UNIVERSITAS INDONESIA
RANCANG BANGUN AUTO TRACKING DENGAN MENGGUNAKAN MICROCONTROLLER, GPS, SAT FINDER DAN DIGITAL COMPASS UNTUK SINKRONISASI AZIMUTH ANTENA TERHADAP SATELIT CAKRAWARTA-2
SKRIPSI
MUHAMMAD CAKRA MEGASAKTI 0806366125
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM S1 EKSTENSI TEKNIK ELEKTRO DEPOK JULI 2010
UNIVERSITAS INDONESIA
RANCANG BANGUN AUTO TRACKING DENGAN MENGGUNAKAN MICROCONTROLLER, GPS, SAT FINDER DAN DIGITAL COMPASS UNTUK SINKRONISASI AZIMUTH ANTENA TERHADAP SATELIT CAKRAWARTA-2
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
MUHAMMAD CAKRA MEGASAKTI 0806366125
FAKULTAS TEKNIK PROGRAM S1 EKSTENSI TEKNIK ELEKTRO DEPOK JULI 2010
HALAMAN PERNYATAAN ORISINIALITAS
Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar
Nama
: Muhammad Cakra Megasakti
Npm
: 0806366125
Tanda Tangan : Tanggal
: 7 Juli 2010
ii
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini diajukan oleh Nama NPM Program Studi Skripsi dengan judul
: : : : :
Muhammad Cakra Megasakti 0806636125 Teknik Elektro Rancang Bangun Auto Tracking Dengan Menggunakan Microcontroller, GPS, Sat Finder dan Digital Compass Untuk Sinkronisasi Azimuth Antena Terhadap Satelit Cakrawarta-2
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Indonesia.
DEWAN PENGUJI
Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Harry Sudibyo M.Sc. (
)
Penguji 1
: Dr. Abdul Halim MEng.
(
)
Penguji 2
: Dr. Abdul Muis ST, M.Eng,
(
)
Ditetapkan di : Depok Tanggal
: 7 Juli 2010
iii
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
KATA PENGANTAR
Puji syukur saya panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro pada Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Saya menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih kepada:
(1) Prof. Dr. Ir. Harry Sudibyo M.Sc., selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan waktu, tenaga, dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi ini; (2) Dr. Ir. Arman D. Diponegoro dan Filbert Hilman Juwono S.T., M.T., selaku pemberi ide, materil dan gagasan dalam perkembangan penyelesaian tugas akhir ini; (3) kedua orang tuaku yang tercinta, Muchtar Fauzi dan Supriani, dan kakakku Fauzan Fani, beserta keluarga tercinta yang telah memberi dukungan moril dan materil selama ini; (4) sahabat serta teman-teman yang telah banyak membantu saya dalam menyelesaikan skripsi ini; dan (5) pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu dalam pembuatan karya tulis ini.
Akhir kata, saya berharap Tuhan Yang Maha Esa berkenan membalas segala kebaikan semua pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi pengembangan ilmu.
Depok, 7 Juli 2010 Penulis
iv
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertandatangan di bawah ini : Nama
: Muhammad Cakra Megasakti
NPM
: 0806366125
Program Studi : Teknik Elektro Departemen
: Teknik Elektro
Fakultas
: Teknik
Jenis karya
: Skripsi
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Univesitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive RoyaltyFree Rights) atas karya ilmiah saya yang berjudul:
“Rancang Bangun Auto Tracking Dengan Menggunakan Microcontroller, GPS, Sat Finder dan Digital Compass Untuk Sinkronisasi Azimuth Antena Terhadap Satelit Cakrawarta-2” Beserta perangkat
yang ada (jika diperlukan). Dengan hak bebas royalti
Noneksklusif
Universitas
ini
Indonesia
berhak
menyimpan,
mengalih
media/mengformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat, dan mempublikasikan tugas akhir Saya selama tetap mencantumkan nama Saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini Saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di
: Depok
Pada tanggal : 7 Juli 2010 Yang menyatakan,
(Muhammad Cakra Megasakti)
v
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
ABSTRAK
Nama
: Muhammad Cakra Megasakti
Program Studi : S1 Ekstensi Teknik Elektro Judul
: Rancang Bangun Auto Tracking Dengan Menggunakan Microcontroller, GPS, Sat Finder dan Digital Compass Untuk Sinkronisasi Azimuth Antena Terhadap Satelit Cakrawarta-2
Skripsi ini membahas bagaimana membuat antena penerima dengan posisi yang berubah-ubah untuk diaplikasikan pada kapal laut agar dapat selalu pointing ke satelit yang digunakan(satelit cakrawarta-2). Agar antena dapat bergerak mengikuti arah azimuth satelit dibentuklah suatu rancang bangun dengan komponen-komponen didalamnya seperti GPS untuk menentukan posisi antenna penerima, motor penggerak yaitu digunakan motor DC, digital compass untuk mengetahui arah azimuth antenna penerima, satfinder untuk mencari sinyal satelit yang dimaksud dan mikrokontroler untuk mengendalikan pergerakan antena tersebut. Kata kunci: Antena, azimuth, digital compass, GPS, pointing, sat finder, satelit cakrawarta-2
vi Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
ABSTRACT
Name
: Muhammad Cakra Megasakti
Study Program : S1 Ekstensi Teknik Elektro Title
: Design of Auto Tracking Using Microcontroller, GPS, Sat Finder and Digital Compass to Synchronize Azimuth of Antenna against Cakrawarta-2 Satellite
This essay explores how to make the receiving antenna with an arbitrary position mounted on a ship in order to always be pointing to a satellite that is used (satellite cakrawarta-2). So that the antenna can move to follow the satellite azimuth direction formed a design with the components therein such as a GPS receiver to determine the antenna position, the motor of the DC motor is used, a digital compass to determine direction of receiver antenna azimuth, satfinder to search for satellite signals and the microcontroller is to control the movement of the antenna. Keywords: Antenna, azimuth, digital compass, GPS, pointing, sat finder, Satellite Cakrawarta-2
vii Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DAFTAR ISI Pernyataan Keaslian Seminar .................................................................................. Lembar Persetujuan ................................................................................................. Kata Penghantar ..................................................................................................... Halaman Pernyataan Publikasi ............................................................................... Abstrak .................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................... Daftar Isi ................................................................................................................. Daftar Gambar ........................................................................................................ Daftar Tabel ............................................................................................................
ii iii iv v vi vii viii x xi
BAB 1 PENDAHULUAN ...................................................................................... 1.1. Latar Belakang .................................................................................... 1.2. Permasalahan ...................................................................................... 1.3. Tujuan ................................................................................................. 1.4. Batasan Masalah ................................................................................. 1.5. Sistematika Penulisan .........................................................................
1 1 2 2 2 3
BAB 2 SISTEM TELEKOMUNIKASI SATELIT ................................................ 2.1. Teori Sistem Komunikasi Satelit ......................................................... 2.1.1. Satelit Geosynchronous (GEO) ........................................... 2.1.2. Satelit Cakrawarta-2 ............................................................ 2.2. Azimuth dan Elevasi ........................................................................... 2.3. Antena Parabola .................................................................................. 2.4. Dasar Teori Perangkat Pengendali Antena .......................................... 2.4.1. Mikrokontroler ATMEGA16 ............................................... 2.4.2. GPS (Global Positioning System) ........................................ 2.4.3. Digital Kompas .................................................................... 2.4.4. Satelit Finder ........................................................................ 2.4.5. Motor DC .............................................................................
5 5 5 7 8 12 14 15 15 20 21 21
BAB 3 RANCANG BANGUN .............................................................................. 3.1. Prinsip Kerja Rancang Bangun ........................................................... 3.2. Cara Kerja GPS Pada Rancang Bangun .............................................. 3.3. Cara Kerja Digital Kompas Pada Rancang Bangun ............................ 3.4. Cara Kerja Mikrokontroler Pada Rancang Bangun ............................. 3.5. Cara Kerja Driver Motor DC Pada Rancang Bangun .........................
24 24 25 36 40 42
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM .................................................. 4.1. Data Percobaan .................................................................................... 4.1.1. Pengujian Digital Kompas ............................................. 4.1.2. Pengujian GPS .............................................................. 4.1.3. Pengujian Sinyal dan Satelit Finder ...............................
44 44 45 46 47
viii Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
4.1.4. Pengujian Motor DC dan Digital Kompas ...................... 48 4.2. Data Keseluruhan Sistem ............................................................. 48 BAB 5 KESIMPULAN .......................................................................................... 55 Daftar Acuan ......................................................................................................... 56 Daftar Pustaka ......................................................................................................... 57 Lampiran
ix Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Satelit telkom .......................................................................... Gambar 2.2 Satelit pada orbit geostasioner ................................................. Gambar 2.3. Sudut azimuth dan elevasi (altitude) dalam pencitraan 3 dimensi ..................................................... Gambar 2.4. Sudut azimuth dan elevasi (altitude) terhadap objek benda langit ................................................................... Gambar 2.5. Koordinat kartesian 2 dimensi (x, y) ........................................ Gambar 2.6. Koordinat kartesian 3 dimensi (x, y, z) .................................... Gambar 2.7. Koordinat bola tiga dimensi (r, alpha, beta) ............................. Gambar 2.8. Gambaran umum GPS ............................................................. Gambar 2.9. Digital compass CMPS03 ....................................................... Gambar 2.10. Motor DC GearBox ................................................................. Gambar 2.11. Posisi awal gerakan motor ....................................................... Gambar 2.12. Posisi motor setelah 1800 ......................................................... Gambar 2.13. Arah putaran motor ................................................................. Gambar 3.1. Rancang bangun ...................................................................... Gambar 3.2. Schematic GPS Starter Kit ...................................................... Gambar 3.3. Pembagian zona kerja GPS pada rancang bangun .................... Gambar 3.3. Perubahan sudut zona kerja pada rancang bangun ................... Gambar 3.4. Perubahan sudut zona kerja 1 .................................................. Gambar 3.5. Perubahan sudut zona kerja 2 .................................................. Gambar 3.6. Perubahan sudut zona kerja 3 .................................................. Gambar 3.7. Perubahan sudut zona kerja 4 .................................................. Gambar 3.8. Perubahan sudut zona kerja 5 .................................................. Gambar 3.9. Perubahan sudut zona kerja 6 .................................................. Gambar 3.10. Perubahan sudut zona kerja 7 .................................................. Gambar 3.11. Perubahan sudut zona kerja 8 .................................................. Gambar 3.12. I2C communication protocol ................................................... Gambar 3.13 Rangkaian resistor pull up, jumper, dan tactile switch ............. Gambar 3.14. Flowchart cara kerja CMPS03 dengan metode I2C ................. Gambar 3.15 Konfigurasi pin ATMEGA16 .................................................. Gambar 3.16 Rangkaian driver motor DC .................................................... Gambar 4.1. Pergerakan antenna agar dapat menuju sudut yang diinginkan ....................................................................... Gambar 4.2. Tampilan siaran di televisi sebelum mencapai sudut azimuth yang diinginkan ................................................ Gambar 4.3. Tampilan siaran di televisi setelah mencapai sudut azimuth yang diinginkan tanpa dipengaruhi angin .......... Gambar 4.4. Tampilan siaran di televisi saat mencapai sudut azimuth yang diinginkan yang dipengaruhi angin ........... Gambar 4.5. Kuat dan kualitas signal sebelum mencapai sudut azimuth yang diinginkan ................................................ Gambar 4.6. Kuat dan kualitas signal sesudah mencapai sudut azimuth yang diinginkan tanpa dipengaruhi angin .......... Gambar 4.7. Kuat dan kualitas signal sesudah mencapai sudut azimuth yang diinginkan yang dipengaruhi angin ...........
5 6 9 10 10 11 11 16 21 21 22 22 23 24 26 28 29 29 31 32 33 34 34 34 35 37 39 40 40 43 50 52 52 53 53 53 54
x Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Kalimat NMEA-0183 .................................................................. Tabel 3.2 Penggunaan kalimat $GPGGA ..................................................... Tabel 3.3 Perhitungan pergerakan derajat motor untuk setiap zona .............. Tabel 3.4 Arah pergerakan derajat motor untuk setiap zona ......................... Tabel 3.5 Arah pergerakan derajat motor di zona khusus ............................. Tabel 3.6 Register CMPS03 ........................................................................ Tabel 4.1. Besar tegangan dan arus perangkat keras ..................................... Tabel 4.2. Hasil pengukuran digital kompas ................................................. Tabel 4.3. Hasil pengukuran GPS .................................................................. Tabel 4.4. Hasil pengujian signal dan satelit finder ....................................... Tabel 4.5. Data pengujian motor DC dan digital kompas .............................. Tabel 4.6. Hasil percobaan pengukuran sistem keseluruhan .......................... Tabel 4.7. Hasil perhitungan pengukuran sistem keseluruhan ....................... Tabel 4.8. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 1 ............................ Tabel 4.9. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 2 ............................ Tabel 4.10. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 3 ............................ Tabel 4.11. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 4 ............................ Tabel 4.12. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 5 ............................
27 27 35 35 36 37 44 46 46 47 48 49 49 50 51 51 51 51
xi Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Sekarang ini penyampaian informasi melalui televisi berlangganan yang menggunakan media transmisi satelit telah menjadi salah satu kebutuhan hidup masyarakat perkotaan. Kebutuhan masyarakat akan informasi dan hiburan menanjak tajam seiring perkembangan jaman dan teknologi. Indovision sebagai salah satu operator stasiun TV berlangganan melalui satelit memiliki berbagai program yang disajikan yang berisi program informasi dan hiburan. Tetapi permasalahan yang muncul saat ini adalah ketika antena penerima memiliki posisi yang berubah-ubah terhadap satelit seperti ketika antena dipasang pada kapal laut. Penerimaan siaran indovision sejauh ini terbatas pada suatu tempat yang tetap dan belum diaplikasikan dalam media bergerak di lautan. Teknologi auto tracking antenna sampai saat ini banyak diaplikasikan untuk kebutuhan darat. Walaupun sudah ada teknologi auto tracking antenna di laut akan tetapi perlu biaya mahal dan teknis yang rumit dalam membuatnya. Oleh karena itu untuk memenuhi kebutuhan akan informasi dan hiburan di lautan maka perlu dirancang suatu sistem peralatan yang memungkinkan antena dapat menerima siaran indovision dengan baik. Pembuatan sistem penjejakan pada antena penerima adalah solusi untuk permasalahan di atas, dimana antena dapat bergerak mengikuti arah azimuth antena sehingga dapat terjadi sinkronisasi antara antena penerima dan satelit dengan biaya yang murah dan segi teknis yang sederhana. Pembuatan system ini dikarenakan satelit Cakrawarta-2 yang digunakan tidak mempunyai sinyal penjejak, sehingga dilakukan percobaan menggunakan sinyal siaran satelit tersebut sebagai sinyal penjejak. Komponen-komponen
yang
akan
digunakan
adalah
GPS
untuk
menentukan posisi antenna penerima, motor penggerak yaitu digunakan motor DC, digital compass untuk mengetahui arah azimuth antena penerima, satfinder sebagai pengukur kuat signal yang ditangkap dan mikrokontroler untuk mengendalikan pergerakan antena tersebut.
1 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
1.2. Permasalahan Masalah yang akan dibahas disini adalah ketika antena ODU (Out Door Unit) memiliki posisi yang terus berubah. Sehingga permasalahan yang ada adalah bagaimana membuat perancangan sistem pengendalian antena bekerja secara optimal yaitu dengan cara membuat antena tersebut dapat selalu pointing ke satelit ketika posisinya berubah.
1.3. Tujuan Tujuan skripsi ini adalah merancang suatu system auto tracking antena broadcasting yang murah dan sederhana untuk diaplikasikan di kapal laut supaya dapat selalu pointing ke arah satelit yang dituju.
1.4. Batasan Masalah Untuk
menyederhanakan
dan
mempermudah
analisa,
tanpa
mengesampingkan prinsip-prinsip dasar dari sistem pengendalian tersebut, diberikan beberapa batasan, yaitu: 1. Antena yang digunakan adalah antena ODU jenis offset dengan diameter 80 cm. 2. Satelit yang digunakan adalah satelit Cakrawarta-2 (INDOVISION). Berada di lokasi 107.35 BT. Signal yang diambil adalah S-Band dengan frekuensi kerja 2520 MHz - 2670 Mhz. 3. Menggunakan mikrokontroler ATmega16 produksi ATMEL. 4. Motor penggerak yang digunakan adalah motor DC. 5. Hanya gerakan azimuth yang dibahas. Gerakan elevasi dan polarisasi tidak dibahas karena : • Perubahan elevasi akibat perubahan posisi dudukan antena dapat diatasi dengan menggunakan giroskop pada antena ODU. • Kapal dibatasi hanya bergerak sejauh 1875.5 km sehingga kuat sinyal akibat perubahan sudut elevasi tidak ada. Sudut elevasi yang menghasilkan kuat sinyal maksimum mempunyai toleransi 3° sehingga jarak terjauh yang dapat ditempuh supaya kuat sinyal masih maksimum
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
adalah jarak satelit ke bumi × tan ( sudut elevasi) = 35.786 km × tan 3° = 1875.5 km 6. Digital Compass berfungsi sebagai penunjuk arah antena terhadap arah mata angin. 7. Satellite Finder diperlukan untuk mengetahui besar kuat signal yang ditangkap. 8. GPS hanya untuk mengetahui posisi lintang dan bujur antena. 9. Tidak dilakukan pengukuran mendetail pada antena seperti pola radiasi, power antena, penguatan (gain), dan sebagainya. Skripsi ini hanya membatasi pada pergerakan antena agar selalu pointing ke satelit yang dimaksud.
1.5. Sistematika Penulisan Dalam suatu laporan perlu adanya sistematika penulisan demi terwujudnya penulisan yang baik dan gambaran masalah yang hendak dibicarakan. Pembahasan mengenai tugas akhir ini akan diuraikan dalam lima bab yang garisgaris besarnya adalah sebagai berikut :
BAB 1 Pendahuluan Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah, permasalahan, tujuan, batasan masalah, dan sistematika. BAB 2 Sistem Komunikasi Satelit Pada bab ini berisi tentang garis besar satelit dan antena yang meliputi sudut azimuth, sudut elevasi, antena, system auto tracking secara umum, dan disertai juga mengenai teori perangkat-perangkat yang akan digunakan seperti kompas digital, GPS, mikrokontroler, dan satelit finder. BAB 3 Rancang Bangun Bab ini berisi penjelasan perangkat utama pengendali antena yang digunakan. Mengenai fungsi dan cara kerja alat-alat tersebut dalam perancangan berikut dengan diagram alir kerja alat.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB 4 Pengujian dan Analisis Sistem Pada bab ini berisikan hasil pengujian rancang bangun dan hasil analisa antara hasil pengujian terhadap perhitungan teoritis. BAB 5 Kesimpulan Pada bab ini berisikan kesimpulan yang didapat selama dan setelah proses pembentukan rancang bangun.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB 2 SISTEM TELEKOMUNIKASI SATELIT
2.1. Teori Sistem Komunikasi Satelit Segment angkasa merupakan komponen dari sebuah sistem komunikasi satelit. Satelit merupakan sebuah benda angkasa yang bergerak mengelilingi benda
angkasa
lainnya.
Pada
umumnya
istilah
satelit
dalam
bidang
telekomunikasi lebih mengacu pada satelit buatan yang merupakan benda angkasa buatan manusia yang menunjang fungsi komunikasi di bumi dengan daerah cakupan yang luas dan relatif mengitari bumi selama 24 jam. Satelit memiliki dua bagian dasar, yaitu payload dan spacecraft bus[1]. Payload menjalankan fungsi utama dari satelit, misalnya fungsi komunikasi pada satelit telekomunikasi, pencitraan bumi pada satelit meteorologi, dan fotografi resolusi tinggi untuk keperluan eksplorasi sumber daya alam. Payload dari satelit komunikasi terdiri dari antena untuk menerima dan mentrasmisikan sinyal, dan transponder untuk menguatkan dan menggeser frekuensi sinyal. Spacecraft bus mendukung fungsi payload dengan melakukan kontrol terhadap orbit dan tingkah laku satelit yang diperlukan, daya listrik, suhu, mekanik, dan komunikasi data dua arah ke stasiun bumi. Bentuk fisik satelit dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Satelit Telkom.
Sejak sekian lama pelayanan telekomunikasi memainkan peran yang sangat penting dalam modernisasi kehidupan manusia. Secara tradisional, pengembangan-pengembangan infrastruktur jaringan telekomunikasi selama ini menggunakan teknologi terrestrial, tetapi disadari bahwa penyebaran teknologi
5 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
semacam itu memerlukan biaya investasi yang sangat tinggi dan waktu pengembangan yang lama. Oleh karena itu, teknologi satelit dipandang sebagai salah satu teknologi yang sesuai untuk menyediakan solusi yang memadai di beberapa negara. Satelit merupakan seperangkat peralatan yang diluncurkan ke orbit Geostasioner yang merupakan orbit dari satelit komunikasi yang berjarak ± 36.000 km dari permukaan bumi, sehingga menjadi satelit buatan yang mengorbit bumi secara relatif selama 24 jam. Selain itu satelit berfungsi sebagai stasiun relai yang menerima, memproses, serta memancarkan kembali sinyal komunikasi. Bentuk lintasan Geostasioner ini adalah bidang ellips atau lonjong, tujuannya yaitu memperpanjang waktu satelit terlihat dari bumi. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat gambar 2.2 yang merupakan ilustrasi dari sistem komunikasi satelit. Permukaan bumi dikelilingi oleh beberapa satelit yang bekerja pada orbit GEO sehingga dapat menjangkau hampir seluruh permukaan bumi.
!
Gambar 2.2 Satelit pada orbit geostasioner.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
2.1.2. Satelit Cakrawarta-2 Satelit
Cakrawarta
(Indostar)
merupakan
satelit
penyiaran
yang
memberikan pelayanan jasa komunikasi (penyiaran) di daerah Asia, khusunya Indonesia. Ada dua macam satelit bernama Indostar, yang pertama kali diluncurkan bernama Indostar-1, yang kedua bernama Indostar II. Indostar-1, yang juga dikenal sebagai Cakrawarta 1, merupakan satelit komunikasi yang diluncurkan pada tanggal 12 November 1997 menggunakan roket Ariane 44L-3 dari Kourou, French Guiana, sebagai satelit penyiaran langsung pertama di Asia. Indostar-1 merintis jasa komunikasi bagi masyarakat Indonesia dalam ranah televisi berlangganan di Indonesia. Sekitar 200 juta orang di Indonesia dapat menerima sinyal televisi dari satelit ini menggunakan antena mulai dari diameter 1 meter hingga 2 meter. Pada bulan April 1998, PT Datakom Asia (yang memegang saham terbesar untuk satelit ini) mengakui adanya masalah teknis pada satelit Indostar-1. Masalah ini disebabkan oleh kesulitan pengadaan energi yang mendukung satelit ini. Karena kegagalan regulator tenaga, dua dari lima transponder satelit ini tidak bisa dipergunakan setiap kali berpapasan dengan bumi. Selama periode tersebut, hanya tersedia 80 persen tenaga yang dibutuhkan. Usia satelit diperkirakan berkurang 7 tahun dari yang direncanakan, yakni 14 tahun. Pada tahun 2009, satelit Indostar-2 (Cakrawarta 2) diluncurkan, tepatnya pada hari Sabtu, 16 Mei pukul 7.58 waktu Indonesia Bagian Barat. Satelit ini diluncurkan dari Baikonur, Kazakhstan. Indostar II meluncur mengunakan Roket Brezze M buatan Khrunichev State Research di Moskow. Satelit buatan Boeing model BS 601 HP ini menyediakan layanan komunikasi dua arah dengan kecepatan tinggi untuk jasa internet, data, suara, video, dan multimedia yang dapat menjangkau
Indonesia,
India,
Filipina,
dan
Taiwan.
Indostar-2,
yang
menggantikan Indostar-1 ini, terdiri dari 32 transponder, termasuk 10 transponder aktif dan 3 transponder cadangan yang berfungsi sebagai penguat gelombang frekuensi S-Band. Dengan diluncurkannya satelit Indostar-2, saluran televisi yang dapat diterima masyarakat Indonesia bertambah berkali lipat hingga 120-150 saluran. Satelit Indostar-2 mulai beroperasi dan melayani pelanggan Indovision dan Top
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
TV (perusahaan yang bernaung di bawah MNC Sky Vision, sama dengan Indovision) di Indonesia pada pertengahan Juli 2009 dengan waktu beroperasi sekitar 15 tahun.
•
Nama satelit : Indostar-2 (Indostar 2, Galaxy 8iR, Cakrawarta 2, Protostar II)
•
Status: aktif
•
Operator: Protostar/PT MNC Indovision (Indonesia)
•
Tanggal Peluncuran: 16 Mei 2009
•
Tempat mengorbit: 107.35° E
•
Ketinggian mengorbit: 35.786 km
•
Tempat peluncuran: Baikonur
•
Kendaraan peluncur: Proton M
•
Massa saat diluncurkan: 3905 kg
•
Perusahaan manufaktur: Boeing (Hughes)
•
Model (bus): HS-601HP
•
Orbit: GEO
•
Waktu hidup (estimasi) : 15 tahun
•
Daya jangkau: 1. S-band Indonesia (aktif) 2. KU-band India (aktif) 3. Ku-band Indonesia (aktif) 4. Ku-Band Filipina/Taiwan (aktif) Hingga saat ini satelit Indostar-2 merupakan satelit terbesar dengan
kualitas tinggi di Asia. Jangkauannya yang luas dan karakternya yang tahan terhadap cuaca buruk menjadikannya salah satu satelit terunggul yang pernah diluncurkan. 2.2. Azimuth dan Elevasi Dalam sistem VSAT instalasi antena harus diperhitungkan secara matang. Antena tidak boleh obstacle terhadap apapun. Dalam setiap intalasi antena
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
"
pointing ke satelit harus benar-benar tepat agar daya yang diterima maupun yang dipancarkan maksimal. Untuk mendapatkan nilai Eb/No yang maksimal maka pointing antena ini menjadi hal yang sangat vital. Parameter yang penting adalah diameter antena, semakin besar diameter antena maka akan diperoleh gain yang besar, disamping itu akan diperoleh juga beamwidth yang sempit/runcing. Untuk memaksimalkan pointing antena ada dua hal yang harus diperhatikan yaitu menentukan sudut elevasi dan sudut azimuth. Sudut elevasi adalah sudut yang dibentuk oleh bidang horizontal dengan arah vertikal antena. Sedangkan sudut azimuth adalah sudut putar pada arah horizontal. Utara dipakai sebagai referensi sudut nol, tanda (+) berarti arah putaran searah jarum jam, tanda (-) untuk arah berlawanan jarum jam.
Gambar 2.3. Sudut azimuth dan elevasi (altitude) dalam pencitraan 3 dimensi
Untuk memudahkan pemahaman terhadap posisi benda-benda langit, diperkenalkan beberapa sistem koordinat. Setiap sistem koordinat memiliki koordinat masing-masing. Posisi benda langit seperti matahari dapat dinyatakan dalam sistem koordinat tertentu [3]. Selanjutnya nilainya dapat diubah ke dalam sistem koordinat yang lain melalui suatu transformasi koordinat.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#$
Gambar 2.4. Sudut azimuth dan elevasi (altitude) terhadap objek benda langit
Untuk menyatakan posisi sebuah benda di dalam ruang, dibutuhkan suatu sistem koordinat yang memiliki pusat koordinat (origin) dan sumbu koordinat (axis). Sistem koordinat yang paling dasar/sederhana adalah Kartesian (Cartesian). Jika kita berbicara ruang 2 dimensi, maka koordinat Kartesian 2 dimensi memiliki pusat di O dan 2 sumbu koordinat yang saling tegaklurus, yaitu x dan y. Dalam Gambar 2.5, titik P dinyatakan dalam koordinat x dan y.
Gambar 2.5. Koordinat Kartesian 2 Dimensi (x, y) Selanjutnya koordinat Kartesian 2 dimensi dapat diperluas menjadi Kartesian 3 dimensi yang berpusat di O dan memiliki sumbu x, y dan z. Pada Gambar 2.6, titik P dapat dinyatakan dalam x, y dan z. OP adalah jarak titik P ke pusat O.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
##
Gambar 2.6. Koordinat Kartesian 3 Dimensi (x, y, z) Koordinat Kartesian 3 dimensi (x, y, z) pada Gambar 2.6 dapat diubah menjadi Koordinat Bola (Spherical Coordinate) 3 dimensi (r, Alpha, Beta) seperti pada Gambar 2.7. Dalam koordinat Kartesian 3 dimensi, seluruh koordinat (x, y dan z) berdimensi panjang. Sedangkan dalam koordinat bola, terdapat satu koordinat yang berdimensi panjang (yaitu
r) dan dua koordinat lainnya
berdimensi sudut (yaitu Alpha dan Beta). Titik P masih tetap menyatakan titik yang sama dengan titik P pada Gambar 2.6. Jarak titik P ke pusat O sama dengan r. Jika titik P diproyeksikan ke bidang datar xy, maka sudut antara garis OP dengan bidang datar xy adalah Beta. Selanjutnya sudut antara proyeksi OP pada bidang xy dengan sumbu x adalah Alpha.
Gambar 2.7. Koordinat Bola Tiga Dimensi (r, Alpha, Beta) [4] Hubungan antara (x, y, z) dengan (r, Alpha, Beta) dinyatakan dalam transformasi koordinat berikut.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
t = r cos ( ) cos ( )
(2.1)
s = r cos ( ) sin ( )
(2.2)
z (zenith) = r sin ( )
(2.3) (2.4) (2.5) (2.6)
Dimana : s = jarak observer ke satelit dari sumbu y (posisi lintang satelit – posisi lintang observer) t = jarak observer ke satelit dari sumbu x (posisi bujur satelit – posisi bujur observer) r = jarak observer ke satelit = sudut azimuth = sudut elevasi
2.3. Antena Parabola Antena ini ditemukan oleh Heinrich Hertz pada tahun 1888. Antena parabola adalah antena reflektor perkuatan tinggi yang digunakan untuk radio, televisi dan komunikasi data, dan juga untuk radio-lokasi (RADAR), padabagianbagian UHF dan SHF spektrum magnetik. Panjang gelombang energy elektromagnetik (radio) yang relatif pendek pada frekuensi-frekuensi ini memungkinkan reflektor-reflektor berukuran memadai untuk menunjukkan respon sangat terarah yang sangat diinginkan baik untuk menerima maupun meneruskan. Sebuah antena parabola yang lazim terdiri atas sebuah reflektor parabola yang disinari oleh sebuah antena pengisian kecil. Reflektor adalah sebuah permukaan metalik yang berbentuk dalam sebuah paraboloid putaran dan (biasanya) dipotong dalam sebuah pinggiran melingkar yang membentuk diameter antena. Paraboloid ini memiliki sebuah titik inti berbeda yang memiliki sifat pemantul parabola yang
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
mana sebuah sumber cahaya titik pada fokus ini menghasilkan sebuah sinar cahaya paralel yang disejajarkan dengan poros putaran [5]. Antena pengisian ditempatkan pada fokus reflektor. Antena ini lazimnya adalah sebuah tipe perkuatan rendah seperti dwi kutub setengah gelombang. Antena pengisian disambungkan ke peralatan penerus atau penerima frekuensi radio terkait (RF) menggunakan sebuah antaran gelombang cekung/berlubang atau sambungan transmisi kabel coaxcial. Memandang antenna parabola sebagai sebuah lubang melingkar memberikan perkiraan berikut untuk perkuatan maksimal :
G
( 2D2)/
2
G
(9.87D2)/
(2.7)
atau 2
(2.8)
Dimana : G adalah perkuatan tenaga atas isotropic D adalah diameter reflektor dalam unit-unit yang sama dengan panjang gelombang adalah panjang gelombang
Piring reflektor bisa berbentuk padat, bermata jala atau kawat dalam konstruksinya dan ini dapat sepenuhnya melingkar atau ada empat persegi panjang bergantung dari pola radiasi unsur pemakanan atau pengisian. Antenaantena padat memiliki karakteristik-karakteristik lebih ideal tetapi menyulitkan karena bobot dan beban angin yang tinggi. Tipe-tipe kawat dan mata jala berbobot lebih ringan, lebih mudah untuk dibuat dan memiliki karakteristik-karakteristik sangat ideal, jika lubang-lubang atau gelas-gelas dibuat di bawah 1/10 dari panjang gelombang.
Antena yang digunakan pada pembuatan tugas akhir ini adalah jenis
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
antenna parabola tipe offset. Dimana antenna jenis ini bekerja dengan cara mengumpulkan sinyal dan memfokuskanya pada satu titik yang disebut titik fokus [6]. Di titik ini ditaruh alat receiver (penerima/LNB) yang gunanya 'menangkap dan memfilter' sinyal elektromagnet yang diinginkan yang dipantulkan oleh parabola [7]. LNB merupakan jantung dari antena satelit. Pada dasarnya, merupakan sebuah rongga resonator yang menerima sinyal satelit yang difokuskan dari pantulan antena dan memproses sinyal tersebut. Serupa dengan pipa organ yang mengubah energi transmisi menjadi sinyal elektrik. Sebuah switch elektonik tambahan memperkuat sinyal ini sebelum dikirim ke kabel coax dan mengubahnya menjadi frekuensi yang lebih rendah untuk mengurangi kehilangan sinyal di kabel. Catu daya untuk switch elektronik juga menarik. Daya disediakan oleh receiver dan disalurkan melalui kabel coax. Sehingga kabel coax tidak hanya menyalurkan sinyal yang diterima dari antena ke receiver, tetapi juga memerlukan daya operasi dari receiver ke LNB (beserta sinyal kendali tambahan). Jadi kinerja suatu TV satelit dipengaruhi oleh sejumlah faktor-faktor fisik seperti [8] : 1. Temperatur derau low noise block (LNB). 2. Antenna pointing loss. 3. Usia transponder (satelit). 4. Penyerapan pada atmosfer oleh oksigen dan uap air. 5. Variasi suhu. 6. Rintangan, seperti pohon, gedung, burung, atau pesawat.
2.4. Dasar Teori Perangkat Pengendali Antena Pada pembuatan tugas akhir ini digunakan beberapa perangkat keras yang memiliki fungsi dan kerja masing-masing. Berikut adalah gambaran umum tentang perangkat-perangkat keras yang digunakan.
2.4.1. Mikrokontroler ATmega16
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Terdapat banyak aplikasi yang tidak memerlukan prosesor performa tinggi, biaya rendah dan keandalan tinggi adalah syarat utama, dimensi yang kecil dan konsumsi daya rendah sering merupakan kunci utama. Semua ini dapat dicapai dengan meletakkan sirkuit prosesor. Beberapa antar muka input/output, sirkuit timer, dan fitur desain lain pada chip tunggal untuk mempermudah implementasi sistem kontrol komputer lengkap menggunakan sangat sedikit chip. Chip mikroprosesor yang menyertakan antar muka I/O dan beberapa memori umumnya disebut sebagai mikrokontroler. Sistem fisik yang mempergunakan kontrol komputer untuk tujuan tertentu, bukannya untuk komputasi generalpurpose, disebut sebagai system embedded. [9] Mikrokontroler adalah suatu keping IC dimana terdapat mikroprosesor dan memori program (ROM) serta memori serbaguna (RAM), bahkan ada beberapa jenis mikrokontroler yang memiliki fasilitas ADC, PLL, EEPROM dalam satu kemasan. Penggunaan mikrokontroler dalam bidang kontrol sangat luas dan populer. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega16 produksi ATMEL dan menggunakan modul DT-AVR Low Cost Micro System yaitu sebuah modul single chip dengan basis mikrokontroler AVR® dan memiliki kemampuan untuk melakukan komunikasi data serial secara UART RS-232 serta pemrograman memori melalui ISP (In-System Programming). AT Mega 16 memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega16 lebih cepat dan memori flash sebesar 16 Kb, bila dibandingkan dengan varian MCS 51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega16 sebagai mikrokontroler yang powerfull.
2.4.2. GPS (Global Positioning System) [10] GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikelola oleh Amerika Serikat dan diatur dengan format NMEA (National Marine Electronics Association). Sistem ini didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga-dimensi serta informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluruh dunia tanpa bergantung waktu dan cuaca, bagi banyak orang secara simultan. Saat ini GPS sudah banyak digunakan
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi, kecepatan, percepatan ataupun waktu yang teliti. GPS dapat memberikan informasi posisi dengan ketelitian bervariasi dari beberapa millimeter (orde nol) sampai dengan puluhan meter. Sistem GPS dibagi tiga bagian yaitu satelit, pengontrol, dan pemakai.
Gambar 2.8. Gambaran umum GPS
Kemampuan GPS Beberapa kemampuan GPS antara lain dapat memberikan informasi tentang posisi, kecepatan, dan waktu secara cepat, akurat, murah, dimana saja di bumi ini tanpa tergantung cuaca. Hal yang perlu dicatat bahwa GPS adalah satusatunya sistem navigasi ataupun sistem penentuan posisi dalam beberapa abad ini yang memiliki kemampuan handal seperti itu. Ketelitian dari GPS dapat mencapai beberapa mm untuk ketelitian posisinya, beberapa cm/s untuk ketelitian kecepatannya dan beberapa nanodetik untuk ketelitian waktunya. Ketelitian posisi yang diperoleh akan tergantung pada beberapa faktor yaitu metode penentuan posisi, geometri satelit, tingkat ketelitian data, dan metode pengolahan datanya.
Produk yang diberikan GPS Secara umum produk dari GPS adalah posisi, kecepatan, dan waktu. Selain itu ada beberapa produk lainnya seperti percepatan, azimuth, parameter attitude, TEC (Total Electron Content), WVC (Water Vapour Content), Polar motion parameters, serta beberapa produk yang perlu dikombinasikan dengan informasi eksternal dari sistem lain, produknya antara lain tinggi ortometrik, undulasi geoid, dan defleksi vertikal.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Prinsip penentuan posisi dengan GPS Prinsip penentuan posisi dengan GPS yaitu menggunakan metode reseksi jarak, dimana pengukuran jarak dilakukan secara simultan ke beberapa satelit yang telah diketahui koordinatnya. Pada pengukuran GPS, memiliki empat parameter yang harus ditentukan : yaitu 3 parameter koordinat X,Y,Z atau L,B,h dan satu parameter kesalahan waktu akibat ketidaksinkronan jam osilator di satelit dengan jam di receiver GPS. Oleh karena diperlukan minimal pengukuran jarak ke empat satelit.
Tipe alat (Receiver ) GPS Ada 3 macam tipe alat GPS, dengan masing-masing memberikan tingkat ketelitian (posisi) yang berbeda-beda. Tipe alat GPS pertama adalah tipe Navigasi (Handheld, Handy GPS) dengan ketelitian posisi yang diberikan saat ini baru dapat mencapai 3 sampai 6 meter. Tipe alat yang kedua adalah tipe geodetik single frekuensi (tipe pemetaan), yang biasa digunakan dalam survey dan pemetaan yang membutuhkan ketelitian posisi sekitar sentimeter sampai dengan beberapa desimeter. Tipe terakhir adalah tipe Geodetik dual frekuensi yang dapat memberikan ketelitian posisi hingga mencapai milimeter. Tipe ini biasa digunakan untuk aplikasi precise positioning seperti pembangunan jaring titik kontrol, survey deformasi, dan geodinamika.
Sinyal dan Bias pada GPS GPS memancarkan dua sinyal yaitu frekuensi L1 (1575.42 MHz) dan L2 (1227.60 MHz). Sinyal L1 dimodulasikan dengan dua sinyal pseudo-random yaitu kode P (Protected) dan kode C/A (coarse/aquisition). Sinyal L2 hanya membawa kode P. Setiap satelit mentransmisikan kode yang unik sehingga penerima (receiver GPS) dapat mengidentifikasi sinyal dari setiap satelit. Pada saat fitur ”Anti-Spoofing” diaktifkan, maka kode P akan dienkripsi dan selanjutnya dikenal sebagai kode P(Y) atau kode Y. Ketika sinyal melalui lapisan atmosfer, maka sinyal tersebut akan terganggu oleh konten dari atmosfer tersebut. Besarnya gangguan di sebut bias.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Bias sinyal yang ada utamanya terdiri dari 2 macam yaitu bias ionosfer dan bias troposfer. Bias ini harus diperhitungkan (dimodelkan atau diestimasi atau melakukan teknik differencing untuk metode diferensial dengan jarak baseline yang tidak terlalu panjang) untuk mendapatkan solusi akhir koordinat dengan ketelitian yang baik. Apabila bias diabaikan maka dapat memberikan kesalahan posisi sampai dengan orde meter.
Error Source pada GPS Pada sistem GPS terdapat beberapa kesalahan komponen sistem yang akan mempengaruhi ketelitian hasil posisi yang diperoleh. Kesalahan-kesalahan tersebut contohnya kesalahan orbit satelit, kesalahan jam satelit, kesalahan jam receiver, kesalahan pusat fase antena, dan multipath. Hal-hal lainnya juga ada yang mengiringi kesalahan sistem seperti efek imaging, dan noise. Kesalahan ini dapat dieliminir salah satunya dengan menggunakan teknik differencing data.
Metoda penentuan posisi dengan GPS Metoda penentuan posisi dengan GPS pertama-tama terbagi dua, yaitu metoda absolut, dan metoda diferensial. Masing-masing metoda kemudian dapat dilakukan dengan cara real time dan atau post-processing. Apabila obyek yang ditentukan posisinya diam maka metodenya disebut Statik. Sebaliknya apabila obyek yang ditentukan posisinya bergerak, maka metodenya disebut kinematik. Selanjutnya lebih detail lagi kita akan menemukan metoda-metoda seperti SPP, DGPS, RTK, Survei GPS, rapid statik, pseudo kinematik, dan stop and go, serta masih ada beberapa metode lainnya.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#"
Ketelitian Posisi yang diperoleh dari Sistem GPS Untuk aplikasi sipil, GPS memberikan nilai ketelitian posisi dalam spektrum yang cukup luas, mulai dari meter sampai dengan milimeter. Sebelum mei 2000 (SA on) ketelitian posisi GPS metode absolut dengan data psedorange mencapai 30 - 100 meter. Kemudian setelah SA off ketelitian membaik menjadi 3 - 6 meter. Sementara itu Teknik DGPS memberikan ketelitian 1-2 meter, dan teknik RTK memberikan ketelitian 1-5 sentimeter. Untuk posisi dengan ketelitian milimeter diberikan oleh teknik survai GPS dengan peralatan GPS tipe geodetik dual frekuensi dan strategi pengolahan data tertentu.
Hal-hal yang perlu dilakukan agar kesalahan posisi akibat salah setting receiver dapat dikurangi : •
Perlu tahu DATUM yang dipakai pada peta kerja
•
Setting parameter receiver sesuai dengan yang ada di peta
Hal-hal lain yang wajib dilaksanakan saat pengukuran dilapangan : •
Setup harus selalu dicek saat akan ke lapangan maupun setelah pergantian baterai dilakukan.
•
Hindari pengukuran dekat gedung transmisi tegangan tinggi, stasiun pemancar besar ( TV, Radio)
•
Pengoperasian alat tergantung Receiver nya + Metoda yang dipakai
Aplikasi GPS GPS dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang seperti : •
Militer GPS digunakan untuk keperluan perang, seperti menuntun arah bom, atau mengetahui posisi pasukan berada.
•
Navigasi Jenis GPS banyak juga digunakan sebagai alat navigasi seperti kompas. Beberapa jenis kendaraan telah dilengkapi dengan GPS untuk alat bantu navigasi, dengan menambahkan peta, maka bisa digunakan untuk memandu pengendara, sehingga pengendara bisa mengetahui jalur mana yang sebaiknya dipilih untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
$
•
Sistem Informasi Geografis Untuk
keperluan
sistem
informasi
geografis,
GPS
sering
juga
diikutsertakan dalam pembuatan peta, seperti mengukur jarak perbatasan, ataupun sebagai referensi pengukuran. •
Sistem pelacakan kendaraan Kegunaan lain GPS adalah sebagai pelacak kendaraan, dengan bamtuan GPS pemilik kendaraan/pengelola armada bisa mengetahui ada dimana saja kendaraannya/aset bergeraknya berada saat ini.
•
Pemantau gempa Bahkan saat ini, GPS dengan ketelitian tinggi bisa digunakan untuk memantau pergerakan tanah, yang ordenya hanya mm dalam setahun. Pemantauan pergerakan tanah berguna untuk memperkirakan terjadinya gempa, baik pergerakan vulkanik ataupun tektonik.
2.4.3. Digital Compass [11] Prinsip
kerja
digital
compass
dipresentasikan
sebagai
bahan
ferromagnetic permaalloy (20% Fe dan 80% Ni), diasumsikan ketika tidak ada pengaruh medan magnet dari luar (H) maka magnetisasi dari permaalloy akan sejajar dengan arus sehingga resistansinya akan tergantung sepenuhnya dengan besar arus, namun ketika ada pengaruh medan magnet dari luar maka permaalloy akan membentuk sudut a. sehingga resistansinya berubah menjadi : R = Ro + Ro cos2a
Dimana Ro dan pembuatan bahan. Sistem
(2.9)
Ro adalah parameter permaalloy yang diatur saat navigasi
yang
cukup
baik,
efektif,
mudah
digunakan dan murah meriah adalah dengan kompas digital. Banyak jenis kompas digital yang diproduksi khusus untuk keperluan robotika, salah satu yang sangat populer adalah CMPS03 Magnetic Compass buatan Devantech Ltd. CMPS03 yang berukuran 4 x 4 cm ini menggunakan sensor medan magnet Philips KMZ51 yang cukup sensitif untuk mendeteksi medan magnet bumi dengan tingkat akurasi 3-4 derajat dan resolusi 1 derajat.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Gambar 2.9. Digital Compass CMPS03
2.4.4. Satelit Finder Satfinder merupakan suatu transducer yang mengubah radio frequency menjadi tegangan dc. Sinyal dari antena penerima diterima pada transistor BFG65, lalu sinyal dikonversi menjadi energi listrik DC untuk dialirkan ke IC LM 358. Energi listrik DC yang diterima oleh IC LM 358 dibalik (inverting) untuk kemudian dilanjutkan ke Level Meter.
2.4.5. Motor DC Salah satu komponen yang diperlukan dalam system pengendali adalah actuator. Actuator
adalah komponen pertama untuk melakukan gerakan,
mengubah energi elektrik menjadi gerakan mekanik. Adapun jenis actuator salah satunya adalah motor listrik. Motor listrik dikelompokkan menjadi motor DC dan motor AC, perbedaannya terdapat pada tegangan yang menggerakkannya.
Gambar 2.10. Motor DC GearBox
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Motor dc terdiri
dari bagian-bagian yang dapat menggerakkan motor
tersebut, yaitu: 1.
Rotor, yaitu bagian yang berputar pada motor berupa kumparan kawat.
2.
Stator, yaitu bagian yang diam pada motor berupa magnet.
3.
Komutator, yaitu cincin belah yang berfungsi sebagai penukar arus.
4.
Sikat, yaitu sepasang batang grafit yang menempel pada komutator tetapi tidak berputar.
Gambar 2.11. Posisi awal gerakan motor
Misalkan kedudukan mula-mula seperti pada gambar 2.13 arus listrik mengalir dari kutub (+) baterai melalui sikat S1 – cincin C1- rotor ABCD – cincin C2 – sikat S2 – kembali ke kutub (-) baaterai. Ketika rotor CD yang dekat dengan kutub utara mengalami gaya ke atas dan sisi rotor AB yang dekat dengan kutub selatan mengalami gaya ke bawah. Akibatnya rotor ABCD berputar searah jarum jam.
Gambar 2.12. Posisi motor setelah 1800 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Setelah setengah putaran (1800), terjadi pertukaran posisi antara sikat dan comutator. Sekarang, C2 menyentuh sikat S1 dan C1 menyentuh sikat S2. Sehingga arus mengalir dari kutub (+) baterai menuju kutub (-) melalui sikat 1 (S1),Comutator 2 (C2), Rotor DCBA, Comutator 2 (C2), dan sikat 2 (S2). Pertukaran posisi antara sikat dan comutator mengakibatkan motor terus berputar Arah gerakan motor arus searah dapat diatur dengan dua cara yaitu mengubah polarisasi arah arus searah pada belitan medan magnet (+) dan (-), atau dengan mengubah arah arus dengan menukar (+) dan (-) pada sikat. Pada prinsipnya membalik arah motor searah memang dengan dua cara yang telah disebutkan di atas, namun dalam suatu rangkaian elektronika kita memerlukan suatu rangkaian penggerak motor yang dapat membalik arah gerak motor dengan mudah misalnya dengan menggunakan transistor. Transistor pada rangkaian pembalik putaran motor berfungsi sebagai saklar (switching).
Gambar 2.13. Arah Putaran Motor
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB 3 RANCANG BANGUN
3.1. Prinsip Kerja Rancang Bangun
Gambar 3.1. Rancang Bangun
Rancang bangun ini menggunakan 3 inputan yang akan diproses lebih lanjut di dalam controller. Inputan tersebut adalah pulsa dari digital kompas (metode I2C), data dari GPS, dan tegangan dari satellite finder. Dari peralatan tersebut akan dibentuk suatu rancangan elektronik sehingga proses auto tracking satellite ini dapat bekerja seperti yang diinginkan. Kerja alat ini dimulai dengan pembacaan arah digital kompas yang dalam proses mekaniknya searah dengan titik pusat piringan antena. Apabila nilai yang dihasilkan adalah kurang dari 180° maka motor bergerak berlawanan arah jarum jam dan apabila lebih dari 180° maka motor bergerak searah jarum jam. Proses tersebut terus dilakukan hingga mencapai 0° dan motor pun berhenti, keadaan ini adalah keadaan dimana motor menghadap ke arah utara. Lalu mikrokontroller 24 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
akan mengambil data dari GPS berupa nilai latitude dan longitude yang kemudian akan dijadikan acuan untuk menentukan zona kerja alat. Untuk mengetahui lebih jelasnya pembagian zona akan dibahas di sub bab cara kerja GPS di dalam Bab 3 ini. Setelah mengetahui zona kerja dan menentukan arah proses pemutaran motor dan berapa besar sudut putarnya, maka akan dilanjutkan dengan pembacaan besar tegangan yang dihasilkan dari satelit find satellite finder. Tegangan dari satelit finder dihasilkan sebagai indikator kuat sinyal yang diterima antena. Apabila tegangan yang dihasilkan kurang dari yang diharapkan, maka mikrokontroller akan mengulang kembali ke proses cek zona untuk mendapatkan posisi terbaru dan menggerakan motor. Akan tetapi bila tegangan yang dibaca cukup, maka antena tidak akan bergerak (diam).
3.2. Cara Kerja GPS Pada Rancang Bangun GPS ini mengeluarkan output sesuai dengan NMEA-0183. NMEA-0183 adalah standar kalimat laporan yang dikeluarkan oleh GPS receiver. Standar NMEA memiliki banyak jenis bentuk kalimat laporan, di antaranya yang paling penting adalah koordinat lintang (latitude), bujur (longitude), ketinggian (altitude), waktu sekarang standar UTC (UTC time), dan kecepatan (speed over ground) [12]. Akan tetapi pada rancang bangun ini hanya digunakan $GPGGA untuk mengambil data latitude dan longitude dikarenakan tipe $GPGGA mengeluarkan data lebih cepat dibanding $GPGLL. Adapun banyaknya satelit yang harus dipenuhi dalam pengambilan data pun memiliki jumlah minimum sebanyak 3 buah. Apabila satelit yang ditangkap GPS kurang dari 3 maka GPS tidak akan mengeluarkan data yang diinginkan. GPS yang digunakan pada rancang bangun adalah GPS Starter Kit dengan schematic sebagai berikut :
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gambar 3.2. Schematic GPS Starter Kit
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Jenis kalimat NMEA-0183 adalah sebagai berikut.
Tabel 3.1 Kalimat NMEA-0183 Kalimat $GPGGA $GPGLL $GPGSA $GPGSV $GPRMC $GPVTG
Deskripsi Global positioning system fixed data Geographic position - latitude / longitude GNSS DOP and active satellites GNSS satellites in view Recommended minimum specific GNSS data Course over ground and ground speed
Contoh: $GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F
Tabel 3.2 Penggunaan kalimat $GPGGA Field Sentence ID UTC Time Latitude N/S Indicator Longitude E/W Indicator Position Fix
Contoh isi $GPGGA 092204.999 4250.5589 S 14718.5084 E 1
Satellites Used HDOP Altitude Altitude Units Geoid Seperation Seperation Units DGPS Age DGPS Station ID Checksum Terminator
04 24.4 19.7 M
Deskripsi hhmmss.sss ddmm.mmmm N = North, S = South dddmm.mmmm E = East, W = West 0 = Invalid, 1 = Valid SPS, 2 = Valid DGPS, 3 = Valid PPS Satellites being used (0-12) Horizontal dilution of precision Altitude in meters according to WGS-84 ellipsoid M = Meters Geoid seperation in meters according to WGS-84 ellipsoid M = Meters Age of DGPS data in seconds
0000 *1F CR/LF
Prinsip lintang dan bujur : 1° = 60 menit 1 menit = 60 detik = 1.885,37 meter 1 detik = 30,9227 meter
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Latitude 4250.5589 S dan longitude 14718.5084 E diubah terlebih dahulu ke dalam bentuk derajat. Dimana pada latitude angka 42 adalah degree 50.5589 adalah minute sehingga bila dikonversikan ke dalam derajat maka menjadi 42 + (50.5589/60) = 42,842° S. Dan untuk longitude 147 adalah degree dan 18.5084 adalah minute. Bila dikonversikan ke dalam degree maka menjadi 147 + (18.5084/60) = 147,308° E. Dikarenakan posisi lintang satelit dan bujur satelit Cakrawarta 2 adalah 0 dan 107.35 E maka pada wilayah kerja rancang bangun ini akan di bagi menjadi 8 zona. Dimana 4 zona akan ditunjukan pada gambar 3.3, sedangkan 4 zona lainnya adalah garis yang diapit antara 2 zona, yaitu zona 5 adalah garis antara zona 1 dan 2, zona 6 adalah garis antara zona 2 dan 3, zona 7 adalah garis yang diapit antara zona 3 dan 4, dan zona 8 adalah garis yang diapit antara zona 4 dan 1.
Gambar 3.3. Pembagian zona kerja GPS pada rancang bangun
X = Bujur (longitude) Y = Lintang (latitude)
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
"
Gambar 3.3. Perubahan sudut zona kerja pada rancang bangun
Dari gambar di atas dapat disumpulkan bahwa tiap zona memiliki arah putar dan sudut putaran yang berbeda-beda. Sehingga menyebabkan perhitungan sudut pun berbeda-beda caranya. Karakteristik tiap-tiap zona akan dijelaskan oleh gambar-gambar dan keterangan dibawah ini :
Zona 1 (Lintang = U dan Bujur > 107.35) &
&
&
' '
' !
%# °
!
%°
%# °
%° ! (°
(°
Kondisi Awal
Kondisi A1>A2
%# °
Kondisi A2>A1
Gambar 3.4. Perubahan sudut zona kerja 1
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
$
•
Kondisi Awal
o x = x – 107.35 o A1 = atan y/x o Sudut awal = 90 + A1 o Motor berputar CCW, antena bergerak ke kiri sebesar 90 + A1 o Kompas = 270 – A1 •
Kondisi Akhir
o x = x – 107.35 o A2 = atan y/x o Sudut 2 = 90 + A2 o Jika A1>A2 ¬ B = Sudut awal – sudut 2 = (90 + A1) – (90 + A2) = A1 – A2
¬ Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar B ¬ Kompas = 270 – A2 o Jika A1
¬ Motor berputar CCW, antena bergerak ke kiri sebesar B ¬ Kompas = 270 – A2 o Jika A1=A2 ¬ Motor Stop
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Zona 2 (Lintang = S dan Bujur > 107.35) &
'
&
' (°
%°
!
&
'
(°
%°
!
%# °
%# °
%# °
Kondisi Awal
Kondisi A1>A2
Kondisi A2>A1
Gambar 3.5. Perubahan sudut zona kerja 2
•
Kondisi Awal
o x = x – 107.35 o A1 = atan x/y o Sudut awal = A1 o Motor berputar CCW, antena bergerak ke kiri sebesar A1 o Kompas = 360 – A1 •
Kondisi Akhir
o x = x – 107.35 o A2 = atan x/y o Sudut 2 = A2 o Jika A1>A2 ¬ B = Sudut awal – sudut 2 = A1 – A2 ¬ Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar B ¬ Kompas = 360 – A2 o Jika A1
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Zona 3 (Lintang = S dan Bujur < 107.35) &
&
'
&
' %°
(°
!
! %# °
%# °
Kondisi Awal
' %°
(°
%#°
Kondisi A1>A2
Kondisi A2>A1
Gambar 3.6. Perubahan sudut zona kerja 3
•
Kondisi Awal
o x = 107.35 - x o A1 = atan x/y o Sudut awal = A1 o Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar A1 o Kompas = A1 •
Kondisi Akhir
o x = 107.35 - x o A2 = atan x/y o Sudut 2 = A2 o Jika A2>A1 ¬ B = Sudut 2 – sudut awal = A2 – A1 ¬ Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar B ¬ Kompas = A2 o Jika A2
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Zona 4 (Lintang = U dan Bujur < 107.35) & &
&
'
'
%# °
' %#°
%# °
!
%°
%°
!
!
(°
(°
Kondisi Awal
Kondisi A1>A2
Kondisi A2>A1
Gambar 3.7. Perubahan sudut zona kerja 4
•
Kondisi Awal
o x = 107.35 - x o A1 = atan y/x o Sudut awal = 90 + A1 o Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar 90 + A1 o Kompas = 90 + A1 •
Kondisi Akhir
o x = 107.35 - x o A2 = atan y/x o Sudut 2 = 90 + A2 o Jika A2>A1 ¬ B = Sudut 2 – sudut awal = A2 – A1 ¬ Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan sebesar B ¬ Kompas = 90 + A2 o Jika A2
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
o Jika A1=A2 ¬ Motor Stop
Zona 5 (Lintang = 0 dan Bujur >107.35)
*
$°
Gambar 3.8. Perubahan sudut zona kerja 5
•
Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan atau kiri kearah barat (270°)
Zona 6 (Lintang = S dan Bujur =107.35) )
$°
Gambar 3.9. Perubahan sudut zona kerja 6
•
Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan atau kiri kearah utara (0°)
Zona 7 (Lintang = 0 dan Bujur <107.35)
"$°
Gambar 3.10. Perubahan sudut zona kerja 7
•
Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan atau kiri kearah timur (90°)
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Zona 8 (Lintang = U dan Bujur =107.35)
# $°
Gambar 3.11. Perubahan sudut zona kerja 8
•
Motor berputar CW, antena bergerak ke kanan atau kiri kearah selatan (180°)
Dari pembagian zona maka disimpulkan :
•
Kondisi Awal Tabel 3.3 Perhitungan pergerakan derajat motor untuk setiap zona
Indikator (y)
N S
Daerah (x)
x> 107.35 x> 107.35
Zona
1 2
S
x< 107.35
3
N
x< 107.35
4
•
Lintang
Keterangan (y = lintang dan x = bujur)
Kondisi
Motor
Derajat
Kompas
Awal
CCW
90+A1
270-A1
Awal
CCW
A1
360-A1
Awal
CW
A1
A1
A1 = x/y = bujur/lintang
Awal
CW
90+A1
90+A1
A1 = y/x = lintang/bujur
x=x– 107.35 x=x– 107.35 x= 107.35 –x x= 107.35 –x
A1 = y/x = lintang/bujur A1 = x/y = bujur/lintang
Kondisi Akhir Tabel 3.4 Arah pergerakan derajat motor untuk setiap zona
Zona
Lintang
Kondisi
Motor
Derajat
Kompas
1
x=x– 107.35 x=x– 107.35 x = 107.35 –x x = 107.35 –x
A1>A2 A2>A1 A1>A2 A2>A1 A2>A1 A1>A2 A2>A1 A1>A2
CW CCW CW CCW CW CCW CW CCW
A1 – A2 A2 – A1 A1 – A2 A2 – A1 A2 – A1 A1 – A2 A2 – A1 A1 – A2
270-A2 270-A2 360-A2 360-A2 A2 A2 90+A2 90+A2
2 3 4
Keterangan (y = lintang dan x = bujur) A2 = y/x = lintang/bujur A2 = y/x = lintang/bujur A2 = x/y = bujur/lintang A2 = x/y = bujur/lintang A2 = x/y = bujur/lintang A2 = x/y = bujur/lintang A2 = y/x = lintang/bujur A2 = y/x = lintang/bujur
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
•
Kondisi Khusus (Zona 5 sampai zona 8)
Tabel 3.5 Arah pergerakan derajat motor di zona khusus Indikator (y) 0 S 0 N
Daerah (x)
Zona
A1
x > 107.35 x = 107.35 x < 107.35 x = 107.35
5 6 7 8
90 180 270 0
Kompas > A1, motor CW CW CW CW
Kompas < A1, motor CCW CCW CCW CCW
Kompas 270 0 90 180
2.3. Cara Kerja Digital Kompas Pada Rancang Bangun Dari bab sebelumnya dijelaskan bahwa rancang bangun ini menggunakan modul digital kompas CMPS03 yang memiliki dua metode antarmuka yaitu I2C dan PWM. Adapun spesifikasi untuk modul CMPS03-Devantech Magnetic Compass, yaitu:
• Catu daya : +5 VDC, • Konsumsi arus : 15 mA, • Antarmuka : I2C atau PWM, • Akurasi : 3-4 derajat, • Resolusi : 0,1 derajat, • Waktu konversi : 40ms atau 33,3ms dapat dipilih, • Telah dikalibrasi pada daerah dengan sudut inklinasi 67 derajat. Kompas digital ini hanya memerlukan supplai tegangan sebesar 5 Vdc dengan konsumsi arus 15mA. Pada CMPS03, arah mata angin dibagi dalam bentuk derajat yaitu : Utara (00), Timur (900), Selatan (1800) dan Barat (2700). Ada dua cara untuk mendapatkan informasi arah dari modul kompas digital ini yaitu dengan membaca sinyal PWM (Pulse Width Modulation) pada pin 4 atau dengan membaca data interface I2C pada pin 2 dan 3. Dalam rancang bangun ini metode yang digunakan pada digital kompas adalah I2C interface. Pin 2 dan 3 adalah jalur komunikasi I2C dan dapat digunakan untuk membaca data arah (bearing). Jika jalur I2C tidak digunakan, maka pin ini harus di pull up (ke +5V) melalui resistor yang nilainya sekitar 47K, nilai resistor tidak kritikal. I2C communication protocol dimulai dengan
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
mengirimkan start bit, address modul digital compass dengan read/write low (0xC0), kemudian nomor register yang akan dibaca. Selanjutnya diikuti dengan start bit lagi, address modul digital compass dengan read/write high (0xC1). Lalu membaca satu atau dua register (8 bit atau 16 bit).
Gambar 3.12. I2C communication protocol
Untuk register 16 bit, yang pertama kali dibaca adalah high byte. CMPS03 memiliki 16 register sesuai tabel berikut :
Tabel 3.6 Register CMPS03 Register 0 1 2,3 4,5 6,7 8,9 10,11 12 13 14 15
Function Software Revision Number Compass Bearing as a byte, i.e. 0-255 for a full circle Compass Bearing as a word, i.e. 0-3599 for a full circle, representing 0-359.9 degrees. Internal Test - Sensor1 difference signal - 16 bit signed word Internal Test - Sensor2 difference signal - 16 bit signed word Internal Test - Calibration value 1 - 16 bit signed word Internal Test - Calibration value 2 - 16 bit signed word Unused - Read as Zero Unused - Read as Zero Unused - Read as Zero Calibrate Command - Write 255 to perform calibration step. See text.
Register 0 adalah software revision number. Register 1 adalah data arah yang diubah dalam nilai 0-255. Dalam aplikasinya ini lebih mudah dibandingkan nilai 0-360 karena memerlukan dua byte. Untuk resolusi yang lebih tinggi pada Register 2 dan 3 akan menyimpan data arah 16 bit dengan nilai 0-3599. Ini
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
menunjukkan arah 0-359.9°. Register 4 sampai 11 adalah internal test register. Register 12, 13 dan 14 tidak digunakan. Register 15 digunakan untuk melakukan kalibrasi kompas. Pin 7 adalah input untuk memilih mode operasi 50Hz (low) atau 60Hz (high). Pilihan ini diperlukan untuk melakuk an sinkronisasi dengan frekuensi jala-jala PLN jika digital compass menggunakan power supply yang terhubung ke jala-jala PLN. Hal ini dapat menurunkan deviasi pembacaan data arah. Proses konversi didalam sensor, selesai dalam waktu 40mS (50Hz) atau 33.3mS (60Hz). Pin ini memiliki resistor pull up on board dan dapat dibiarkan tidak terhubung (unconnected) untuk operasi 60Hz. Pin 6 digunakan untuk kalibrasi digital compass. Pin ini memiliki resistor pull up on board dan dapat dibiarkan tidak terhubung setelah proses kalibrasi. Kalibrasi hanya perlu dilakukan sekali, data kalibrasi akan disimpan didalam EEPROM pada chip PIC16F872. Anda tidak perlu melakukan kalibrasi lagi setiap kali modul diaktifkan. Modul digital compass harus tetap dalam posisi horizontal terhadap permukaan bumi dengan sisi komponen berada dibagian atas. Jauhk an modul dari metal, terlebih lagi dari objek yang mengandung magnet. Kalibrasi Dengan Metode Pin dilakukan dengan cara Pin 6 dapat dihubungkan ke 0V (Ground) dengan sebuah push button switch. Dan lakukan langkah-langkah berikut : 1. Pastikan kompas pada posisi rata, hadapkan kearah Utara, tekan switch dan lepaskan. 2. Pastikan kompas pada posisi rata, hadapkan kearah Timur, tekan switch dan lepaskan. 3. Pastikan kompas pada posisi rata, hadapkan kearah Selatan, tekan switch dan lepaskan. 4. Pastikan kompas pada posisi rata, hadapkan kearah Barat, tekan switch dan lepaskan. Untuk menaikkan tegangan logika 1 yang dikeluarkan mikrokontroler dan digital kompas maka dibuatlah rangkaian pull up lengkap dengan jumper untuk memudahkan pergantian metode I2C dan PWM berikut dengan rangkaian kalibrasi seperti pada Gambar 3.13. Lalu pada saat menggunakan komunikasi I2C, hubungkan pin 2 & 4 serta pin 1 & 3 dari JP1 untuk memberi resistor pull up 1k
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
"
ohm pada jalur SCL & SDA. Sedangkan pada saat menggunakan metode PWM, hubungkan pin 3 & 5 serta 4 & 6 dari JP1 untuk memberi resistor pull up sebesar 47k ohm pada jalur SCL & SDA. Tambahan 2 LED pada rangkaian hanya untuk menunjukan indikator kalibrasi dan power.
Gambar 3.13 Rangkaian resistor pull up, jumper dan tactile switch
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
$
Gambar 3.14. Flowchart cara kerja CMPS03 dengan metode I2C
2.4. Cara Kerja Mikrokontroler Pada Rancang Bangun ATMega16 mempunyai empat buah port yang bernama PortA, PortB, PortC, dan PortD. Masing-masing pin dapat diberikan fungsi sesuai kinerja yang dibutuhkan.
Gambar 3.15 Konfigurasi pin ATMEGA16
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Vcc
: Tegangan suplai dijital sebesar 5 volt
GND
: Ground
Port A : Melayani masukan sinyal analog ke ADC. Jika ADC tidak digunakan, port A juga melayani port I/O 8 bit bi-directional. Port A juga dapat menyediakan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit) Port B : Adalah suatu port I/O (Input/Output) 8 bit bi-directional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit). Port C : Adalah suatu port I/O (Input/Output) 8 bit bi-directional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit). Port D : Adalah suatu port I/O (Input/Output) 8 bit bi-directional dengan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit). RESET : Adalah pin untuk menyetel ulang masukan. XTAL1 : Adalah pin untuk masukan ke inverting oscillator amplifier dan masukan ke internal clock operating circuit. XTAL2 : Adalah pin untuk keluaran dari inverting oscillator amplifier. AVCC : Aadalah pin untuk mensuplai tegangan untuk port A dan ADC. Terhubung ke Vcc secara eksternal walaupun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan maka harus melalui low-pass filter sebelum terhubung ke Vcc. AREF : Adalah pin referensi analog untuk ADC.
Adapun port atau pin yang digunakan dalam pembuatan rancang bangun ini adalah : SAT FINDER : PA.0 = ADC LCD : PB.0 = RS PB.1 = E PB.2 = Db4 PB.3 = Db5 PB.4 = Db6 PB.5 = Db7
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DIGITAL KOMPAS : PC.0 = SDL (Kompas I2C) PC.1 = SDA (Kompas I2C) DRIVER MOTOR : PC.2 = Motor DC pin 1 PC.3 = Motor DC pin 2 GPS : PD.0 = RX GPS
2.5. Cara Kerja Driver Motor DC Pada Rancang Bangun Untuk mengaktifkan driver motor ini diperlukan input dari mikontroller guna mengaktifkan IC 4N28. Dengan memberikan logika 0 dan 1 pada J3 Input motor tidak boleh berkondisi sama, atau dapat dikatakan bahwa kondisi pin 1 dan pin 3 harus berbeda. Sebagai contoh misalkan pin 1 berkondisi 1 sedangkan pin 3 berkondisi 0 maka akan mengaktifkan CIP 1 (4N28). Dengan mengalirnya tegangan pada 4N28, maka tegangan PWR (24 volt) mengalir melalui pin C menuju pin E (saturasi) pada 4N28. Dengan keadaan saturasi ini, maka mengakibatkan kondisi pada basis Q2 akan low karena terhubung dengan pin C pada 4N28. Dengan kondisi low pada basis Q2, maka transistor tersebut (Q2) tidak aktif (cutoff) sehingga tegangan yang berasal dari PWR (12volt) akan tertahan pada kaki colector Q2. Dengan kondisi ini tegangan yang berasal dari PWR akan mengaktifkan basis pada Q1. Aktifnya basis Q1 mengakibatkan transistor tersebut akan aktif (saturasi) sehingga tegangan PWR mengalir menuju emitor pada Q1. Selanjutnya tegangan dari Q1 mengalir menuju kaki basis pada Q5, sehingga transistor Q5 menjadi aktif dan tegangan PWR langsung menuju emitor pada Q5 dengan melewatkan Q8 dikarenakan Q8 dalam keadaan off. Di lain pihak, tegangan PWR juga menuju Q7 dan mengaktifkan transistor tersebut sehingga tegangan yang melewati Q8 mengalir menuju 0 volt melalui motor DC. Keadaan ini mengakibatkan kutub positif motor (+) menjadi lebih positif dibandingkan kutub negatifnya (-) sehingga motor berputar searah jarum jam.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Begitu pula sebaliknya jika pin 3 berkondisi 1 dan pi1 berkondisi 0 maka akan mengaktifkan CIP 2 (4N28). Dengan mengalirnya tegangan pada 4N28, maka tegangan PWR (24 volt) mengalir melalui pin C menuju pin E (saturasi) pada 4N28. Dengan keadaan saturasi ini, maka mengakibatkan kondisi pada basis Q3 akan low karena terhubung dengan pin C pada 4N28. Dengan kondisi low pada basis Q3, maka transistor tersebut (Q3) tidak aktif (cutoff) sehingga tegangan yang berasal dari PWR (12 volt) akan tertahan pada kaki colector Q3. Dengan kondisi ini tegangan yang berasal dari PWR akan mengaktifkan basis pada Q4. Aktifnya basis Q4 mengakibatkan transistor tersebut akan aktif (saturasi) sehingga tegangan PWR mengalir menuju emitor pada Q4. Selanjutnya tegangan dari Q4 mengalir menuju kaki basis pada Q6, sehingga transistor Q6 menjadi aktif. Di lain pihak, tegangan PWR juga menuju Q8 dan mengaktifkan transistor tersebut sehingga tegangan yang melewati Q8 mengalir menuju 0 volt melalui motor DC. Keadaan ini mengakibatkan kutub negatif motor (-) menjadi lebih positif dibandingkan kutub positifnya (+) sehingga motor berputar berlawanan arah jarum jam.
Gambar 3.16 Rangkaian Driver Motor DC
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM
4.1. Data Percobaan Setelah menyusun perancangan untuk mendapatkan kinerja dan kerja yang diinginkan sesuai dengan teori maka dilakukanlah percobaan untuk mengetahui seberapa besar hasil yang didapat. Banyaknya percobaan yang dilakukan adalah lima kali percobaan, dikarenakan dengan melakukan lima kali percobaan dapat mewakili isi keseluruhan percobaan. Tabel 4.1 adalah hasil pengukuran tegangan dan arus pada setiap perangkat yang digunakan. Tegangan dan arus yang diperlukan untuk menjalankan perangkat tersebut adalah hasil yang terbaik dari lima kali percobaan tiap masing-masing variabel. Nilai-nilai yang didapat adalah nilai-nilai yang paling banyak muncul di alat ukur (multimeter).
Tabel 4.1. Besar tegangan dan arus perangkat keras Variabel
Tegangan (Volt)
Arus (Ampere)
13,99 (Regulator)
0,25
GPS
5,76
0,15
Digital Kompas
5,77
0,12
13,99 (Regulator)
0,45
5,76 dan 16,18
0,09 dan 1,32
11,44
1,01
Mikrokontroller
Mikrokontroller + GPS + Kompas Driver Motor Motor DC
Pada variabel tegangan driver motor dan motor DC dimasukkan nilai tegangan dan arus yang dianggap paling baik dikarenakan apabila diperbesar lagi nilai
tegangannya
maka
motor
akan
bergerak
terlampau
cepat
yang
mengakibatkan sulitnya digital kompas membaca pergerakan antena tiap sudutnya. Batas maksimal tegangan untuk motor DC adalah 11,44 Volt sampai 11,52 Volt, tetapi bila diberi lebih dari 11,52 volt maka digital kompas tidak dapat membaca pergerakan sudut antena. Nilai 15,52 volt didapatkan dari beberapa
44 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
percobaan, dan nilai 11,44 volt adalah nilai paling stabil (paling sering tampil) dialat ukur. Sedangkan untuk pengujian keseluruhan sistem 5,46 volt bagi motor DC adalah tegangan yang diperlukan untuk mendapatkan pergerakan motor yang stabil, sehingga pergerakan antena bisa dibaca oleh digital kompas pada mikrokontroler. Dari keseluruhan perangkat yang digunakan diperlukan besar daya listrik sebesar 28,2 Watt Perhitungan daya dihitung dari penambahan daya yang dibutuhkan mikrokontroler, GPS, digital kompas, dan driver motor. Input tegangan untuk driver motor ada dua yaitu dari catu daya 0 s/d 17 volt dan 5,76 volt dari mikrokontroler. Saat diberikan perintah supaya motor bekerja, driver motor mengeluarkan tegangan sebesar 0 s/d 11,44 Volt untuk menggerakan motor DC baik CW (searah jarum jam) maupun CCW (berlawanan arah jarum jam). Karena komponen yang digunakan memiliki karakteristik dan sensitifitas berbeda-beda dari produksinya apalagi dipengaruhi tegangan yang tidak stabil, maka terjadi disipasi daya berupa panas yang menyebabkan hilangnya sebagian daya dari catu daya menuju motor.
4.1.1. Pengujian Digital Kompas Pada pengujian digital kompas ini masih digunakan catu daya sebesar 8 12 volt agar sudut akhir yang didapat mendekati sudut yang diinginkan, pada lima kali percobaan ini sudut yang diinginkan adalah 0,5º atau 359,4º dimana digital kompas sendiri memiliki range sudut dari 0º sampai dengan 359,9º. Percobaan dilakukan sebanyak lima kali percobaan dengan sudut awal dan arah putar yang berbeda-beda. Besarnya tingkat akurasi dari digital kompas dapat diukur dengan rumus : (4.1)
(4.2)
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Tabel 4.2. Hasil pengukuran digital kompas Arah Motor CW CW CW CCW CCW
Sudut Awal 180º 270º 315º 45º 90º
Sudut Akhir 359,5º 359,7º 359,5º 0,3º 0,4º
Error 0,1 0,3 0,1 0,2 0,1
Akurasi 99,97% 99,92% 99,97% 99,94% 99,97%
Dari hasil yang didapat dari lima kali percobaan dapat diketahui bahwa tingkat akurasi terbesar adalah 99,97 % dan terkecil adalah 99,92%. Kesalahan (error) bisa diakibatkan dari faktor putaran motor DC yang tidak memiliki tingkat akurasi putar yang tinggi (tidak ada sistem pengereman otomatis pada saat tidak diberi catu) dan bisa diakibatkan dari faktor angin yang membuat antena dapat bergoyang sedikit ke arah yang berbeda.
4.1.2. Pengujian GPS Pengambilan data GPS dilakukan dengan cuaca, temperature, dan waktu yang berbeda-beda ditempat yang sama. Data dari satelit baru dapat diterima GPS receiver dengan jeda waktu 48 detik dari waktu GPS diberikan catu daya. Antena GPS diberikan tegangan sebesar 3,3 volt. Pada hari yang sama pengukuran dilakukan pada saat siang hari sampai sore hari dengan cuaca yang berubah-ubah (cerah,cerah berawan, dan berawan). Ternyata hasil yang didapat dari GPS adalah sama yaitu 6,36º LU dan 106,38º BT. Yang berarti jarak dari posisi antena ke lokasi jatuhnya satelit secara tegak lurus adalah sebesar 6,49º atau sebesar 734,79 km.
Tabel 4.3. Hasil pengukuran GPS Waktu 11.30 13.00 14.00 14.30 15.00
Cuaca Cerah Cerah Berawan Berawan Berawan Cerah
Lokasi EC FT UI EC FT UI EC FT UI EC FT UI EC FT UI
Posisi Lintang Bujur 6,36 S 106,38 E 6,36 S 106,38 E 6,36 S 106,38 E 6,36 S 106,38 E 6,36 S 106,38 E
Zona 3 3 3 3 3
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
4.1.3. Pengujian Sinyal dan Satelit Finder Pada pengujian sinyal dan satelit finder diperlukan perangkat bantuan seperti alat ukur tegangan, decoder, dan monitor untuk mengetahui baik atau buruknya dan dapat atau tidaknya sinyal yang diterima antena. Sat finder pada antena diberi tegangan sebesar 18,5 volt dari decoder. Lalu satfinder meneruskan tegangan tersebut menuju LNB sebesar 18,35 volt. Pada saat antena tidak menghadap satelit indikator tegangan pada sat finder menunjukan 0 volt, sedangkan bila antena diarahkan menuju satelit maka antena akan mendapatkan signal yang baik dengan indikator tegangan pada sat finder menunjukan 1 – 1,5 volt. Kekuatan signal dapat diketahui di dalam menu software decoder itu sendiri berikut dengan nilai BER dan siaran TV digital itu sendiri. Nilai BER yang dibatasi oleh pihak Indovision tidak boleh lebih dari 2,2 E-2. Sedangkan dari lima kali percobaan yang dilakukan maka didapat nilai maksimal BER yang didapat pada saat menerima siaran TV adalah 1,9 E-3 dengan nilai minimum BER sebesar 1,5 E-3. Kualitas signal yang ditunjukan oleh decoder sebesar 2 sampai dengan 4 bar. Dari kelima percobaan maka besarnya presentase penerimaan sinyal sebesar 100 %.
Tabel 4.4. Hasil pengujian signal dan satelit finder Sudut
Kekuatan Sinyal
5,3º 5,3º 5,1º 5,2º 4,9º
164 164 164 164 164
BER 1,7 E-3 1,9 E-3 1,9 E-3 1,7 E-3 1,5 E-3
Tegangan Satelit Finder (Volt) 1,0 0,9 1,3 1,1 1,0
Siaran Ada Ada Ada Ada Ada
Dari tabel 4.4. nilai BER yang didapat dengan tegangan satelit finder tidak berbanding lurus dengan sudut antena. Baik buruknya signal akan bisa didapat tidak hanya dari posisi azimuth antena, akan tetapi elevasi dan polarisasi antena pun sangat berpengaruh pada kualitas dan banyaknya signal yang masuk dengan baik menuju LNB.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
4.1.4. Pengujian Motor DC dan Digital Kompas Percobaan motor DC dilakukan untuk mendapatkan sinkronisasi antara pergerakan motor dc yang berpengaruh terhadap sudut antena dengan digital kompas. Dari lima percobaan yang dilakukan menunjukan bahwa lama putaran tidak memiliki nilai kelipatan yang sama dengan sudut sebelumnya. Pada percobaan 3 dengan tegangan 10,97 volt dengan motor ke arah CW sudut 45 memiliki lama putaran sebesar 7,5 detik dan bila dibuat nilai kelipatan dua maka seharusnya lama putaran sudut 90 menjadi 15 detik, sedangkan hasil percobaan menunjukan nilai 14,61 detik. Hal ini dapat disebabkan oleh tegangan dari catu daya yang kurang stabil.
Tabel 4.5. Data pengujian motor DC dan digital kompas Tegangan (V) Arus (A) Arah Motor 8,22 9,23 10,97 11,52 11,44
0,74 0,95 1,02 0,93 1,01
CW CW CW CCW CCW
Lama Putaran Per Derajat (s) 45 90 180 270 360 9,96 21,28 44,51 60,80 85,48 8,70 17,98 35,96 55,94 72,07 7,50 14,61 29,89 42,44 59,34 6,42 12,81 26,01 37,95 52,38 6,59 13,95 27,45 40,43 55,92
4.2. Data Keseluruhan Sistem Setelah melakukan pengujian perangkat-perangkat yang digunakan dalam sistem auto tracking ini, maka dilakukan lima kali percobaan untuk mengetahui seberapa jauh kesalahan system yang terjadi bila dibandingkan dengan perhitungan teoritis. Pada proses pengambilan data dilakukan dengan tegangan untuk motor DC sebesar 5,46 volt dan arus sebesar 0,55 A jadi diperlukan daya untuk menggerakan motor DC sebesar 3 watt. Diperlukan ketelitian yang besar untuk mendapatkan sudut yang diinginkan, saat antena mengarah kearah utara maka mikrokontroler akan mengukur semua sensor yang dipakai (GPS, digital kompas dan satelit finder) sehingga mikrokontroler memerlukan pergerakan antena yang perlahan dikarenakan response mikrokontroler menjadi tidak lebih responsif dibanding saat pengujian satu sensor. Pada saat pergerakan antena kerap kali terjadi losses/error yang disebabkan oleh motor DC. Kerap kali motor DC tidak dapat langsung berhenti
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
"
disaat motor tidak diberikan tegangan. Oleh karena itu untuk meminimalisir kesalahan sudut antena maka tegangan motor DC disesuaikan dengan kemampuan responsif dari motor DC dan mikrokontroler.
Tabel 4.6. Hasil percobaan pengukuran sistem keseluruhan Posisi No Zona Lintang 1 2 3 4 5
3 3 3 3 3
6,39 S 6,39 S 6,39 S 6,39 S 6,39 S
Bujur 106,85 E 106,85 E 106,85 E 106,85 E 106,85 E
Arah dari Sudut Sudut Utara & Lama Awal Akhir Pergerakan Antena (s) 270 4,6 CW – 31,95 270 5,3 CW – 29,16 270 4,8 CW – 30,35 45 4,2 CW – 15,62 45 4,6 CW – 15,86
Tegangan Satelit Finder (Volt) 1,0 0,9 1,2 1,1 1,0
Siaran Ada Ada Ada Ada Ada
Arah antena adalah arah pergerakan setelah antena melakukan kalibrasi dengan cara mengarahkan antena ke utara, lalu antena akan bergerak sekitar 2 detik untuk mengarahkan kesudut yang tepat. Lama pergerakan antena adalah lama pergerakan dari sudut awal hingga akhir antena.
Tabel 4.7. Hasil perhitungan pengukuran sistem keseluruhan No 1 2 3 4 5
Zona 3 3 3 3 3
Posisi Lintang 6,39 S 6,39 S 6,39 S 6,39 S 6,39 S
Bujur 106,85 E 106,85 E 106,85 E 106,85 E 106,85 E
Sudut Sudut Awal Akhir 0 0 0 0 0
Arah Pergerakan Motor
4,47 4,47 4,47 4,47 4,47
CW CW CW CW CW
Tabel 4.6. adalah hasil pengukuran sudut akhir secara teoritis. Dikarenakan posisi lintang menunjukan 6,39 S dan bujur 106,38 E maka posisi antena berada di zona 3 (lintang = s dan bujur <107,35). Untuk lebih jelasnya sudut akhir dapat digambarkan seperti gambar dibawah ini.
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
$
º
#$
º
#$
+ $º ,% &
+ $º
$ º -
,
"º
-
°
º
#$
+ "º ,
. -
Gambar 4.1. Pergerakan antena agar dapat menuju sudut yang diinginkan
Jarak bujur dengan satelit dengan bujur antena adalah 0,5º dan jarak lintang satelit dengan antena adalah 6,39º maka untuk menentukan disudut manakah digital kompas pada antena akan menghadap kesatelit ditentukan oleh rumusan arc tan = jarak bujur/ jarak lintang. Sehingga didapatkan nilai sudut sebesar 4,47º. Lalu motor akan bergerak kearah kanan dari arah utara hingga digital kompas membacakan arah sudut sebesar 4,47º.
Tabel 4.8. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 1 Variabel
Praktek
Teori
Zona
3 6,39 S dan 106,85 E 4,6 CW
3 Lintang = S dan Bujur <107,35 E 4,47 CW
Posisi Sudut Akhir Arah Motor
Presentase Keberhasilan 100% 100% 97,1% 100%
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
#
Tabel 4.9. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 2 Variabel
Praktek
Teori
Zona
3 6,39 S dan 106,85 E 5,3 CW
3 Lintang = S dan Bujur <107,35 E 4,47 CW
Posisi Sudut Akhir Arah Motor
Presentase Keberhasilan 100% 100% 81,43% 100%
Tabel 4.10. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 3 Variabel
Praktek
Teori
Zona
3 6,39 S dan 106,85 E 4,8 CW
3 Lintang = S dan Bujur <107,35 E 4,47 CW
Posisi Sudut Akhir Arah Motor
Presentase Keberhasilan 100% 100% 92,62% 100%
Tabel 4.11. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 4 Variabel
Praktek
Teori
Zona
3 6,39 S dan 106,85 E 4,2 CW
3 Lintang = S dan Bujur <107,35 E 4,47 CW
Posisi Sudut Akhir Arah Motor
Presentase Keberhasilan 100% 100% 93,95% 100%
Tabel 4.12. Perbandingan teoritis dan uji coba percobaan 5 Variabel
Praktek
Teori
Zona
3 6,39 S dan 106,85 E 4,6 CW
3 Lintang = S dan Bujur <107,35 E 4,47 CW
Posisi Sudut Akhir Arah Motor
Presentase Keberhasilan 100% 100% 97,1% 100%
Tabel 4.7 sampai dengan tabel 4.11 adalah tabel perbandingan antara perhitungan sudut azimuth antena secara teori dengan sudut azimuth rancang bangun. Dari perhitungan tersebut didapatkan terjadinya presentase keberhasilan sudut azimuth berkisar dari 81,43 % sampai dengan 97,1 %. Lima hasil percobaan
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
ini dapat mewakilkan banyaknya hasil yang didapat pada saat melakukan beberapa kali pengujian alat secara keseluruhan. Percobaan satu, tiga, empat dan lima adalah kondisi pengujian pada cuaca cerah sedangkan percobaan kedua kondisi pengujian adalah pada saat cuaca berangin dan di penuhi awan hitam. Besar kecepatan angin yang mempengaruhi rancang bangun ini tidak dilakukan pengukuran. Adapun untuk mengetahui besar kuat signal, kualitas signal selama proses auto tracking antena untuk pengambilan sinyal S-Band oleh LNB ditunjukan oleh gambar 4.2 sampai dengan gambar 4.6.
Gambar 4.2. Tampilan siaran di televisi sebelum mencapai sudut azimuth yang diinginkan
Gambar 4.3. Tampilan siaran di televisi setelah mencapai sudut azimuth yang diinginkan tanpa dipengaruhi angin
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gambar 4.4. Tampilan siaran di televisi saat mencapai sudut azimuth yang diinginkan yang dipengaruhi angin
Gambar 4.5. Kuat dan kualitas signal sebelum mencapai sudut azimuth yang diinginkan
Gambar 4.6. Kuat dan kualitas signal sesudah mencapai sudut azimuth yang diinginkan tanpa dipengaruhi angin
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gambar 4.7. Kuat dan kualitas signal sesudah mencapai sudut azimuth yang diinginkan yang dipengaruhi angin
Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
BAB 5 KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat ditarik dari skripsi ini:
1. Percobaan penjejakan azimuth tersebut berhasil mendapatkan sinyal SBand dari satelit cakrawarta-2. 2. Perubahan signal dan kualitas signal diakibatkan dari pergerakan angin yang terlampau besar membuat rancang bangun tidak mendapatkan posisi tetap dikarenakan beban bandul yang kurang bisa mengatasi pengaruh angin terhadap rancang bangun. 3. Error pada sudut azimuth diakibatkan dari pengaruh motor DC yang tidak yang tidak responsif pada saat perhentian pemberian tegangan sehingga sudut azimuth bergeser dari 0.2º hingga 0.8º. 4. Dari hasil pengujian keseluruhan sistem didapatkan terjadinya presentase keberhasilan sudut azimuth berkisar dari 81.43 % sampai dengan 97.1 %. 5. Diperlukan penentuan elevasi antenna dan sudut polarisasi pada LNB secara manual terlebih dahulu agar dapat menghasilkan kualitas signal yang lebih baik.
55 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DAFTAR ACUAN
#/ Roddy, Dennis, 2001, Satellite Communication 3rd, Mcgraw Hill, New York. Hal 167.
/ http://www.boeing.com/defensespace/space/bss/factsheets/601/indostar2/I ndostarII_ProtoStarII_Factsheet.pdf diakses tanggal 30 April 2010
/ Roddy, Dennis, 2001, Satellite Communication 3rd, Mcgraw Hill, New York. Hal 123.
/ Roddy, Dennis, 2001, Satellite Communication 3rd, Mcgraw Hill, New York. Hal 144
/ Roddy, Dennis, 2001, Satellite Communication 3rd, Mcgraw Hill, New York. Hal 124. rd
/ D. J. Stephenson, Newnes Guide to Satellite TV, 3 ed (Great Britain: Newnes, 1994), hal 32 – 33
/ www.TELE-satellite.com diakses tanggal 3 April 2010 rd
/ D. J. Stephenson, Newnes Guide to Satellite TV, 3 ed (Great Britain: Newnes, 1994), hal 123
"/ Carl Hamacher, Zvonko Vranesic, dan Safwat Zaky, Organisasi Komputer, edisi 5 (Yogyakarta: Penerbit ANDI Yogyakarta, 2002), hal 417
#$/El-Rabbani, Ahmed, 2002, Introduction to GPS The Global Positioning System, Artech House, London. Hal 1-25
##/Tim Digiware, Hadid T.B.,Sihmanto, Idam F.R. Application note : CMPS03-Devantech Magnetic Compass, Digiware.
# /El-Rabbani, Ahmed, 2002, Introduction to GPS The Global Positioning System, Artech House, London. Hal 112
56 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
DAFTAR PUSTAKA Balanis, Constantine A, 2005, Antenna Theory and Design, John Wiley & Sons, New York. Clark, Martin P, 1995, Network and Telecommunications Design and Operation, John Wiley & Sons, England. Juwono, Filbert H. 2007, Skripsi : Perancangan sistem penjejakan azimuth antena pada satelit Cakrawarta-1, Fakultas Teknik Elektro UI. Tim Digiware, Hadid T.B.,Sihmanto, Idam F.R. Application note : CMPS03-Devantech Magnetic Compass, Digiware. Roddy, Dennis, 2001, Satellite Communication 3rd, Mcgraw Hill, New York. El-Rabbani, Ahmed, 2002, Introduction to GPS The Global Positioning System, Artech House, London ATMEL Atmega16 datasheet. www.atmel.com Boylestad, Robert dan Louis Nashelsky. Electronic Devices And Circuit th
Theory, 5 ed. (Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall International, Inc., 1992) hal 177 nd
Ha, Tri T. Digital Satellite Communications, 2 ed. (Singapore: McGrawHill International Editions, 1990), hal 41 – 43, 78 – 81 Saipul. Studi Implementasi Satfinder Untuk Pointing Antena Penerima Satelit Cakrawarta-1. Skripsi, Universitas Muhammadiyah Prof. DR. Hamka. Jakarta, 2006, hal 27 – 28 Zuhal. Dasar Teknik Tenaga Listrik Dan Elektronika Daya (Jakarta: PT Gramedia, 1992), hal 185 – 189
57 Universitas Indonesia
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
LAMPIRAN Flow Chart Rancang Bangun : Flow Chart Pergerakan Ke Utara 1%21
Kompas <= 359.9 And Kompas >= 180
0 3
4*
) 3
44*
2
+5 %6 4
Kompas >= 0 And Kompas <= 0.5 Or Kompas >= 359.4 And Kompas <= 359.9
)
0 3 %6 4
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Flow Chart Pembagian Zona %
2 2
+
9
:); + ( < 7#$ /
+%
% 7# $
0
)
3
4*
)
) 3
9
0
% 8$
44*
:; + ( < =#$ /
)
)
9
:; + ( < 8#$ /
)
9
8$ + ( < 7#$ /
0
9
8$ + $7 ( < 7#$ /
0
0
)
9
:; + ( < 7#$ /
:); + ( < =#$ /
)
0
0
)
9
)
0
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
9
:; + ( < =#$ /
0
0
#
Flow Chart Zona 1
>8$
#
Bujurx_val = Bujurx_val - 107.35 R = Lintx_val / Bujurx_val A1 = Arc Tan (R) C = 270 - A1 D = 90 + A1 A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 – 0.5
0
)
3 2
Bujurx_val = Bujurx_val-107.35 R = Lintx_val / Bujurx_val A2 = Arc Tan (R) C = 270 – A2 A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 – 0.5
% 7%#
0
44* +5 %64
5 78 %#? + 5 =8 %#? ' 3 2
D = A2 - A1
44* +5 %6 4
)
0
)
3 %6 4
0
%#8%
)
5 78 % ? + 5 =8 % ? '
)
Z=1
D = A2 - A1
0 3 2
4* +5 %64
3 %6 4
A1=A2 Z=1 5 78 % ? + 5 =8 % ? '
%
)
0 3
3 %6 4
A1=A2 Z=1
%64
%
A1=A2 Z=1
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
%
Flow Chart Zona 2
>8$
Bujurx_val = Bujurx_val - 107.35 R = Bujurx_val / Lintx_val A1 = Arc Tan (R) C = 360 - A1 D = A1 A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 – 0.5
0
)
3 2
Bujurx_val = Bujurx_val-107.35 R = Bujurx_val / Lintx_val A2 = Arc Tan (R) C = 360 – A2 A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 – 0.5
% 7%#
0
44* +5 %64
5 78 %#? + 5 =8 %#? ' 3 2
D = A2 - A1
44* +5 %6 4
)
0
)
3 %6 4
0
%#8%
)
5 78 % ? + 5 =8 % ? '
)
Z=1
D = A2 - A1
0 3 2
4* +5 %64
3 %6 4
A1=A2 Z=1 5 78 % ? + 5 =8 % ? '
%
)
0 3
3 %6 4
A1=A2 Z=1
%64
%
A1=A2 Z=1
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
%
Flow Chart Zona 3
>8$
Bujurx_val = 107.35 - Bujurx_val R = Bujurx_val / Lintx_val A1 = Arc Tan (R) C = A1 D = A1 A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 – 0.5
0
)
3 2
Bujurx_val = 107.35-Bujurx_val R = Bujurx_val / Lintx_val A2 = Arc Tan (R) C = 270 – A2 A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 – 0.5
% 7%#
0
4* +5 %64
5 78 %#? + 5 =8 %#? ' 3 2
D = A2 - A1
4* +5 %6 4
)
0
)
3 %6 4
0
%#8%
)
5 78 % ? + 5 =8 % ? '
)
Z=1
D = A2 - A1
0 3 44* 2 +5 %64
3 %6 4
A1=A2 Z=1 5 78 % ? + 5 =8 % ? '
%
)
0 3
3 %6 4
A1=A2 Z=1
%64
%
A1=A2 Z=1
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
%
Flow Chart Zona 4
>8$
Bujurx_val = 107.35 - Bujurx_val R = Lintx_val / Bujurx_val A1 = Arc Tan (R) C = A1+ 90 D = A1+ 90 A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 – 0.5
0
)
3 2
Bujurx_val = 107.35-Bujurx_val R = Lintx_val / Bujurx_val A2 = Arc Tan (R) C = A2 + 90 A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 – 0.5
% 7%#
0
4* +5 %64
5 78 %#? + 5 =8 %#? ' 3 2
D = A2 - A1
4* +5 %6 4
)
0
)
3 %6 4
0
%#8%
)
5 78 % ? + 5 =8 % ? '
)
Z=1
D = A2 - A1
0 3 44* 2 +5 %64
3 %6 4
A1=A2 Z=1 5 78 % ? + 5 =8 % ? '
%
)
0 3
3 %6 4
A1=A2 Z=1
%64
%
A1=A2 Z=1
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
%
Flow Chart Zona 5
A1=0 A2=0 Z=0
Kompas <= 269.9 And Kompas >= 90
0 3
4*
) 3
44*
2
+5 %6 4
Kompas >= 270 And Kompas <= 270.5 Or Kompas >= 269.4 And Kompas <= 269.9
)
0 3 %64
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Flow Chart Zona 6
A1=0 A2=0 Z=0
Kompas <= 359.9 And Kompas >= 180
0 3
4*
) 3
44*
2
+5 %6 4
Kompas >= 0 And Kompas <= 0.5 Or Kompas >= 359.4 And Kompas <= 359.9
)
0 3 %64
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Flow Chart Zona 7
A1=0 A2=0 Z=0
Kompas <= 89.9 And Kompas >= 270
0 3
4*
) 3
44*
2
+5 %6 4
Kompas >= 90 And Kompas <= 90.5 Or Kompas >= 89.4 And Kompas <= 89.9
)
0 3 %64
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Flow Chart Zona 8
A1=0 A2=0 Z=0
Kompas <= 179.9 And Kompas >= 0
0 3
4*
) 3
44*
2
+5 %6 4
Kompas >= 180 And Kompas <= 180.5 Or Kompas >= 179.4 And Kompas <= 179.9
)
0 3 %64
%
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Listing Program : '========================================================== ==================== 'GPS-4 '========================================================== ==================== $regfile = "m16def.dat" $crystal = 8000000 $baud = 4800 Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.2 , Db5 = Portb.3 , Db6 = Portb.4 , Db7 = Portb.5 , E = Portb.1 , Rs = Portb.0 Config Lcd = 16 * 2 Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference = Avcc Cursor Off Dim Fdata As String * 1 Dim Lint As String * 10 Dim Linus As String * 1 Dim Lintx As String * 7 Dim Bujur As String * 10 Dim Bujurbt As String * 1 Dim Bujurx As String * 7 Dim Lintx_val As Single Dim Lintx_str As String * 5 Dim Bujurx_val As Single Dim Bujurx_str As String * 5 Dim S1 As String * 6 Dim S2 As String * 5 Dim I As Byte Dim W1 As Word Dim W2 As Word Dim Adres As Byte Dim Value As Byte Dim L_value As Byte Dim A As Word Dim Y As String * 8 Dim R As Single Dim S As Single Dim A1 As Single Dim A1_max As Single Dim A1_min As Single Dim A2 As Single Dim A2_max As Single Dim A2_min As Single Dim C As Single Dim D As Single Dim Z As Bit
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Dim Adc_val As Word Dim Vin As Single Dim Vin_str As String * 3 Dim Zona As Byte Declare Sub Read_compass(byval Adres As Byte , Value As Byte) Config I2cdelay = 1 Config Sda = Portc.1 Config Scl = Portc.0 Const Addressw = 192 Const Addressr = 193 M1 Alias Portd.6 M2 Alias Portd.7
'NODE POSITIF 'NODE NEGATIF
Start Adc Cls Lcd " Auto Tracking" Lowerline Lcd " Satelit" Wait 1 Print "" Print "RESET" Cls Gosub Kompas If S <= 359.9 And S >= 180 Then Gosub Cw Else Gosub Ccw End If Z=0 Do Gosub Kompas Locate 1 , 1 Lcd Y ; " " Loop Until S >= 0 And S <= 0.5 Or S >= 359.4 And S <= 359.9 Cls Gosub Motor_stop Print "UTARA" Gosub Get_adc Gosub Gps Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Cek_zona: Gosub Gps Print Bujurx_val Print Lintx_val Print Linus If Linus = "N" And Lintx_val >= 6 Then Goto Cek_zona Elseif Linus = "S" And Lintx_val >= 11.13 Then Goto Cek_zona Elseif Bujurbt = "E" And Bujurx_val <= 95 Then Goto Cek_zona Elseif Bujurbt = "E" And Bujurx_val >= 141.75 Then Goto Cek_zona Else End If If Linus = "N" And Bujurx_val > 107.7 Then Print "ZONA 1" Goto Zona_1 Elseif Linus = "S" And Bujurx_val > 107.7 Then Print "ZONA 2" Goto Zona_2 Elseif Linus = "S" And Bujurx_val < 107.7 Then Print "ZONA 3" Goto Zona_3 Elseif Linus = "N" And Bujurx_val < 107.7 Then Print "ZONA 4" Goto Zona_4 Elseif Lintx_val = 0 And Bujurx_val > 107.7 Then Print "ZONA 5" Goto Zona_5 Elseif Linus = "S" And Bujurx_val = 107.7 Then Print "ZONA 6" Goto Zona_6 Elseif Lintx_val = 0 And Bujurx_val < 107.7 And Bujurx_val > 0 Then Print "ZONA 7" Goto Zona_7 Elseif Linus = "N" And Bujurx_val = 107.7 Then Print "ZONA 8" Goto Zona_8 Elseif Lintx_val = 0 And Bujurx_val = 0 Then Gosub Motor_stop Locate 1 , 1
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd "GPS Not Respond " Goto Cek_zona Else End If Zona_1: Zona = 1 If Z = 0 Then Bujurx_val = Bujurx_val - 107.7 R = Lintx_val / Bujurx_val A1 = Atn(r) A1 = Rad2deg(a1) A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 C = 270 - A1 D = 90 + A1 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A1_min And S <= A1_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Else Goto Zona_1 End If Print "" Z=1 Goto Cek_zona Else Bujurx_val = Bujurx_val - 107.7 R = Lintx_val / Bujurx_val A2 = Atn(r) A2 = Rad2deg(a2) A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 - 0.5 Print "A1 : " ; A1
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Print "A2 : " ; A2 C = 270 - A2 If A2 > A1 Then D = A2 - A1 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "A2>A1" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Elseif A1 > A2 Then D = A1 - A2 Gosub Cw Gosub Kompas Print "A1>A2" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Else D=0 Gosub Kompas Print "A1=A2" Print "KOMPAS : " ; Y Z=1
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Print "" Goto Cek_zona End If End If Zona_2: Zona = 2 If Z = 0 Then Bujurx_val = Bujurx_val - 107.7 R = Bujurx_val / Lintx_val A1 = Atn(r) A1 = Rad2deg(a1) A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 C = 360 - A1 D = A1 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A1_min And S <= A1_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Else Goto Zona_2 End If Print "" Z=1 Goto Cek_zona Else Bujurx_val = Bujurx_val - 107.7 R = Bujurx_val / Lintx_val A2 = Atn(r)
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
A2 = Rad2deg(a2) A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 Print "A2 : " ; A2 C = 360 - A2 If A2 > A1 Then D = A2 - A1 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "A2>A1" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Elseif A1 > A2 Then D = A1 - A2 Gosub Cw Gosub Kompas Print "A1>A2" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Else D=0
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gosub Kompas Print "A1=A2" Print "KOMPAS : " ; Y Z=1 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Print "" Goto Cek_zona End If End If Zona_3: Zona = 3 If Z = 0 Then Bujurx_val = 107.7 - Bujurx_val R = Bujurx_val / Lintx_val A1 = Atn(r) A1 = Rad2deg(a1) A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 C = A1 - 0 D = A1 - 0 Gosub Cw Gosub Kompas Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A1_min And S <= A1_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Else Goto Zona_3 End If Print "" Z=1 Goto Cek_zona
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Else Bujurx_val = 107.7 - Bujurx_val R = Bujurx_val / Lintx_val A2 = Atn(r) A2 = Rad2deg(a2) A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 Print "A2 : " ; A2 C = A2 - 0 If A2 > A1 Then D = A2 - A1 Gosub Cw Gosub Kompas Print "A2>A1" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Elseif A1 > A2 Then D = A1 - A2 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "A1>A2" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Z=1 Goto Cek_zona Else D=0 Gosub Kompas Print "A1=A2" Print "KOMPAS : " ; Y Z=1 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Print "" Goto Cek_zona End If End If Zona_4: Zona = 4 If Z = 0 Then Bujurx_val = 107.7 - Bujurx_val R = Lintx_val / Bujurx_val A1 = Atn(r) A1 = Rad2deg(a1) A1_max = A1 + 0.5 A1_min = A1 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 C = A1 + 90 D = A1 + 90 Gosub Cw Gosub Kompas Print "KOMPAS : " ; Y Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A1_min And S <= A1_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Else Goto Zona_4 End If Print ""
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Z=1 Goto Cek_zona Else Bujurx_val = 107.7 - Bujurx_val R = Lintx_val / Bujurx_val A2 = Atn(r) A2 = Rad2deg(a2) A2_max = A2 + 0.5 A2_min = A2 - 0.5 Print "A1 : " ; A1 Print "A2 : " ; A2 C = A2 + 90 If A2 > A1 Then D = A2 - A1 Gosub Cw Gosub Kompas Print "A2>A1" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Elseif A1 > A2 Then D = A1 - A2 Gosub Ccw Gosub Kompas Print "A1>A2" Print "KOMPAS : " ; Y Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" If S >= A2_min And S <= A2_max Then Gosub Motor_stop Gosub Get_adc
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
End If Print "" A1 = A2 Z=1 Goto Cek_zona Else D=0 Gosub Kompas Print "A1=A2" Print "KOMPAS : " ; Y Z=1 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Print "" Goto Cek_zona End If End If Zona_5: Zona = 5 Gosub Kompas A1 = 0 A2 = 0 If S <= 269.9 And S >= 90 Then Gosub Cw Else Gosub Ccw End If Z=0 Do Gosub Kompas Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Loop Until S >= 270 And S <= 270.5 Or S >= 269.4 And S <= 269.9 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Print "" Z=0 Goto Cek_zona
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Zona_6: Zona = 6 Gosub Kompas A1 = 0 A2 = 0 If S <= 359.9 And S >= 180 Then Gosub Cw Else Gosub Ccw End If Z=0 Do Gosub Kompas Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Loop Until S >= 0 And S <= 0.5 Or S >= 359.4 And S <= 359.9 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Print "" Z=0 Goto Cek_zona Zona_7: Zona = 7 Gosub Kompas A1 = 0 A2 = 0 If S <= 89.9 And S >= 270 Then Gosub Cw Else Gosub Ccw End If Z=0 Do Gosub Kompas Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Loop Until S >= 90 And S <= 90.5 Or S >= 89.4 And S <= 89.9 Gosub Motor_stop
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gosub Get_adc Print "" Z=0 Goto Cek_zona Zona_8: Zona = 8 Gosub Kompas A1 = 0 A2 = 0 If S <= 179.9 And S >= 0 Then Gosub Cw Else Gosub Ccw End If Z=0 Do Gosub Kompas Gosub Get_adc Locate 1 , 1 Lcd "Y" ; Lintx_str ; Linus ; " X" ; Bujurx_str ; Bujurbt 'LINTANG & BUJUR & ARAH Locate 2 , 1 Lcd Y ; Chr(&B11011111) ; " " ; "Z:" ; Zona ; " " ; Vin_str ; " V" Loop Until S >= 180 And S <= 180.5 Or S >= 179.4 And S <= 179.9 Gosub Motor_stop Gosub Get_adc Print "" Z=0 Goto Cek_zona
Gps: Fdata = Waitkey() If Fdata = "$" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "G" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "P" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "G" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "G" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "A" Then Fdata = Waitkey() If Fdata = "," Then Goto Lintbujur
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Else End If End If End If End If End If End If End If Goto Gps '***************************************************************** ************** Lintbujur: 'AMBIL LINTANG Gosub Koma Lintang: Fdata = Waitkey() If Fdata = "," Then Goto Linus Else Lint = Lint + Fdata Goto Lintang End If Linus: Fdata = Waitkey() Linus = Fdata '***************************************************************** ************** 'AMBIL BUJUR Gosub Koma Bujur: Fdata = Waitkey() If Fdata = "," Then Goto Bujurbt Else Bujur = Bujur + Fdata Goto Bujur End If Bujurbt: Fdata = Waitkey() Bujurbt = Fdata '***************************************************************** ************** '***************************************************************** ************** 'DISPLAY ALL
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
W1 = Val(lint) W1 = W1 / 100 Lintx = Right(lint , 7) Lintx_val = Val(lintx) Lintx_val = Lintx_val / 60 Lintx_val = W1 + Lintx_val Lintx_str = Fusing(lintx_val , "##.##")
'ANGKA DERAJAT LINTANG
W2 = Val(bujur) W2 = W2 / 100 Bujurx = Right(bujur , 7) Bujurx_val = Val(bujurx) Bujurx_val = Bujurx_val / 60 Bujurx_val = W2 + Bujurx_val Bujurx_str = Fusing(bujurx_val , "##.##") Lint = "" Bujur = "" Return
'ANGKA DERAJAT BUJUR
'ME-NOL KAN STRING 'ME-NOL KAN STRING
Cw: Set M1 Reset M2 Print "CW" Return Ccw: Set M2 Reset M1 Print "CCW" Return Motor_stop: Reset M1 Reset M2 Print "MOTOR STOP" Return Kompas: Call Read_compass(2 , Value) A = Value Call Read_compass(3 , Value) L_value = Value Shift A , Left , 8 A = A Or L_value S = A / 10 Y = Fusing(s , "###.#")
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Sub Read_compass(byval Adres As Byte , Value As Byte) I2cstart I2cwbyte Addressw I2cwbyte Adres I2cstart I2cwbyte Addressr I2crbyte Value , 9 I2cstop End Sub Return Get_adc: Do Adc_val = Getadc(0) Vin = 4.7 * Adc_val Vin = Vin / 1023 Vin_str = Fusing(vin , "#.#") Print "Vin : " ; Vin_str Loop Until Vin < 1 Return Koma: Fdata = Waitkey() If Fdata = "," Then Return Else Goto Koma End If
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010
Gambar Rancang Bangun
A
B
D
C
E
F
Keterangan : A B C D E F
: Rancang bangun : Bandul : Motor DC Gearbox : Giroskop : LNB : 1. GPS Receiver, 2. Digital Compass, 3. Driver Motor, 4. GPS Antena, 5. Satellite Finder
Rancang bangun..., Muhammad Cakra Megasakti, FT UI, 2010