perancangan alat pendeteksi dan peringatan gempa berpotensi

January 8, 2018 | Author: Anonymous | Category: Ilmu, Ilmu kebumian, Seismologi
Share Embed Donate


Short Description

Download perancangan alat pendeteksi dan peringatan gempa berpotensi...

Description

PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI DAN PERINGATAN GEMPA BERPOTENSI TSUNAMI DENGAN TRANSMISI SINYAL AUDIO MELALUI MEDIA JALA-JALA LISTRIK Irnanda Priyadi* Meiky EndaWijaya Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Bengkulu Jln. WR Supratman, Kandang Limun, Bengkulu ABSTRACT Tsunami can be known using detect of earthquake magnitude that cause of tsunami (>6.3 RS, on shallow water) . The earthquake of detection process that cause of tsunami still using manually seismograf device which not quite effectively as information present before tsunami happened. The solution of the problem above is by using magnetic levitation concept as a vibration sensor of earthquake detection. Furthermore that information of earthquake directly delivered to microcontroller system by electricity medium and it giving of warning that tsunami will be happened. The information of detection designing and earthquake warning cause of tsunami by electricity medium can be used as early warning system of earthquake. Keywords : vibration sensor, magnetic levitation, earthquake and tsunami detection

BAB I. PENDAHULUAN

mulai pantai barat Amerika Selatan, berlanjut

1.1. Latar Belakang

ke pantai barat Amerika Utara, melingkar ke

Indonesia

merupakan

negara

Kanada, semenanjung Kamsatschka, Jepang,

kepulauan yang terletak pada pertemuan tiga

Indonesia, Selandia Baru, dan kepulauan di

lempeng sabuk pegunungan aktif

Pasifik selatan.

yaitu

lempeng Pasifik, lempeng Mediterania, dan lempeng

Indo-Australia.

Hal

Secara

ini

histografi,

Indonesia

merupakan wilayah langganan gempa bumi

mengakibatkan Indonesia adalah negara yang

dan

rawan akan keadaan seismik. Gempa bumi

berapi dengan jumlah mencapai 240 buah

terjadi

apabila

tsunami.Indonesia

memiliki

gunung

terjadi

patahan

akibat

yang sekitar 70 diantaranya masih aktif.

lempengan,

tsunami

terjadi

Pasca meletusnya gunung Krakatau yang

apabila tumbukan antarlempeng terjadi di

menimbulkan tsunami besar di tahun 1883,

bawah permukaan laut. Indonesia berada

setidaknya telah terjadi 17 bencana tsunami

pada jalur The Pasific Ring of Fire (Cincin

besar di Indonesia selama hampir satu abad

Api Pasifik) yaitu jalur rangkaian gunung api

(1900-1996).

aktif di dunia. Cincin api Pasifik membentang

tsunami mulai dari Aceh, Nias, Yogyakarta

di

dan sebagian wilayah Jawa sudah banyak

bergesernya

antara

subduksi

maupun

pemisahan

lempeng Pasifik dengan lempeng IndoAustralia,

lempeng

Eurasia,

Bencana gempa bumi dan

memakan korban jiwa.

lempeng

Bencana gempa bumi tidak dapat

Amerika Utara dan lempeng Nazca yang

diramalkan waktu kejadiannya.

bertabrakan

Amerika

disebabkan gempa dapat terjadi secara tiba-

Selatan. Cincin Api Pasifik membentang dari

tiba pada zona gempa bumi. Hal yang masih

dengan

lempeng

1

Hal ini

mungkin dapat dilakukan adalah membangun

gerak

sistem peringatan dini (early warning sytem)

Penelitiannya

yang berfungsi sebagai "alarm" darurat jika

pendeteksian getaran gempa menggunakan

sewaktu-waktu

ggl (gaya gerak listrik) yang dihasilkan oleh

terjadi

gempa.

Alat-alat

vertikal

untuk

deteksi

getaran.

menjelaskan

pendeteksi gempa diletakkan pada daerah-

kumparan.

daerah rawan gempa seperti Aceh, Bengkulu,

kelemahan yaitu sistem ini menggunakan

pantai selatan Jawa, dan sejumlah daerah

komputer untuk membaca hasil pembacaan

rawan gempa lainnya. Dalam penelitian ini

sensor dan tidak ada peringatan apa bila

dirancang suatu alat pendeteksi gempa dan

terjadinya gempa.

tsunami menggunakan sensor getaran yang

Sistem

Rachmat

ini

tentang

masih

memiliki

Winadi

(2007)

dalam

merancang

sensor

posisi

bekerja menggunakan transmisi sinyal audio

penelitiannya

melalui media jala-jala listrik. Sistem ini

faraday untuk pendeteksi dini gempa pada

memberikan

gedung.

terobosan

teknologi

baru

dengan

di

bidang

memanfaatkan

Kelebihan

dari

sistem

yang

dirancang dapat mendeteksi gempa dan dapat

pendeteksian levitasi magnet.

mengaktifkan

sistem

keamanan

dalam

1.2. Tujuan

gedung secara otomatis. Kekurangan sistem

Merancang alat pendeteksi gempadan

yang dirancang hanya dapat mendeteksi

peringatan

getaran gempa maksimal 6.0 sekala richter

tsunami

kerjanya

yang

menggunakan

prinsip transmisi

dan jangkauan area hanya di sekitar gedung.

sinyal audio melalui media jala-jala

Sekilas Tentang Gempa Bumi

listrik

Gempa

1.3. Manfaat Penelitian a. Sebagai

referensi

bumi

disebabkan

karena

adanya pelepasan energi regangan elastis alternatif

alat

batuan dalam bentuk patahan atau pergeseran

pendeteksi dan peringatan gempa

lempeng bumi. Semakin besar energi yang

yang dapat berpotensi tsunami

dilepas semakin kuat gempa yang terjadi.

b. Menunjukkan bahwa jaringan listrik

Magnitudo

gempa

merupakan

yang

berhubungan

dapat digunakan sebagai alat transimsi

karakteristik

sinyal audio

dengan jumlah energi total seismik yang

c. Rancangan sebagai

alat

peringatan

dapat dini

gempa

dijadikan

dilepaskan sumber gempa. Magnitudo ialah

terhadap

skala

bencana gempa berpotensi tsunami

besaran

gempa

pada

sumbernya.Besaran yang digunakan untuk mengukur suatu gempa selain magnitudo

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Happy Aristiawan dan Hery Setiadi

adalah

(2006) dalam penelitiannya merancang sistem

intensitas.

didefenisikan

pemanfaatan levitasi magnet sebagai sensor

sebagai

Intensitas suatu

dapat besarnya

kerusakan disuatu tempat akibat gempa bumi 2

yang diukur berdasarkan kerusakan yang

oleh seismometer (dalam milimeter) dan beda

terjadi. Harga intensitas merupakan fungsi

waktu tempuh antara gelombang-P dan

dari magnitudo, jarak ke episenter, lama

gelombang-S (dalam detik) atau jarak antara

getaran, kedalaman gempa, kondisi tanah dan

seismometer dengan pusat gempa (dalam

keadaan

kilometer).

bangunan.

Skala

Intensitas

Dalam

gambar

di

atas

Modifikasi Mercalli (MMI) merupakan skala

dicontohkan sebuah seismogram mempunyai

intensitas yang lebih umum dipakai.

amplitudo maksimum sebesar 23 milimeter

Skala Richter

dan

Skala Richter didefinisikan sebagai logaritma

(basis

10)

dari

maksimum,

yang

diukur

mikrometer,

dari

rekaman

gempa

antara

gelombang

P

dan

gelombang S adalah 24 detik maka dengan

amplitudo

dalam

selisih

menarik garis dari titik 24 dt di sebelah kiri

satuan

ke titik 23 mm di sebelah kanan maka garis

oleh

tersebut akan memotong skala 5,0. Jadi skala

instrumen pengukur gempa (seismometer),

gempa tersebut sebesar 5,0 Skala Richter.

pada jarak 100 km dari pusat gempanya.

Sekilas Tentang Tsunami

Sebagai

ilustrasi,

seandainyadiperoleh

Tsunami ditimbulkan oleh adanya

rekaman gempa bumi (seismogram) dari

deformasi (perubahan bentuk) pada dasar

seismometer yang terpasang sejauh 100 km

lautan, terutama perubahan permukaan dasar

dari pusat gempa, amplitudo maksimumnya

lautan dalam arah vertical seperti gambar 2.2.

sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebut adalah log (10 pangkat 3 mikrometer) sama dengan 3,0 skala Richter. Untuk menentukan melakukan

memudahkan skala

orang

Richter

perhitungan

Gambar 2.2. Deformasi Pergerakan Lempeng

dalam

ini,

matematis

Bumi

tanpa

Perubahan pada dasar lautan tersebut

yang

akan diikuti dengan perubahan permukaan

rumit, dibuatlah tabel sederhana seperti

lautan,

gambar berikut :

yang

mengakibatkan

timbulnya

penjalaran gelombang air laut secara serentak tersebar Kecepatan

keseluruh rambat

penjuru

mata-angin.

penjalaran

tsunami

disumbernya bisa mencapai ratusan hingga ribuan km/jam, dan berkurang pada saat menuju pantai yang kedalaman lautnya semakin

Gambar 2.1. Perhitungan Skala Richter Parameter

yang

harus

dangkal.

Walaupun

tinggi

gelombang tsunami disumbernya kurang dari

diketahui

satu meter, tetapi pada saat menghepas

adalah amplitudo maksimum yang terekam 3

pantai,

tinggi

gelombang

tsunami

bisa

Penggunaan

sensor

kebutuhan

disebabkan

kecepatan

mengindra seperti gempa bumi. Hal tersebut

karena

Karena sistem instrumentasi secara garis

semakin dangkalnya kedalaman laut menuju

besar mempunyai prosedur dan rangkaian

pantai, tetapi tinggi gelombangnya menjadi

proses yang saling berkaitan. Bermula dari

lebih besar, karena harus sesuai dengan

proses

hukum kekekalan energi.

ditangkap oleh sensor, diolah oleh unit

merambat

gelombang

Penelitian

tsunami

menunjukkan

bahwa

pengukuran

instrumentasi

atas

mencapai lebih dari 5 meter. Hal ini berkurangnya

sistem

didasarkan

getaran

untuk

bumi

yang

pengendali, dan ditampilkan dalam bentuk

tsunami dapat timbul bila kondisi tersebut

satuan sekala richter.

dibawah ini terpenuhi :

Sensor didefinisikan sebagai alat yang

Gempa bumi dengan pusat di tengah

mampu mengindra perubahan nilai variable

lautan.

fisis seperti getaran bumi dan merespon

Gempa bumi dengan magnitude lebih

dengan keluaran elektrik yang proposional

besar dari 6.3 skala Richter

terhadap perubahan input. Dalam memilih peralatan sensor dan

Gempa bumi dengan pusat gempa dangkal, kurang dari 40 Km

transduser yang tepat dan sesuai dengan

Gempa bumi dengan pola mekanisme

sistem yang akan disensor maka perlu

dominan adalah sesar naik atau sesar

diperhatikan

turun

linieritas dan sensitivitas (Sharon, 1982).

Lokasi sesar (rupture area) di lautan

Op-amp Penguat

yang dalam (kolom air dalam).

persyaratan

umum

Operasional

yatiu

(Op-amp)

Morfologi (bentuk) pantai biasanya

merupakan kumpulan puluhan transistor dan

pantai

resistor dalam bentuk satu chip IC. Op Amp

terbuka

dan

landai

atau

merupakan komponen aktif linear yang

berbentuk teluk.

merupakan penguat gandeng langsung (direct

Sensor Sensor adalah suatu peralatan yang

coupling), dengan penguatan lintasan terbuka

berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau

(Open Gain) yang sangat besar dan dapat

sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan

dipakai untuk menjumlahkan, mengalikan,

suatu energi seperti energi listrik, energi

membagi,

fisika, energi kimia, energi biologi, energi

mengintegralkan tegangan listrik. IC Op-amp

mekanik dan sebagainya (Sharon, 1982).

sering dipakai untuk perhitungan-perhitungan

Sensor merupakan piranti yang sangat umum

analog,

digunakan dalam suatu sistem instrumentasi.

macam aplikasi control.

mendifferensialkan,

instrumentasi,

Inverting Amplifire 4

maupun

serta

berbagai

Penguat

inverting

pada

dasarnya

berupa dua buah resistor yang dihubungkan

disusun menggunakan komponen eksternal

seperti terlihat pada gambar 2.4. RA

berupa dua buah resistor yang dihubungkan

RB

A

I

I

seperti terlihat pada gambar 2.3.

-

RA

Vi

RB

A

+

-

Vout +

I

I

Vin -

+

-

+

Vi

Vin -

+ Vout

Gambar 2 4. Rangkaian Non-Inverting

+

Amplifier

Gambar 2.3. Rangkaian Inverting Amplifier Dari

Pada gambar 2.3, polaritas dari Vi di

pengamatan

gambar

2.4,

tentukan oleh polaritas dari Vin, sedangkan

diketahui bahwa Vout memiliki fase yang

polaritas dari Vout merupakan kebalikan dari

sam dengan Vin. Arah dari I pada RA dan

polaritas Vin. Bila Op-Amp ideal, maka Vi

pada RB dari positif ke negatif.

sama dengan nol, karena intrinsik input

operasinya,

resistansinya sangat tinggi. Dengan demikian

diperlihatkan oleh sinyal akan menjadi lebih

titik A merupakan virtual ground.

besar karena masukannya akan mengikuti

impedansi

masukan

Pada seperti

sinyal yang diberikan dan tidak dijaga untuk

Pada operasinya, saat sinyal masukan berubah menjadi positif nilainya, maka

tetap

saluran keluaran akan menjadi negatif dan

(feedback). Kondisi ini menyebabkan pada

sebaliknya. Selain itu jumlah perubahan

saat sinyal dimasukan mulai bergerak, secara

tegangan di saluran keluaran secara relatif

otomatis sinyal dikeluaran akan mengikuti

tergantung

masukan

fasenya sehingga masukan inverting akan

dengan nilai perbandingan yang ditentukan

dijaga nilai tegangannya pada taraf yang

oleh nilai resistor eksternal. Dengan demikian

sama. Gain atau perolehan tegangan pada

nilai

model ini akan selalu lebih dari 1, dengan

terhadap

penguatan

tegangan

model

amplifier

diatas

adalah(Kartidjo, M., Djodikusumo,I., 1996):

Vo Vi (penguatan) =

RB RA RB RA

dengan

nilai

A

konstan

oleh

demikian

nilai

amplifier

diatas

arus

umpan

penguatan

dari

adalah(Kartidjo,

balik

model M.,

Djodikusumo, I., 1996):

Vo Vi

(2.1.)

1

RB dengan nilai A (penguatan) >1 RA

(2.2)

Noninverting Amplifire

Penguat Instrumentasi

Penguat non-inverting pada dasarnya

Penguat

disusun menggunakan komponen eksternal

instrumentasi

ini

adalah

gabungan antara penguat voltage follower 5

dengan penguat diferensial (Wasito. S, 2001).

biner (binary word) yang ekuivalen dengan

Penguat ini akan menguatkan sinyal dan

sinyal yang diukur tersebut. ADC akan

membandingkan antara sinyal positif dan

menghasilkan output dalam bentuk suatu

negatif pada masukkannya.

sandi (encoded output). Setiap perubahan

Dengan demikian nilai penguatan

sebesar 1 LSB dalam outptunya menyatakan

model amplifire dapat dilihat pada persamaan

suatu harga inkremental dari sinyal outputnya

sebagai berikut (Wasito. S, 2001):

yang berbentuk tegangan listrik atau arus

R1

Ra ;

Rf

listrik (Kartidjo, M., Djodikusumo, I., 1996).

VO Vi

1

2.R2 R3

Rb ;

R2

R4

(2.3.)

Rf

Display

R1

Display merupakan unit yang bertugas

Mikrokontroler

untuk menunjukkan hasil dari perhitungan

Mikrokontroller adalah sebuah chip

aritmatik, baik sebelum, sedang, ataupun

yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian

sesudah proses perhitungan terjadi. Berbagai

elektronik dan umumnya dapat menyimpan

macam

program didalamnya.

dikembangkan saat ini, di antaranya adalah

Mikrokontroller

AT89S52

teknologi

penampil

sebagai

LED (Light Emitting Diode).

basis dari pembuatan alat karena jenis ini

LED (Light Emitter Dioda)

banyak dipakai serta lebih mudah untuk

telah

LED adalah dioda yang mampu

mengendalikannya.

menghasilkan cahaya pada saat diberikan

Reset pada mikrokontroler

tegangan maju kepada kaki-kakinya(Wasito.

Reset dapat dilakukan secara manual

S, 2001). Bahan yang umum digunakan untuk

maupun otomatis saat power diaktifkan

LED kombinasi Galium-Arsenida (GaAs) dan

(power on reset). Rangkaian reset secara

Galium-Fosfor (GaP). Sedangkan bentuk

manual dirangkai dengan memberikan tombol

fabrikasinya dapat bermacam-macam, dari

push button yang dirangkai secara seri

bentuk

terhadap tegangan positif (VCC) sedangkan

digunakan untuk indikator hingga bentuk

reset

dibangun dengan

alfanumeris untuk keperluan menampilkan

menggunakan dua komponen pasif yaitu

huruf dan angka. Keuntungan pemakaian

resistor dan kapasitor yang dirangkai menjadi

LED adalah kecepatan responnya terhadap

rangkaian differensial.(Smith, R.J.,1976)

tegangan yang diberikan, tahan guncangan,

ADC (Analog Digital converter)

masa

secara otomatis

ADC merupakan suatu rangkaian atau

seperti

tabung

pemakaian

yang

yang

lebih

biasanya

lama,

efisiensinya yang tinggi, dan kemampuannya

alat yang dapat mengukur suatu sinyal input

bekerja pada tegangan yang rendah.

berbentuk analog seperti tegangan atau arus, kemudian mengubahnya menjadi suatu kata 6

Untuk menentukan besar arus yang

Komponen

alat

pendeteksi

dan

melalui LED dapat menggunakan persamaan

peringatan gempa berpotensi tsunami dengan

sebagai berikut (Wasito, S., 2001) :

transmisi sinyal audio melalui media jala-jala

I LED Ket

Vin VLED R

listrik yang dibangun meliputi perangkat

(2.5)

keras dan perangkat lunak. Secara umum

LED

: Arus maju LED

sistem alat ini mempunyai spesifikasi sebagai

Vin

: Tegangan input

berikut:

VLED

: Kondisi Tegangan maju

Sensor

LED

mengindra

: Tahanan

kumparan yang dililitkan disebuah

R

yang

digunakan

gempa

untuk

bumi

berupa

BAB III. METODE PENELITIAN

tabung

Prosedur Perancangan

magnet (nonfundamental sensor).

Prosedur perancangan yang dimaksud adalah

tata

cara

pencapaian

perancangan sebagaimana

tertulis

yang didalamnya terdapat

Peringatan berupa suara sirene yang

target

terbuat dari buzzer 12 Volt.

dalam

Komponen

untuk

menampilkan

tujuan penelitian. Prosedur perancangan ini

informasi menggunakan LCD.

antara lain : Analisis Kebutuhan, Spesifikasi,

Komunikasi

Desain, Prototyping, Verifikasi, Validasi dan

menggunakan jala-jala listrik yang

Finalisasi.

memanfaatkan

Analisis Kebutuhan

listrik sebagai frekuensi carrier-nya.

Kebutuhan pokok yang harus dapat

pada

sistem

frekuensi

pengendalian

agar sistem yang dirancang sesuai dengan

mikrokontroller AT89S52.

tujuan yang akan dicapai adalah :

menggunakan

Desain

Perlunya suatu sensor yang dapat

Perangkat Keras

mengindra gempa bumi.

Rancangan

yang

dirancang

jala-jala

Komponen untuk pendeteksian dan

dilayani oleh sistem yang hendak dibangun

Sistem

dapat

elektronik

sistemyang

dibuatditunjukkan dalam blok digram seperti

memberikan peringatan gempa yang

Gambar 3.1 :

berpotensi tsunami secara otomatis dan terkendali. Sistem

yang

ADC

dirancang

ini

AT89s52

dapat

Trafo kopling

Demodulator

Sensor Gempa

menampilkan informasi gempa bumi Jal -java a Listrik

dalam satuan skala ricter. LCD

Spesifikasi 7

Trafo kopling Modulator

AT89s52

Sirine

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem

maka magnet pada sensor akan naik turun. Dengan naik turunya magnet di dalam sensor

Perangkat Lunak Perangkat memproses

dan

lunak

dibangun

mengontrol

alur

untuk

yang terbuat dari lilitan maka medan magnet

kerja

yang terdapat pada magnet permanen akan

keseluruhan sistem yang berpusat pada

memotong-motong

mikrokontroller.

dilewati medan magnetik akan menghasilkan

Prototyping

fluks magnetik. Fluks magnetik tersebut akan

Tahap ini dilakukan pembangunan sistem.

Pembangunan

sistem

lilitan.

Lilitan

yang

akan menghasilkan gaya gerak listrik sesuai

meliputi

dengan

besarnya

flugs

magnetik

yang

perangkat keras (hardware) dan perangkat

dihasilkan. Gaya gerak listrik tersebut berupa

lunak (software). Sistem dibangun per bagian

arus

fungsi. Berbagai kesalahan dapat ditemui

tersebut tergantung dari tingginya magnet

dalam tahap ini. Sehingga perlu dilakukan

permanen yang bergerak di dalam sensor.

evaluasi terhadap perangkat yang sedang

Keluaran

dibangun dan secepatnya melakukan koreksi.

rangkaian ADC, lalu tegangan sensor tersebut

Tahap bagian

akhir

fungsi

pembangunan setiap dilakukan

dan

tegangan.

sensor

Besarnya

langsung

tegangan

masuk

ke

akan diubah menjadi digital berupa bilangan

pengujian

hexa 8 bit secara paralel. Hasil pengubahan

(verifikasi) bagian tersebut. Jika semua

dari analog ke digital ini oleh mikrokontroler

bagian telah diuji, maka dilakukan integrasi

akan diubah menjadi bilangan desimal berupa

bagian-bagian fungsi tersebut menjadi sebuah

sekala richter.

sistem instrumen yang utuh.

Data hasil perhitungan sekala richter akan ditampilkan ke LCD untuk ditampilkan.

Validasi Pada tahap ini dilakukan pengujian

Lalu data matang berupa sekala richter

secara menyeluruh terhadap sistem. Validasi

tersebut akan dikirim menggunakan IC

meliputi pengujian fungsional dan pengujian

HT12E. Data bineri 4 bit yang dikeluarkan

ketahanan

ditemukan

oleh mikrokontroler akan diubah menjadi

kesalahan dalam validasi ini dapat dilakukan

gelombang RF untuk dipancarkan. Hasil

koreksi sepanjang tidak mengubah kerangka

pengubahan dari bineri 4 bit ke gelombang

dasar sistem seperti yang tertulis dalam

RF tersebut difilter menggunakan kapasitor

tujuan dan analisis kebutuhan.

menuju ke transformator output (OT) untuk

sistem.

Apabila

disuntikkan ke jala-jala listrik dengan bantuan kapasitor kopling.

BAB IV. HASIL DAN PENBAHASAN

Sinyal yang telah dikirimkan melalui

4.1.Prinsip Kerja Alat Prinsip kerja alat yang dirancang

jala-jala

sebagai berikut : saat gempa bumi terjadi

listrik

ditangkap

menggunakan

kapasitor kopling yang diserikan terhadap 8

transformator input (IT) untuk diteruskan ke

12VAC, tegangan yang telah diturunkan

rangkaian penerima. Sinyal yang berupa RF

tersebut

yang telah sampai lalu diubah kembali

menggunakan dioda bridge yang hasilnya

menjadi bilangan digital 4 bit dengan

berupa penyearah gelombang penuh menjadi

menggunakan IC HT12D. Bilangan biner 4

+12VDC, 0VDC(GND), -12VDC. Setelah

bit

akan

tegangan telah disearahkan lalu difilter

oleh

menggunakan kapasitor polaritas sebesar

mikrokontroler. Hasil proses tersebut di

1000uF baik ditegangan positif maupun

dalam

ditegangan negatif. Kapasitor ini berfungsi

hasil

pengubahan

dimasukkan

dan

tersebut diproses

mikrokontroler

akan

ditampilkan

lalu

disearahkan

melalui LCD dan akan dibandingkan. Apabila

sebagai

sekala richter yang diterima lebih besar sama

penyearahan agar didapat tegangan DC yang

dengan 6,5 SR maka sirine yang berupa

sempurna. Untuk mendapatkan tegangan

buzzer akan di aktifkan hingga tombol stop

+5Volt dan -5Volt membutuhkan regulator

buzzer ditekan.

7805 untuk +5Volt dan 7905 untuk -5Volt.

4.2.Perangkat Keras

Keluaran IC regulator tersebut difilter agar

4.2.1. Rangkaian Mikrokontroler

tegangan yang dihasilkan lebih sempurna

Bagian

minimum

sistem

pemangkas

dengan

kembali

mikrokontroller AT89S52 memerlukan catu

dengan

gelombang

menggunakan

hasil

kapasitor

polaritas sebesar 470uF. Tabel 4.1. Pengukuran tegangan pada rangkaian catu daya pada pemancar

daya sebesar 5Vdc. Sumber clock diperoleh dari sebuah kristal (XTAL) 12MHz dipasang pada kaki 18 dan 19 yang diserikan terhadap kapasitor sebesar 30pF pada setiap kaki yang fungsinya sebagai pembuang tegangan ripple

No

Jalajala listrik (VAC)

1 2

210

Output Transfor mator CT (VAC) 12,03 12,04

Keterang an Positif Negatif

Output Dioda Bridge (VDC) 12,06 -12,05

Output Regulator (VDC) 5,02 -5,06

b. Rangkaian catu daya pada penerima

hasil osilator.

Untuk

4.2.2. Rangkaian Catu Daya

sistem

penerima

tidak

membutuhkan tegangan yang banyak, cukup

Dalam sistem ini menggunakan dua

satu tegangan, yaitu +5Volt. Prinsip kerja dari

rangkaian catu daya, yaitu rangkaian catu

rangkaian catu daya pada penerima ini sama

daya pada pemancar dan rangkaian catu daya

dengan prinsip kerja dari rangkaian catu daya

pada penerima.

pada pemancar, jadi tidak perlu di perjelas

a. Rangkaian catu daya pada pemancar

kembali.

Pada pemancar membutuhkan 3 (tiga) tiga

Tabel 4.2. Pengukuran tegangan pada rangkaian catu daya pada pemancar

tegangan, yaitu : +12Volt, +5Volt, -5Volt. Pertama-tama tegangan jala-jala 220 VAC diturunkan menggunakan transformator CT step down menjadi 12 VAC, 0VAC dan 9

Jala-jala listrik (VAC)

Output Transformator (VAC)

210

15,14

Output Dioda Bridge (VDC) 15,20

Output Regulator (VDC) 5,01

Gambar 4.1. Rangkaian indikator TX

4.2.3. Rangkaian Indikator Pada sistem ini ada dua rangkaian

4.2.4. Rangkaian Konversi Analog ke

indikator yang digunakan pada penerima

Digital

khususnya, yaitu rangkaian indikator tsunami

Rangkaian konversi analog ke digital

dan rangkaian indikator TX.

ini

a. Rangkaian indikator tsunami

ADC0804 yang ditambah dengan 3 (tiga)

Rangkaian indikator tsunami ini dibentuk

komponen

dengan menggunakan dua buah transistor

konversi analog ke digital ini difungsikan

yang dirangkaian menjadi rangkaian durling

untuk

tone dan sumber suara berasal dari buzzer.

tegangan yang dihasilkan oleh sensor menjadi

Pada saat logika 1 (high) diberikan input

bilangan digital 8 bit. Variabel resistor (VR)

rangkaian durling tone maka transistor C828

yang dipasang pada pin 9 berfungsi sebagai

akan

dengan

tegangan referensi untuk pembanding dengan

tersaturasinya transistor C828 ini maka arus

masukan. Serta resistor (R) dan kapasitor (C)

mengalir dari kolektor ke emitor yang

yang dipasang secara parallel pada pin 19 dan

mengakibatkan transistor BD139 mengalami

14 berfungsi sebagai pembangkit clock untuk

tersaturasi. Dengan tersaturasinya BD139

mengaktifkan pengkonfersian IC ADC0804,

maka arus dari kolektor yang dikeluarkan

terlihat pada Gambar 4.13. Frekuensi yang

oleh

dihasilkan dari gabungan rangkaian RC yang

mengalami

buzzer

tersaturasi,

mengalir

ke

emitor

yang

dibangun

dengan

pasif

menggunakan

eksternal.

mengubah

IC

Rangkaian

perubahan

linieritas

mengakibatkan buzzer berbunyi.

dipakai dapat dihitung dengan persamaan

b. Rangkaian indikator transmitter (Tx)

(2.6) adalah :

Pada sistem ini rangkaian indikator

f

transmitter dibentuk dengan menggunakan

1 2 3.14 10k 150 pF

106.157KHz

4.3.Perangkat Lunak

LED sebagai penampil. Saat data yang diterima (Tx), LED akan berkedip per 4bit

Perangkat lunak system instrument

data yang dikirim. Resistor yang terdapat

pengukur kecepatan benda bergerak ini

pada

dengan bahasa C dan sebagai kompelernya

anoda

LED

berfungsi

sebagai

penghambat agar LED tidak mudah rusak.

menggunakan

Tegangan LED warna hijau adalah sebesar

dijalankan

2,7 Volt (ketentuan), jadi arus yang diterima

pentransferan

oleh LED dapat dihitung dengan persamaan

menggunakan softwareSpiPgm v.3.0.

(2.7) adalah :

4.4.Percobaan Alat

I LED

5 2,7 470

R15

470 D4

lulus P3.1 LED

pada

windows. hasil

yang Untuk

kompelernya

Setelah sistem pengendali dinyatakan

0,0049A 4,9mA

+5V

softwareMIDE51

uji

implementasi. 10

alat

selanjutnya

dilakukan

30

4.4.1. Pengujian transformator isolasi

3,01

Sebelum melakukan pengkoplingan Grafik hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

terhadap jala-jala listrik, pengujian trafo 3,5

isolasi bertujuan untuk mengetahui respon Tegangan (Volt)

3

frekuensi yang bekerja dan level tegangan. Trafo

isolasi

yang

digunakan

untuk

2,5 2 1,5 1 0,5 0

membloking frekuensi 50Hz jala-jala listrik ,

0

5

10

15

20

25

30

Frekuensi (Khz)

dan tegangan pada pengujian yang diberikan adalah

5Volt.

pembangkit

Hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

Gambar 4.3. Grafik hasil pengujian transformator isolasi

frekuensi

(Receiver)

menggunakan program RTA v3.4(Real Time

Pengujian

Audio). Gambar 4.2 merupakan grafik hasil

transformator

pengujian trafo isolasi yang dilakukan.

dilakukan

isolasi

yang

terhadap ada

pada

transmitter dan receiver. Ini dilakukan karena

Tabel 4.3. Pengujian transformtor isolasi (Transmitter)

Input Frekuensi (KHz) 0,05 0,1 0,5 5 10 15 20 25 30

setiap transformator isolasi yang dibuat tidak

Output Frekuensi (Volt) 0 0 0,195 0,41 1,46 2,015 2,4 2,56 2,63

sama karakteristiknya antara satu dengan yang lainnya. Tabel 4.3 dan Tabel 4.4 menunjukkan bahwa trafo bekerja pada frekuensi diatas 0,5KHz dengan amplitude yang semakin besar dan pada frekuensi tertentu amplitudo (level tegangan turun

Grafik hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

seiring

bertambahnya

akan

frekuensi.

Pengujian ini dilakukan pada masing-masing

3

Tegangan (Volt)

2,5

transformator isolasi.

2 1,5

Setelah

pengujian

masing-masing

1

transformator

0,5 0 0

10

20

30

selanjutnya

40

isolasi dilakukan

telah

di

pengujian

lakukan, secara

Frekuensi (Khz)

bersamaan dengan tujuan untuk mengetahui

Hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

apabila

Gambar 4.2. Grafik hasil pengujian transformator isolasi (Transmitter)

sinyal

ditransmisikan

terjadi

penurunan level tegangan atau tidak serta Tabel 4.4. Pengujian transformtor isolasi (Reciever)

Input Frekuensi (KHz) 0,05 0,1 0,5 5 10 15 20 25

juga respon frekuensi yang bekerja pada

Output Frekuensi (Volt) 0 0 0,18 0,26 0,9 1,7 2,2 2,63

kedua transformator isolasi apakah terjadi perubahan. Tabel 4.5. Hasil pengujian transformator secara bersamaan Input Frekuensi Output Frekuensi (KHz) (Volt) 0,05 0 11

0,1 0,5 5 10 15 20 25 30

0 0 0,133 2,13 2,22 2 1,84 1,84

pengukuran

Tegangan (Volt)

2 1,5 1 0,5 0 10

15

20

besarnya

Tabel 4.6. Hasil pengukuran tegangan sensor terhadap besarnya getaran Tampilan pada Output sensor LCD(SR) (Volt) 0,0 0,00 1,2 0,86 2,4 0,96 3,1 1,01 4,0 1,08 5,5 1,21 6,1 1,26 7,4 1,38 8,2 1,43 9,1 1,53

2,5

5

terhadap

getaran.

Grafik hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

0

tegangan

25

30

Frekuensi (Khz)

Grafik hasil pengukuran tegangan sensor terhadap besarnya getaran

Hasil perbandingan frekuensi dengan tegangan keluaran

Gambar 4.4. Grafik hasil pengujian transformator secara bersamaan

grafik

hasil

transformator

isolasi

menunjukkan

penurunan

1,4

Tegangan keluaran (V)

Dari

1,6

pengujian

secara

bersamaan,

level

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2

tegangan

0 0

Ini diakibatkan adanya rugi-rugi pada jalur digunakan,

3

4

5

6

7

8

9

Gambar 4.5. Grafik hasil pengukuran tegangan sensor terhadap besarnya getaran

transmitter dan transformator pada receiver).

yang

2

Hasil pengukuran tegangan sensor terhadap besarnya getaran

isolasi secara terpisah (transformator pada

transmisi

1

Getaran (SR)

dibandingkan hasil pengujian transformator

Dari Gambar 4.5 membuktikan bahwa

mungkin

semakin besarnya getaran yang diterima oleh

disebabkan adanya kondisi transformator

sensor maka semakin besar pula tegangan

isolasi pada receiver yang mengalami titik

yang dihasilkan oleh sensor.

jenuh.

Pengukuran tegangan keluaran Op-Amp

4.4.2. Pengujian sensor gempa

Pengukuran tegangan keluaran Op-

Pengujian sensor gempa dilakukan

Amp difungsikan untuk mendapatkan hasil

untuk membuktikan hasil keluaran berupa

pengukuran tegangan dari keluaran Op-Amp

variabel

besarnya

dan membuktikan apakah Op-Amp yang

sensor.

dibuat mengalami penguatan tegangan atau

Pengukuran variabel tegangan dilakukan

tidak. Pengukuran tegangan keluaran Op-

dengan cara menggerakkan sensor secara naik

Amp ini dilakukan dengan cara memberikan

turun seperti terjadinya gempa bumi, serta

variabel resistor 100k tipe 100 putaran pada

membandingkannya dengan tampilan pada

input non-inverting Op-Amp agar didapat

LCD sebagai indikasi besarnya getaran yang

tegangan yang tepat dan linier. Tabel 4.7

dilakukan. Tabel 4.6 menunjukkan hasil

menjelaskan

guncangan

tegangan yang

terhadap diterima

oleh

12

tentang

hasil

pengukuran

keluaran Op-Amp dan perbandingan terhadap

DAFTAR PUSTAKA

perhitungan penguatan non-inverting.

Aristiawan, H., Setiadi, H., “Pemanfaatan Levitasi Magnet Sebagai Sensor Gerak Vertikal Untuk Deteksi Getaran, ITB, 2006

Tabel 4.7 Hasil pengukuran tegangan keluaran Op-Amp Pengukuran Op-Amp dengan faktor penguatan A = 6,2 Input Output Perhitungan Error OpOp(Volt) (%) Amp Amp(Volt) (Volt) 1 0,20 1,26 1,24 1,59 2 0,22 1,39 1,36 2,16 3 0,24 1,51 1,49 1,32 4 0,26 1,64 1,61 1,83 5 0,28 1,77 1,74 1,69 6 0,31 1,89 1,92 1,59 7 0,32 2,02 1,98 1,98 8 0,35 2,15 2,17 0,93 9 0,37 2,27 2,29 0,88 10 0,38 2,40 2,36 1,67 Rata-rata 1,56

No

Terlihat pada Tabel 4.7 terjadinya error

diakibatkan

karena

resistor

yang

digunakan sebagai Rin dan Rf

sebesar 1,56% yang dihasilkan bahwa sistem yang dibuat telah bekerja sesuai yang diharapkan. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan : 1. Tingkat akurasi alat sangat tergantung beberapa hal antara lainrespon sensor kalibrasi alat

dan

software aritmatik yang dihasilkan. 2. Tegangan

pada

pemancar

sangat

berpengaruh terhadap jarak pancaran. Saran : Agar

kontinyuitas

terganggu

kerja

diperlukan

alat accu

Sharon,D., “Principles of Analysis Chemistry”, New York : Harcourt Brace College Publisher, 1982 Smith,R.J., “Circuits Devices and Systems”, New York: John wiley & Sons, 1976 Wasito, S., ”Vademekum Elektronika”, PT Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 2001 Winadi, R., “Pembuatan Sensor Posisi Faraday Untuk Pendeteksi Dini Gempa pada gedung”, Proyek Akhir, PENS-ITS, Surabaya,. 2007.

bukan

menggunakan resistor 1%. Dari error rata-rata

terhadap getaran,

Kartidjo, M., Djodikusuma, I., “Mekatronika”, Higher Education Development Support Project, 1996

tidak untuk

mengantisipasi bila terjadi pemutusan hubungan listrik dari PLN atau dengan menggunakan solar sel untuk penyedia daya ke sistem pada pemancar.

13

14

View more...

Comments

Copyright � 2017 NANOPDF Inc.
SUPPORT NANOPDF