. Pada kondisi tombol tidak ditekan maka status dari port bersangktan akan berlogika 0 dikarenakan pada masukan port tersebut dipasang sebuah resistor yang menghubungkan dengan ground sehingga port yang bersangkutan akan di pull down ke bawah. Pada saat tombol ditekan maka arus dari tegangan catu akan mengalir mellaui saklar untuk kemudian melalui resistor dan ke ground, hal ini akan menyebabkan tegangan pada port


37 bersangkutan akan lebih positif dibandingkan ground dan menyebabkan port tersebut berlogika 1 atau high. Untuk kemudian hal ini akan dibaca oleh program pembaca status. Pulsa yang dibangkitkan melalui program akan dikeluarkan melalui Port P1.2 yang selanjutnya diumpankan pada sebuah optocoupler dimana optocoupler ini selanjutnya akan menggerakkan sebuah relay. Pada optocoupler, arus yang didapat dari port bersangkutan akan menyalakan sebuah internal Led, cahaya yang dihasilkan oleh internal led ini akan memicu sebuah transistor yang berfungsi sebagai saklar. Pada saat led dialiri arus maka led akan menyala sehingga memicu basis dari transistor sehingga collector dan emitor dari transistor akan saturasi dan seolah-olah terhubung dan hal ini akan menyebabkan arus akan mengalir melalui coil yang terdapat pada relay dan menimbulkan medan elektromagnetik dan kutub-kutub saklar akan terhubung. Tetapi pada saat port dinon aktifkan dengan cara logika menjadi rendah atau 0 maka tidak akan ada arus yang mengalir kepada internal led dari optocoupler sehingga basis transistor tidak mendapatkan picuan dan hal ini menyebabkan collector emitor menjadi cut off dan arus tidak akan dapat mengalir melalui collector emitor sehingga arus yang menuju ke coil relay akan terputus dan kutub-kutub saklar akan kembali terbuka. 3.4

Perancangan Perangkat Lunak Bagian utama dalam pembangkitan pulsa yang akan digunakan untuk pengaturan

jarak jangkau dari side scan sonar ini adalah terletak pada bagian perngkat lunak. Tugas utama dari perangkat lunak ini adalah mencacah frekuensi utama yang didapat dari osilator utama yang berbasis osilator kristal menjadi nilai-nilai frekuensi yang sesuai dengan yang diperlukan untuk masing-masing jarak jangkau oleh side scan sonar.


38 Selain untuk mencacah frekuensi utama, pada perangkat lunak ini juga digunakan untuk menampilkan pesan pada LCD sebagai penunjuk besarnya jangkauan yang akan didapat dari side scan sonar berdasarkan besarnya frekuensi yang dibangkitkan oleh mikrokontroller. Pada perangkat lunak ini juga terdapat subrutin yang berfungsi untuk memeriksa kondisi saklar pemilih, dimana pada sistem ini terdapat dua buah saklar pemilih yang berfungsi untuk menaikkan ataupun menurunkan besarnya frekuensi keluaran dari pengatur jarak jangkau side scan sonar ini. Sebelum membuat daftar perintah program untuk perangkat lunak ini terlebih dahulu dilakukan perhitungan nilai frekuensi yang dibutuhkan untuk pengaturan jangkauan side scan sonar. Sebagaimana didapat dari berbagai literatur dan juga pengalaman dilapangan sewaktu menggunakan peralatan survey kelautan didapat sebuah persamaan untuk penghitungan besarnya frekuensi untuk jarak jangkau side scan sonar sebagai berikut:

Frekuensi =

SV TRD

Dimana : Frekuensi : Frekuensi keluaran dalam satuan Hertz ( Hz ). SV

: Sound Velocity atau cepat rambat suara dalam air, untuk air laut digunakan

nilai sebesar 1500 m/s. TRD

: Total Return Distance atau jarak jangkauan total yang diinginkan dalam

satuan Meter (m). Dengan menggunakan persamaan diatas maka untuk jarak jangkauan standard yang selalu digunakan untuk keperluan survei side scan sonar didapat nilai yang dapat dilihat pada tabel berikut. Pada table berikut diperlihatkan hubungan antara besarnya Universitas Mercu Buana

39 frekuensi dengan Jarak Jangkau SSS. Jarak Jangkau merupakan jangkauan maksimal yang akan diambil oleh SSS untuk membuat citra bawah laut. Nilai Total Return Distance adalah 2 kali dari nilai jarak jangkau, hal ini dikarenakan sinyal akustik akan keluar dari transducer untuk kemudian merambat melalui air dan setelah itu akan dipantulkan kembali oleh objek kembali ke transducer. Untuk lebih lengkapnya dapat dilihat dari tabel berikut . Jarak Jangkauan Dalam Meter ( M )

Besar Pulsa Dalam Hertz ( Hz )

50

15

Lebar Pulsa Dalam Milli Second (S) 0.066

75

10

0.1

100

7.5

0.133

150

5

0.2

200

3.75

0.266

300

2.5

0.4

400

1.87

0.535

500

1.5

0.66

Tabel 3 – 2 Hubungan Nilai Jarak Jangkau dan Besaran Frekuensi Pulsa Untuk memnegluarkan nilai-nilai frekuensi diatas, maka pada mikrokontroller dikonfigurasi untuk menjadi sebuah Timer. Pada penggunaan ini mikrokontroller di set sebagai timer mode 0 dan bekerja pada 16 bit data. Sebagaimana diketahui untuk satu proses siklus kerja perintah mesin pada mikrokontroller akan menngunakan waktu selama 1 mikro second maka untuk menciptakan nilai-nilai frekuensi diatas maka dimanfaatkan


40 system pengulangan berkala dimana hal ini bertujuan agar pada hasil akhir akan didapat nilai cacahan yang sesuai dengan frekuensi yang dikehendaki. Sebagai salah satu contoh perintah untuk membuat nilai frekuensi yang dikehendaki dapat dilihat pada salah satu perintah pembangkitan pulsa berikut : Delay2 : mov DL2a: mov

R3,# 100

;

(10Hz)

TMOD,#01h

mov

TH0,# HIGH - 1000

mov

TL0,# LOW - 1000

setb DL2b: jb

TR0 P1.3,DL2c

Ajmp Sw1 DL2c: jb Ajmp DL2d: jbc sjmp DL2e: djnz

P1.4,DL2d Sw2 TF0,DL2e DL2b R3,DL2a

RET Pada penggalan rutin diatas dapat dijelaskan bahwa mikrokontroller diset pada mode Timer 0. Untuk membuat nilai delay selama 100 mS maka ditentukan terlebih dahulu nilai pengulangan dalam hal ini sebesar 100 kali pengulangan. Alasan penggunaan pengulangan 100 kali ini dikarenakan setiap siklus perintah adalah sebesar 1 mikrosecon telah dikalikan dengan nilai 1000 sehingga didapat nilai 1millisecond sehingga dengan


41 pengalian 100 kali maka akan didapat nilai sebagaimana yang diinginkan yaitu sebesar 100 milisecond. Untuk mendeteksi adanya perubahan posisi saklar baik itu untuk saklar perintah menaikkan maupun menurunkan nilai frekuensi keluaran, maka pada rutin diatas diselipkan perintah untuk mengecek kondisi saklar. Apabila terdapat perubahan nilai saklar maka alur program akan dialihkan kepada perintah yang bersesuaian. Lebar pulsa antara High dan Low akan sama besar, hal ini dikarenakan besaran nilai delay untuk waktu penyalaan dan pemadaman keluaran menggunakan rutin delay yang sama. Proses perintah untuk mengeluarkan pulsa ini dapat dilihat pada perintah dibawah : Lop1:

Setb

P1.2

Call

Delay1

Clr

P1.2

Call

Delay1

sjmp Lop1 Terlihat bahwa kedua proses untuk membuat nilai keluaran dari system adalah dengan cara men set keluaran menjadi logika high dan low dan dimana lamanya waktu high dan low ini menggunakan rutin delay yang sama. Dengan konfigurasi seperti ini maka lebar pulsa high dan low akan sama. Setelah didapat nilai dari perhitungan pada table diatas, kemudian dibuat sesederhana mungkin agar dalam pembuatan program nantinya tidak akan ditemui kesulitan dalam pemnyusunan perintah-perintah yang akan diproses oleh mikrokontroller. Flow chart atau aliran program adalah sebagai berikut :


42

Gambar 3 – 3 Gambar Diagram Alir Perangkat Lunak


43 Sesuai dengan diagram alir program diatas, maka susunan instruksi program dapat disusun sesuai dengan aliran yang telah ditentukan. Secara garis besar, instruksiinstruksi tersebut dibagi mulai dari inisialisasi mikrokontroller, penyajian data informasi tulisan pada layar LCD, pembuatan routine untuk membuat signal pulsa sesuai dengan besarnya frekuensi yang disesuaikan dengan besaran yang telah dihitung pada table perhitungan sebelumnya dan kemudian pembuatan routine untuk memeriksa kondisi tombol pemilih besar frekuensi. Secara lengkap, susunan instruksi tersebut adalah pada lampiran dari laporan skripsi ini. Setelah susunan instruksi tersebut selelsai dibuat, untuk kemudian susunan instruksi tersebut di compile dan kemudian diisikan kedalam mikrokontroller.


44 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA

4.1 Tujuan Pengujian Pengujian merupakan tahapan yang penting dalam proses pengerjaan Tugas Akhir. Dari hasil-hasil yang didapat, dilakukan perbaikan terhadap kinerja sistem, peralatan maupun komponen pendukung yang belum bekerja sesuai dengan standar yang ditentukan. Pengujian yang dilakukan pada alat ini adalah dengan cara menghubungkan sinyal keluaran dari alat ini dengan system Side Scan Sonar secara langsung. Untuk kemudian diatur besaran nilai pulsa dengan frekuensi secara bervariasi untuk kemudian melihat hasil image yang didapat pada software perekam data Side Scan Sonar.

Pengujian ini bertujuan untuk melihat apakah besaran nilai pulsa yang dikeluarkan dari alat ini dapat digunakan untuk menggerakkan Side Scan Sonar sehingga nantinya pada saat digunakan didalam laut akan dapat memperoleh hasil gambar dasar laut yang diinginkan dan juga mampu memperoleh jarak jangkau yang diinginkan mengingat fungsi utama alat ini adalah untuk mengatur lebar jangkauan dari Side Scan Sonar.

4.2 Peralatan Yang Digunakan Untuk dapat melihat unjuk kerja dari alat yang dibangun ini maka diperlukan dukungan dari peralatan lain guna melihat hasil dan unjuk kerja system. Untuk itu diperlukan peralatn dan juga perangkat lunak sebagai berikut : 1. Geo Acoustic Dual Frequency Side Scan Sonar System


45 2. Perangkat lunak Triton Imaging ISIS Sonar. 3. Perangkat lunak CMAX View. 4. Perangkat lunak Hydropro. 5. Trimble DGPS System, TSS Meridian Gyrocompass dan Tritech Altimeter. 6. Side Scan Sonar Range Controller. 7. 500 Meter Armour Cable dan electronic winch.

4.3 Persiapan dan Pelaksanaan Pengujian Alat Untuk mengehtahui unjuk kerja system yang telah dibuat, setelah sistem terangkai kemudian dilakukan survey SSS dilokasi yang telah ditentukan acuan jalur surveynya dan juga jarak antar jalur survey yang telah disesuaikan dengan variasi jarak dari kemampuan jangkauan dari Side Scan Sonar. Untuk menguji unjuk kerja sistem apakah mampu menggerakkan SSS sesuai dengan cakupan maka dilakukan pengujian pada 5 buah jalur survey yang berbeda dan dimana pada masing-masing jalur survey digunakan nilai jangkauan yang berbeda. Diharapkan dengan menggunakan pemasangan dan juga penggunaan nilai jangkauan yang berbeda maka akan didapat nilai jangkau yang berbeda pula dan akan diketahui unjuk kerja dari sistem tersebut.


46 Tahap awal pengujian sistem ini dimulai dengan merangkai system SSS yang meliputi :

•

Geo Acoustic Dual frequency SSS

•

ISIS Sonar Top Side Unit SSS Data Logger

•

EPC Thermal printer

•

500 M armour cable with electronic winch

•

SSS Range Controller Peralatan tersebut diatas dirangkai sesuai dengan diagram blok berikut ini :

Gambar 4 – 1 Blok Penyusunan Sistem Universitas Mercu Buana

47 Dari blok penyusunan diatas terlihat peranan dari Side Scan Range Controller berfungsi untuk memberikan trigger kepada masukan KEY IN pada Top Side Unit Transceiver dari Geoacoustic SSS. Pada Topside unit ini masukan pada Key In akan menyebabkan Sonar Fish akan mengeluarkan signal akustik kedalam water coloumn dan kemudian merambat melalui air dan sampai dengan dipantulkan oleh object baik di water coloumn maupun object didasar laut sehingga akan membuat sebuah gambaran object yang akan dikeluarkan pada keluaran Port untuk image sisi sebelah kiri dan Starboard untuk image sisi sebelah kanan.

Keluaran Key Out akan mengeluarkan juga signal yang berasal dari

masukan Key In untuk kemudian diumpankan kepada masukan pada Interface Box yang juga menerima signal image. Hal ini bertujuan untuk sinkronisasi data perekaman pada perangkat lunak. Pada sisi perangkat lunak, informasi data image akan disinkronisasi juga dengan data posisi yang didapat dari DGPS System sehingga image yang terkam nantinya akan mengandung informasi posisi juga. Dengan metode ini maka kita akan dapat melakukan pengukuran dan juga penentuan posisi imaga yeng didapat nantinya. Untuk kebutuhan Hard copy maka computer dihubungkan dengan thermal printer untuk melakukan realtime printing.


48

Gambar 4 - 2 Susunan Peralatan Side Scan Sonar Sistem

Mengingat proses survey SSS harus dilakukan sesuai dengan area survey dan lebar jalur yang telah ditentukan dan juga harus dilakukan seefisien mungkin maka dalam pengujian sistem ini tidak mungkin dilakukan percobaan semua setting range terhadap daerah survey line. Untuk beberapa nilai range hanya dilakukan sebentar saja tanpa harus mendapatkan image bawah laut secara sempurna, tetapi untuk beberapa nilai range yang kebetulan sesuai dengan kebutuhan survey maka dapat dilakukan survey secara sempurna dan mendapatkan hasil image yang jelas. Berikut ini hasil pengujian SSS Range Controller dalam berbagai nilai jarak jangkauan. Nilai jangkauan dapat dilihat pada Range Scale Line warna biru pada gambar dibawah.


49

Gambar 4-3 Hasil Uji Pada Lebar Pulsa Pulsa 0.066 S Dan Didapat Range Sebesar 50 Meter


50

Gambar 4-4 Hasil Uji Pada Lebar Pulsa Pulsa 0.1 S Dan Didapat Range Sebesar 75 Meter


51

Gambar 4-5 Hasil Uji Pada Lebar Pulsa 0.133 S Dan Didapat Range Sebesar 100 Meter


52

Gambar 4-6 Hasil Uji Pada Lebar Pulsa Pulsa 0.2 S Dan Didapat Range Sebesar 150 Meter Dari hasil diatas dapat dilihat bahwa dari masing-masing nilai Frekuensi yang dikeluarkan oleh SSS range Controller dapat diterima dengan baik oleh sistem. Hal ini dapat dilihat dari jarak jangkau yang dihasilkan dari SSS mempunyai nilai yang sesuai dengan nilai yang seharusnya dikeluarkan oleh SSS range controller.


53 BAB V PENUTUP

5.1 KESIMPULAN Setelah dilakukan uji coba terhadap sistem dengan menggunakan pada pekerjaan survey offshore Side Scan dan setelah didapat hasil image dari data Side Scan maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1. Sistem telah dapat bekerja sebagaimana yang diharapkan, hal ini dapat dilihat dari hasil image yang didapat dari uji coba sistem dan juga hasil image bawah laut yang didapat dari pekerjaan survey Side Scan Sonar. 2. Sistem

ini

masih

dapat

dikembangkan

lebih

lanjut

lagi

dengan

mengantarmukakan sistem dengan computer secara langsung dan dilengkapi dengan piranti lunak yang berfungsi sebagai sarana penentu nilai besaran jangkauan.


TUGAS AKHIR Rancang Bangun Side Scan Sonar Range Controller Berbasis Microcontroller

Recommend Documents