perancangan alat pendeteksi dan peringatan gempa berpotensi
advertisement
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
