penerapan sensor accelerometer untuk membandingkan gempa

PENERAPAN SENSOR ACCELEROMETER UNTUK MEMBANDINGKAN GEMPA DATA BMKG DAN GOOGLE EARTHQUAKE PADA PERANGKAT SMARTPHONE ANDROID
PENERAPAN SENSOR ACCELEROMETER UNTUK
MEMBANDINGKAN GEMPA DATA BMKG DAN GOOGLE
EARTHQUAKE PADA PERANGKAT SMARTPHONE ANDROID
A n n a A rth d i Putra, M ard ian a Iraw aty
Jurusan Teknik Informatika
Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto Yogyakarta
[email protected]
A BSTRA C T
The earthquake that occurred around the world, generally always cause building damage
and casualties. The number of fatalities occurred due to the lack of early notification and
earthquakes happen very quickly. The software developed in this study can detect the
strength of the earthquake. Magnitude detection software is designed to be equipped
smartphone device accelerometer sensors and GPS. Smartphone users who apply this device
will allow earthquake information (magnitude) faster than BMKG. The experimental results
with comparison earthquakes that have occurred naturally suggest the software can be
applied to well. Users of smartphones equipped with an accelerometer and GPS that applying
this software can improve alertness when it will take place.
K eyw ord s : Quake, BMKG, Smartphone, GPS
1.
P en d ah u lu an
Getaran merupakan proses terjadinya perubahan struktur tanah yang mengalami tanah
tersebut bergerak, accelerometer dapat membandingkan getaran tersebut dengan
menggunakan struktur perubahan angka koordinat, accelerometer terdapat pada sistem
operasi android yang tertanam dalam pada perangkat smartphoneandroid, perangkat android
merupakan perangkat yang menggunakan sistem terbuka (open source), android memiliki versi
tahapan yang menjelaskan perkembangan yang dilakukan untuk memperbaiki sistem yang
lebih baik, sistem operasi android memiliki sensor yang dapat digunakan untuk
membandingkan kekuatan gempa seperti accelerometer untuk getaran, kecepatan untuk
perubahan tempat yang akan digunakan untuk membedakan getaran tanah yang berubah
dengan getaran tanah yang tidak berubah.
2.
M eto d o lo g i P en elitian
2.1 A nd roid
Android banyak dikatakan sebuah robot hijau, karena logo yang dikenalkan oleh
Google.inc. Androidmeruapakan sistem operasi untuk telepon seluler yang berbasis Linux,
Android menyediakan platform terbuka bagi para pengembang untuk menciptakan program
mereka sendiri yang digunakan oleh bermacam device.
COMPILER
33
Anna Arlhdi Putra, Mardiana Irawaty
2.2 Accelerometer
Accelerometer adalah sebuah perangkat yang mengukur percepatan yang tepat , hal ini
tidak selalu sama dengan percepatan koordinat (perubahan kecepatan dari perangkat dalam
ruang), tetapiagak jenis percepatan terkait dengan fenomena berat badan yang dialami oleh
massa uji yang berada dalam kerangka acuan dari perangkat accelerometer.
2.3 Global Positioning System (GPS)
GPSTracker atau sering disebut dengan GPSTracking adalah teknologi AVL (Automated
Vehicle Locater) yang memungkinkan pengguna untuk melacak posisi kendaraan, armada
ataupun mobil dalam keadaan Real-Time. GPS Tracking memanfaatkan kombinasi teknologi
GSM dan GPS untuk menentukan koordinat sebuah obyek, lalu menerjemahkannya dalam
bentuk peta digital.
2.4 Magnitudo Gempa
Magnitudo gempa adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya energi seismik yang
dipancarkan oleh sumber gempa. Besaran ini akan berharga sma, meskipun dihitung dari
tempat yang berbeda. Skala yang kerap digunakan untuk menyatakan magnitudo gempa ini
adalah Skala Richter(Richter Scale).
2.5 Application Programming Interface (API)
Antar muka pemrograman aplikasi (Application Programming Interface) adalah
sekumpulan perintah, fungsi, dan protocol yang dapat digunakan oleh programmer saat
membangun perangkat lunak untuk sistemoperasi tertentu. API memungkinkan programmer
untuk menggunakan fungsi standar untuk berinteraksi dengansistem operasi.
2.6 Perancangan Perangkat Lunak
Dalam pengembangan sistem pengolahan data perangkat lunak dibutuhkan pengadaan
perangkat keras dengan komponen sebagai berikut :
1. Prosessor Octa Core 1.3 Ghz
2. RAM 1GB
3. Grafic Snapdragon 1 Ghz
4. Micro SD 4 GB
5. Lenovo a850+
Dalam perancangan sistem pengolahan data dibutuhkan pengadaan perangkat lunak
sebagai berikut :
1. Sistem operasi Windows 8 64 bit
2. SQlite Management Database
3. IDE Eclipse Indigo
2.6.1 Diagram Use Case
Gambar 1 Diagram Use Case
34
Volume 3, Nom or 2, November 2014
PENERAPAN SENSOR ACCELEROMETER UNTUK MEMBANDINGKAN GEMPA DATA BMKG DAN GOOGLE EARTHQUAKE PADA PERANGKAT SMARTPHONE ANDROID
1)
2)
3)
User dapat melihat peta gempa dan data diambil dari data center Google.
User dapat melihat Parsing data dan data diambil dari data center BMKG.
User dapat melihat website BMKG
2.6.2 D iag ram C lass
Gambar 2 Diagram Class
1)
2)
"MainActivity" tidak dapat berdiri sendiri karena data dihasilkan
"BMKGParsing" dan "PetaParsing".
"MyService" Memberikan hasil yang didapat untuk "MainActivity".
dari
2.6.3 Diagram Komponen
Gambar 3 Diagram Komponen
Component software merupakan bagian fisik dari sebuah sistem, karena menetap di
komputer tidak berada di benak para analis. Komponen merupakan implementasi
software dari sebuah atau lebih class. Komponen dapat berupa source code, komponen
biner, atau executable component.
2.7 P erancangan A lgoritm a
2.7.1 A lg orim ta N arasi
1.
2.
3.
Mulai
Deklarasi Variabel getaran, perhitungan x, perhitungan y, perhitungan z, hasil angka
skala richter.
Membaca Getaran menggunakan sensor accelerometer dalam bentuk koordinat x,y,z
dan data tersebut disimpan dengan menggunakan 5 data yang diperoleh.
COMPILER
35
Anna Arlhdi Putra, Mardiana Irawaty
4.
5.
6.
7.
Memfilter data BMKGdari API BMKG untuk melakukan validasi kebenaran gempa
menggunakan tanggal dan keterangan, jika tanggal dan keterangan tidak sama
dengan data yang disimpan, maka proses selanjutkan dilakukan, dan jika tanggal
dan keterangan sama dengan data yang disimpan, maka proses selanjutnya tidak
dilakukan.
Memfilter data Google dari API Google EarthQuake untuk melakukan validasi
kebenaran untuk mendapatkan kekuatan gempa, kekuatan gempa tersebut
disamakan atau mendekati dengan hasil perhitungan sensor accelometer.
Menghitung kecepatan perpindahan dari titik a ke titik b, untuk melakukan validasi
kebenaran jika posisi a tidak sama dengan posisi b, maka data perhitungan
accelerometer tidak ditampilkan, dan jika posisi a dan posisi b tidak mengalami
perubahan, maka data perhitungan accelerometer akan ditampilkan pada saat
konfirmasi terjadi gempa.
Memperhitungkan hasil kekuatan dalam bentuk Skala Richter dengan
mengembangkan rumus accelerometer.
2.7.2Algoritma Diagram Alir
Gambar 4 Diagram Alir
Perangkat lunak dari membaca getaran yang menggunakan sensor accelerometer,
memfilter gempa dengan menggunakan data BMKG, API Google dan kecepatan sehingga
menghasilkan angka kekuatan gempa dalam bentuk Skala Richter.
2.7.3 Algoritma Pseucode
1. float lastx, lasty, lastz;
2. long lasttime;
3. boolean firsttime = true;
4. float x_value = arg0.values[0];
5. float y_value = arg0.values[1];
6. float z_value = arg0.values[2];
36
Volume 3, Nom or 2, November 2014
PENERAPAN SENSOR ACCELEROMETER UNTUK MEMBANDINGKAN GEMPA DATA BMKG DAN GOOGLE EARTHQUAKE PADA PERANGKAT SMARTPHONE ANDROID
7. long currenttime = System.currentTimeMillis();
8. long deltatime = currenttime - lasttime;
9. float xrate = Math.abs(x_value - lastx) 10000/deltatime/10;
10. float yrate = Math.abs(y_value - lasty) * 10000/deltatime/10;
11. float zrate = Math.abs(z_value - lastz) * 10000/deltatime/10;
Kode yang digunakan untuk sistem yang digunakan dalam perangkat lunak dari deteksi
getaran yang menggunakan sensor accelerometer sehingga menghasilkan angka kekuatan
gempa dalam bentuk Skala Richter.
4.
Hasil Dan Pembahasan
4.1 Hasil Rancangan
t» •
p
u
*
v _____________ “
i
i .• ~j
P t f x M r t i i K e k u d j n Cm y * b i n * A n h d i P vrtrj
1.1 ■t •;t .1• .it
4 ,6 s k a la ric h te r
Art'di put ra anna
.• I
T « 0 9 9 *4 - 1 1 /0 4 / 2 0 1 4 -1 0 5 4 I 2 W 1 B
K * 4 v * i«a
- 3 6
* Pvw > 9f ' p *
< U ia «*t
l* a »a Tabanan
T * n Q 9 *J • 1 0 / 0 4 / 7 0 1 1 0 7 1 3 3 1 MOB
K r tw M in O w n p « - 3 8 SR
km
K M M in g a n » Pucat 9» «np i b c r « d « d d w a l iT k m
B jia lL j u ! I »m p o m j B « M I
T a o 9 9 *J ■ 0 9 / 0 4 / 7 0 1 « - I S S I S 4 W1S
K r k u «1 * n G r m p j - 4 5 S H
xn*«*«-«©*n - P u M t 9 * «n p « b*fad* <U*o»
«vim lOnm iw
« A m r in
h a tp ic (« T v r f t M l»
r+ n tiR
11 0 0 VMS f lliJ K O
B a ra tla u t 0 0 0 9 9 *1 4
T *0 9 9 « ! - 0 7 / 0 4 / 7 0 1 4 -1 9 5 6 3 6 iW B
K r t u t lM i G <m |M - 8 2 S B
>tne«ar«g»n * P u u i 9 » im x b*r*d* <fc A m»at M km
Twnur I M M » M w I f o f l q * » B a r**
T a o 9 9 *J - 0 7 / 0 4 / 7 0 1 4 -0 7 2 7 0 9 W1B
K rfc u a ta r G w n p a ■ 3 6 S B
■Irtef j o g * n • P u s a t
b a ra tfa
d a r a t 13 k m
B a r a iD a y a G B O O O Q A M - J A T E N G
T *09 9 * 4 - 0 3 / 0 4 / 7 0 1 4 1 6 3 0 1 9 W18
K r tu a lM i O w n p * • I T S B
- P u « * i 9 * n «p a b a ra d a * la u «
km
B a r « t D * y * 0angfcu*u S «* »1* n
T a o 9 9 *J • 0 2 / 0 4 / 7 0 1 4 -1 ® 2 I 5 6 MrtB
K t k u t lm G ««n p a ■ 4 5 S B
urÏTTrâÎUÏNMM
Gambar 5 Menu Utama, data BMKG dan peta
Tampilan gambar 5 merupakan tampilan utama yang memberikan informasi data gempa
dari perhitungan accelerometer yang didapat dari proses backgroud yang selalu berjalan
sehingga data tersebut selalu diolah dalam penyimpanan data, kemudian data BMKG yang
selalu up to date dengan kejadian yang terjadi di sekitar wilayah Indonesia, serta peta gempa
yang didapat pada data API Google yang selalu up to date
4.2 Pembahasan
4.2.1 Membedakan Getaran Gempa
Gempa memiliki beberapa macam dan menghasilkan keadaan yang berbeda-beda,
getaran yang dihasilkan dari struktur tanah, letusan gunung merapi, dan getaran yang
dihasilkan dari getaran buatan. BMKG menggunakan alat seismograf untuk
membedakan getaran tersebut sehingga menghasilkan data yang sesuai untuk
digunakan.
4.2.2 Menguji Skala
Perangkat lunak pembanding kekuatan gempa menggunakan rumus pengembangan
accelerometer yang diolah dengan menggunakan matematika sederhana untuk
menghasilkan satuan skala richter yang sesuai, dibawah ini merupakan urutan rumus
yang digunakan untuk menghasilkan satuan getaran skala richter.
X = (x2 —x ]_) * 1 00 0 0 /de ltatime /1 0............ 4.1
Keterangan :
Deltatime = S2 —S
COMPILER
37
Anna Arlhdi Putra, Mardiana Irawaty
S = Detik
4.2.3 Perbandingan Alat Seismograf BMKG
Sensor accelerometer memiliki fungsi yang hampir sama dengan alat seismograf, tetapi
memiliki rumusan yang berbeda untuk menghasilkan satuan Skala richter. Alat seismograf
tertanam di lapisan tanah sehingga sifatnya statis, tetapi sensor accelerometer tertanam
pada perangkat smartphone sehingga tidak mungkin diletakkan pada tempat yang statis.
4.3 Uji Coba Simulator Gempa
Gambar 4.4 Simulator Gempa Bumi
Gambar 4.4 Merupakan keadaan simulator gempa yang berukuran 3x3 meter yang
didalamnya terisi barang-barang yang dapat jatuh, ketika simulator berjalan dengan
sesuai skala ricter.
Gambar 4.5 Komputer Simulator
Gambar 4.5 merupakan komputer yang digunakan untuk mengontrol simulator gempa,
komputer ini telah dirancang sedemikian rupa seperti gempa alamia yang terjadi di
Indonesia. Setelah operator memilih gempa yang dinginkan maka komputer akan
menjalankan proses yang terhubung dengan simulator gempa.
38
Volume 3, Nom or 2, November 2014
PENERAPANSENSORACCELEROMETERUNTUKMEMBANDINGKAN GEMPADATABMKGDANGOOGLEEARTHQUAKEPADAPERANGKAT SMARTPHONEANDROID
4.4 Analisa Hasil
Tabel 4.1 Data Percobaan
No
1
2
3
5.
Nama Gempa
22 April 2013 Pusat
gempa berada di laut
84 km Barat Daya,
JAMBI(4.8 SR)
4 Juni 2014 Pusat
gempa berada di laut
97 km Barat Daya,
KEBUMEN(5 SR)
18 Mei 2014 Pusat
gempa berada di laut
342 km Barat Daya,
Kab Aceh Raya (6.4
SR)
Simulator
Gempa
Perangkat Lunak
Percobaan
1
2
3
4.8 SR
4.678 SR
4.621 SR
4.698 SR
5 SR
4.822 SR
4.878 SR
4.853 SR
6.4 SR
6.251 SR
6.211 SR
6.256 SR
Penutup
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan perangkat lunak pendeteksi kekuatan
gempa maka dapat disimpulkan :
1. Perangkat lunak Perbandingan kekuatan gempa dapat memberikan informasi terjadi
gempa yang lebih cepat dibandingkan informasi dari BMKG.
2. Sensor accelerometer pada smartphone android teruji dapat digunakan untuk mendeteksi
kekuatan gempa.
3. Kombinasi accelerometer dan Global Positioning System (GPS) dapat digunakan untuk
membedakan gempa yang disebabkan gerakan tanah dengan gempa yang dideteksi
karena goncangan smartphone.
5.2 Saran
Dalam pelaksanaan tugas akhir ini, adapun beberapa saran yang di cantumkan adalah
sebagai berikut :
1. Untuk mendapatkan getaran yang lebih halus sehingga mengurangi selisih kekuatan
getaran, dapat menggunakan sensor gryscope.
2. Dalam penelitian ini perangkat lunak tidak dapat mendeteksi beberapa macam gempa
yang sering terjadi, sehingga dapat merancang hardware yang dapat mendeteksi getaran
tersebut dan mensinkronisasikan dengan sensor accelerometer.
Daftar Pustaka
BMKG, http://data.bmkg.go.id/, Tanggal 14 Juni 2014 Pukul 14.05 WIB.
Developer Android, http://developer.Android.com/index.html, Tanggal 23 April
08.15 WIB.
COMPILER
2014 Pukul
39
Anna Arthdi Putra, Mardiana Irawaty
Dobrovolsky, I.P., Zubkov, S.I., & Miachkin, V.I. (2007). Estimation o f the size o f earthquake
preparation zones. Pure and Applied Geophysics, 117 (5), 1025-1044.
Dunajecka, M.A. and Pulinets, S.A. (2005). Atmospheric and thermal anomalies observed around the
time o f strong earthquakes in Mexico, Atmosfera 18(4), 235-247 (2005).
Erel Uziel, 2011, Beginner GuIDE, Anywhare Software, Netherland.
Eriko Darmawan G, 2010, Pemograman Dasar C-Java-C# yang susah jadi mudah!!, Bandung
Google EarthQuake, https://developers.google.com/maps/ layer-data-quakes, Tanggal 23 April 2014
Pukul 08.15 WIB.
Hayakawa, M., Kawate R., Molchanov O.A., & Yumoto K. (1996). Result o f Ultra-Low Frequency
Magnetic Field Measurements during the Guam Earthquake o f 8 augustus 1993, Geophysical
Research Lett., 23.(3), 241-244.
Murat M. SAC, Coskun Harmansah, Berkay Camgoz, Hasan Sozbilir (2011). Radon Monitoring as
the Earthquake Precursor in Fault Line in Western Turkey. Ekoloji 20, No. 79, 93-98 (2011).
Nuannin P., Kulhanek, O. & Persson, L. (2006). Spatial and temporal b value anomalies preceding
the devastating off coast o f NW Sumatra earthquake o f December 26, 2004. Geophys. Res. Let., 32,
L11307.
Nurdiyanto, B., Sunardi, B., Ngadmanto, D., Susilanto, P., Harsa, H., Noviati, S., et. al. (2011).
Integration o f Geophysical Parameter Observation in the Earthquake Predictability,Proceedings o f
the 36th HAGI and 40th IAGI Anual Convention and Exhibition JCM2011-031, Makasar:
HAGI.
40
Volume 3, Nom or 2, November 2014