Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
APLIKASI PENENTUAN STATUS GUNUNG BERAPI MENGGUNAKAN TELEMETRI SUHU Frans Richard Kodong Jurusan Teknik Informatika UPN "Veteran" Yogyakarta Jl. Babarsari no 2 Tambakbayan 55281 Yogyakarta Telp (0274)-485323 e-mail :
[email protected] Abstrak Sistem Modern Peringatan Dini (early warning system) Gunung Berapi sudah sejak 1999 diterapkan pada beberapa gunung berapi di Indonesia. Teknologi yang digunakan dalam pemantauan gunung berapi menerapkan teknologi satelit dan disebarkan keseluruh dunia termasuk Direktorat Vulkanologi & Mitigasi Bencana Geologi yang terletak di Bandung. Peningkatan aktivitas gunung berapi dapat di lihat dari frekuensi gempa, naiknya kadar belerang, membesarnya perut gunung, perubahan kemiringan lereng, salah satu parameter yang terpenting adalah suhu kawah gunung berapi. Telemetri suhu digunakan untuk memberikan informasi suhu kawah pada gunung berapi, dari pemantauan suhu tersebut dapat tentukan status dari aktivitas gunung berapi, apakah dalam status Normal, Wasapada, Siaga ataukah Awas. Dengan diketahuinya secara real time status gunung berapi maka penanganan bencana akan dapat dilakukan sedini mungkin, agar masyarakat mendapatkan perlindungan lebih maksimal dari bencana gunung berapi. Aplikasi ini diharapkan juga dapat memberikan kontribusi pada sistem peringatan dini gunung berapi yang sudah ada. Kata kunci : early warning system, Telemetri, Vulcanology 1.
PENDAHULUAN Indonesia adalah negara dengan potensi alam yang besar berdasarkan kondisi geografis dan geologisnya. Akan tetapi, hal ini juga menyebabkannya menjadi negara yang rawan akan bencana. Untuk mengurangi dampak bencana teknologi informasi dan komunikasi memiliki banyak potensi terutama dalam sosialisasi penanggulangan bencana, memprediksi adanya bencana, membantu dalam mengambil keputusan terkait dengan bencana, menyebarkan peringatan akan adanya bencana kepada masyarakat, dan pengelolaan korban becana ketika bencana itu sendiri sudah terjadi. Dari sekitar 500 gunung berapi di Nusantara, ditengarai 129 gunung api berstatus aktif dan tersebar dari Sabang sampai Merauke, salah satu gunung teraktif di dunia adalah Merapi. EWS (early warning system) telah terpasang di sekitar 19 gunung berapi di Indonesia, sementara lebih dari 100 gunung berapi aktif di Indonesia masih belum dipasang EWS. Telemetri suhu merupakan sistem pengukuran dari sutau objek terukur dengan menempatkan penyajian data hasil ukur pada tempat yang terpisah yang berfungsi untuk memberikan informasi suhu kawah pada gunung berapi yang medannya berbahaya apabila melakukan pengukuran dalam jarak yang dekat oleh kerena itu diperlukanya suatu alat yang dapat melakukan pengukuran dalam jarak jauh yang dapat memberikan informasi-informasi yang cepat dan terbebas dari gangguan alam. Dengan dapat dipantaunya suhu kawah maka dapat ditentukan status dari gunung berapi tersebut, dengan demikian dampak buruk dari bencanan yang ditimbulkan dapat antisipasi dan di minimalisir. 2. TINJAUAN PUSTAKA. 2.1 Telemetri Telemetri merupakan sistem pengukuran dari sutau objek terukur dengan menempatkan penyajian data hasil ukur pada tempat yang terpisah. Sistem terbagi dalam tiga blok besar yaitu blok sumber data, blok transmisi data dan blok penerima data 2.2. Suhu Kawah Gunung Berapi. Salah satu faktor penentu atifitas gunung berapi ditentukan oleh suhu kawah, dimana bedasarkan suku tersebut dapat di tentukan status gunung. Adapun batasan suhu untuk menentukan status adalah sebagai berikut (http://portal.vsi.esdm.go.id) ; Tabel 2.1 Data Suhu Sebagai Penentu Status Gunung Permukaan 10m 15m Status 00C – 320C 00C – 350C 00C – 370C Normal 320C – 370C 350C – 380C 370C – 390C Waspada 0 0 0 0 37 C – 39 C 38 C – 40 C 390C – 410C Siaga 390C – < 0C 400C – < 0C 410C – < 0C Awas ( sumber data : Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral Gunung Kelud) E-57
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
2.3 Port Serial PC (Personal Computer) Port serial adalah port yang paling populer digunakan untuk keperluan koneksi ke piranti luar. Kata “Serial”, menggambarkan prinsip kerja port ini yang memberikan (serialize) data. Cara kerjanya adalah diawali dengan mengambil sebuah byte data lalu kemudian mengirimkan perdelapan bit dalam byte tersebut satu persatu dalam satu jalur data. Keuntungannya adalah bahwa port ini hanya membutuhkan satu kabel untuk mengirimkan kedelapan bit tadi (dibandingkan port paralel yang membutuhkan delapan kabel). Keuntungan lainnya adalah efisiensi dalam biaya dan tentunya ukuran kabel yang kecil. Kerugiannya yakni bahwa port serial membutuhkan 8 kali lebih lama untuk mengirimkan data dibandingkan dengan proses pengiriman dengan 8 kabel. (Catur Edi Widodo, 2004) 2.4
Konfigurasi Serial Port DB-9 Konektor port serial atau yang biasa disebut DB-9 (COM1 dan COM2) dapat dilihat pada bagian belakang komputer (CPU) memiliki kaki sejumlah 9 pin.
Gambar 2.2 Konektor serial DB-9 Tabel 2.2 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 Nomor Pin Nama Sinyal Arah In/Out Keterangan 1 DCD In Data Carrier Detect/ Receive Line Signal Detect 2 RxD In Receive Data 3 TxD Out Transmit Data 4 DTR Out Data Terminal Ready 5 GND Ground 6 DSR In Data Set Ready 7 RTS Out Request to Send 8 CTS In Clear to Send 9 RI In Ring Indikator 2.5 TLP434A TLP434A adalah suatu pemancar baru yang berukuran kecil yang berfungsi untuk proyek pengendali jarak jauh atau memindahkan data ke suatu objek. Aplikasi ini meliputi mobile robots, wireless. Radio transmitter beroperasi mulai 2v sampai 12v. radio transmitter mempunyai cakupan sampai 200 m, yang dicoba dengan suatu antenna. Radio transmitter ini dapat menghubungkan secara langsung seperti IC HT12E atau serupa dengan encoder yang nantinya sebagai pengirim data suhu dan kelembaban.
Gambar 2.3 TLP434A
E-58
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
2.10
RPL434A RPL434A adalah radio penerima yang baru yang bekerja pada pemancar yang beroperasi pada frekuensi diatas 433.92 MHz. yang nantinya sebagai penerima data suhu dan kelembaban yang sudah dikirimkan..
Gambar 2.4 RPL434A 2.11 SHT 11 SHT11 adalah sensor digital untuk temperatur sekaligus kelembaban pertama di dunia yang mempunyai kisaran pengukuran dari Range suhu -40 ºC sampai +123,8 ºC, Akurasi suhu +/- 0,5 ºC pada suhu 25 ºC, Range kelembaban 0 sampai 100% RH, Akurasi absolut RH +/- 3,5% RH, Sensor ini bekerja dengan interface 2-wire. Aplikasi sensor ini pada data logging, pemancar, automotive, perangkat instrumentasi dan lain- lain. Dalam penelitian tugas akhir ini sensor SHT11 berfungsi sebagai pembaca suhu dan kelembaban yang ada pada permukaan.
Gambar 2.5 Sensor SHT11 2.12
LM35 LM35 merupakan komponen elektronis berupa IC berkaki tiga yang mampu menghasilkan tegangan sebanding dengan besaran suhu yang menyelimuti. Keluaran tegangan yang telah terkalibrasi dalam skala Kelvin. Linieritas keluaran tegangan pada skala Celsius adalah 10mV/°C dengan akurasi ±¼°C pada suhu ruang, dengan rentang suhu yang dapat direspon antara -55-150°C. Pada penelitian tugas akhir ini sensor LM35 berfungsi sebagai pembaca suhu pada jarak 10 meter dan 15 meter.
Gambar 2.6 Sensor LM35
2.13
IC 74LS14 IC 74LS14 ini berfungsi sebagai gerbang NOT ( inverter ) pemicu schmitt ( Shcmitt Trigger ). Didalam IC ini terdapat 6 buah gerbang inverter. IC 74LS14 merupakan IC TTL, sedangkan pada versi CMOS adalah IC 74HC14 kedua IC ini memiliki konfigurasi dan karakteristik yang sama dan memiliki bentuk konfigurasi pin.
E-59
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
Gambar 2.7 IC 74LS14 Tabel 2.3 Kebenaran IC 74LS14 Input
Output
0
1
1
0
2.14
RS232 (IC MAX 232) IC MAX-232 adalah sebuah IC yang mengubah level tegangan TTL ke RS-232 atau sebaliknya. IC ini didukung dengan anti noise yang baik serta aman ketika terjadi "short circuit". Akan tetapi pada aplikasi-aplikasi tertentu tidaklah terlalu esensial selalu menggunakan MAX-232 ini.
Gambar 2.8 MAX 232 2.15
Mikrokontroler AT89C51 Mikrokontroler AT89C51 adalah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash Programmable and Erasable Read Only Memory (PEROM). Port serial pada AT89C51 bersifat dupleks-penuh atau full-duplex, artinya port serial bisa menerima dan mengirim secara bersamaan. Selain itu juga memiliki penyangga penerima, artinya port serial mulai bisa menerima byte yang kedua sebelum byte pertama dibaca oleh register penerima (jika sampai byte yang kedua selesai diterima sedangkan byte pertama belum juga dibaca, maka salah satu byte akan hilang).
E-60
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
Gambar 2.9 Mikrokontroler AT89C51 2.7. Metodologi. Dalam pembangunan aplikasi ini digunakan metode pembangunan system Waterfall, dimana untuk masing masing tahap dapat dijelaskan sebagai berikut : (1) Pada analisis dilakukan pengumpulan data dari sumber data : Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral dan melakukan penelusuran kepustakaan yang berkaitan dengan vulkanologi, (2) Pada tahap perancangan digunakan Data Flow Diagram dan Flow Chart untuk perancangan proses dan aliran data, (3) pada tahap implementasi digunakan bahasa pemrograman Visusal Basic 6.0, MS. Access, (3) pada tahap pengujuian system digunakan model simulasi. 3. ANALISIS DAN PERANCANGAN 3.1. Analisis Kebutuhan Perangkat Keras 1. Prosessor Pentium III + atau yang lebih tinggi. 2. Memory 128 Mb atau yang lebih tinggi. 3. Port serial (DB-9). 4. TLP434A. (penerima) 5. RLP434A. (pemancar) 6. SHT11 (Sensor Suhu dan Kelembaban) 7. LM35 (Sensor Suhu) 8. Penggunaan Mikrokontroler AT89C51 3.2. Analisis Kebutuhan Perangkat Lunak 1. Microsoft Windows XP. 2. Microsoft Access dan 3. Visual Basic 6.0. 3.3. Perancangan Perangkat Keras
Gambar 1.1 Rancangan Antar Muka Komputer dan Perangkat Keras Dari gambar mekanik diatas dapat dilihat bahwa pembaca suhu dan kelembaban adalah berupa sensor SHT11 dan LM35 yang nantinya setelah membaca suhu dan kelembaban diolah oleh Microcontroler AT89C51 yang kemudian diteruskan ke pemancar TLP434A dalam bentuk sinyal frekwensi yang kemudian diterima oleh penerima RLP434A dan kemudian diproses kembali oleh Microcontroler AT89C51 yang selanjutnya diteruskan dengan DB9 pada computer E-61
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
3.4. Arsitektur Sistem
Gambar 1.2 Arsitektur Simulasi Suhu Dan Kelembaban 3.5 Rangkaian Pengirim Data serta Pembaca Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi VCC
SW DIP-4
6V
8
5
+ -
6
LM358 4
10k
TLP434
17
DOUT
1
16
OSC1
10k 15
2
3 2
+ -
14
TE
20
16 X0 X1
5
X
3
6 19
6 7 8
VCC
+IN CLKR
LM358 10k
4
LM35
15 12 1 5 2 4
4051
X2 X3 X4 X5 X6 X7
ADC0804 4 150p
GND VEE EN
8 7 6
10 8 7 2 1
30 29
CLKIN
EA/VPP
31 10k
P1.4 P1.5 P1.6 P1.7
RST
9 10/16
AT89C51 DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
INTR WR
GND AGND -IN RD CS
VCC
P1.0 P1.1 P1.2 P1.3
18 17 16 15 14 13 12 11
39 38 37 36 35 34 33 32
5 3
24 25
P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7
11,0592 Mhz XTAL1
XTAL2
19
18 2x33p
P2.3/A11 P2.4/A12 P2.0/A8
21 10k
VCC 4
9 10 11
C B A
10k
13 14
1
VDD
8
6V VS+ VOUT GND
3
1 2 3 4
HT12E/DIP18
VCC
VR 50k
AD8 AD9 AD10 AD11
OSC2
6V
10k
10 11 12 13
P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 ALE/PROG P3.6/WR PSEN P3.7/RD
9
2
10 11 12 13 14 15 16 17
VREF/2
3
1 2 3 4 5 6 7 8
3 4
2
LM35
1
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
6V VS+ VOUT GND
3
VDD
1 2
10k 1
18
ANTENNA
VCC/VREF
VR 50k
P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15
P2.1/A9 P2.2/A10
22 23
2 3
SHT11 1
26 27 28
Gambar 1.9 Rangkaian Pengirim data serta Pembaca Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi 3.6. Rangkaian Penerima Data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi VCC
15
OSC2
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7
17
5 39 38 37 36 35 34 33 32
1 2 3 4 5 6 7 8
6 7 8
HT12D/DIP18
30 29
1 6 2 7 3 8 4 9 5
MAX232 10 P3.0/RXD 11 P3.1/TXD
P1.4
P0.0/AD0 12 P0.1/AD1 P3.2/INT0 13 P0.2/AD2 P3.3/INT1 14 P0.3/AD3 P3.4/T0 15 P0.4/AD4 P3.5/T1 16 P0.5/AD5 P3.6/WR 17 P0.6/AD6 P3.7/RD P0.7/AD7 21 P2.0/A8 22 P1.5 P2.1/A9 23 P1.6 P2.2/A10 24 P1.7 P2.3/A11 25 P2.4/A12 26 ALE/PROG P2.5/A13 27 PSEN P2.6/A14 28 P2.7/A15
VCC
5V
8 10 R2IN T2IN
9 R2OUT 7 T2OUT
12 13 R1OUT R1IN
11 T1IN 14 T1OUT
15
GND
C2+
V-
C2-
V+
C1+
VCC
C1-
4 10uF
1 0 uF
OSC1
VT
CONNECTOR DB9
1 2 P1.0 3 P1.1 4 P1.2 P1.3
6 2
5 1 10uF
1 0 uF
16
DIN
10 D8 11 D9 12 D10 13 D11
16
3
11,0592 Mhz 31
10/16 9
EA/VPP
XTAL1
RST XTAL2
19
18
33 p X2
2 14
10 k
1 6 7 3
8
R L P 43 4
4 5
VDD
1 0u F
18
ANTENNA
10k AT89C51
Gambar 1.10 Rangkaian Penerima data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi E-62
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
4. IMPLEMENTASI 4.1. Alat Pengirim Data Suhu dan Kelembaban Kawah Untuk Menentukan Status Gunung Berapi. Dari perancangan rangkaian komponen elektronika yang telah dijelaskan di atas, dibuatlah alat fisik yang digunakan dalam aplikasi telemetri pengukuran suhu kawah, yang terdiri dari alat pengirim (transmitter) dan penerima (receiver).
Gambar 1.14 Alat pengirim dan pembaca suhu
Gambar 1.14 Alat penerima data suhu dan kelembaban
Gambar 1.11 Tampilan FormUtama 4.2 Kelas Form Utama Program kelas Form utama berisi program menampilkan data suhu dan kelembaban, menampilkan data status gunung, tanggal dan waktu. Dalam Form Utama terdapat bermacam-macam deklarasi yang memiliki fungsi yang berbeda-beda. Sehingga dapat dikelompokan sebagai berikut:
E-63
Seminar Nasional Informatika 2009 (semnasIF 2009) UPN ”Veteran” Yogyakarta, 23 Mei 2009
ISSN: 1979-2328
4.3 Kelas Form Penerimaan Data
Gambar 1.12 Tampilan Form Penerimaan Data Program kelas Form pengambilan data digunakan untuk proses pengambilan data yang dibaca melalui sensor SHT11 dan sensor LM35 yang akan merespon secara otomatis dan kemudian program akan menerima data dari perangkat simulasi telemetri suhu dan kelembaban kawah untuk menentukan status gunung berapi. 4.4 Kelas Form Tabel Database
Gambar 1.13 Tampilan Form Tabel Database Program kelas Form tabel database digunakan untuk menyimpan data yang telah diambil dari alat imputan dari perakat keras yang kemudian disimpan kedalam database. 5. KESIMPULAN Telah dibangun aplikasi telemetri suhu untuk menentukan status gunung berapi, dengan prinsip kerja menggunakan sensor SHT11 dan sensor LM35 untuk pembacaan suhu yang selanjutnya digunakan sebagai parameter penentu status gunung berapi. 6. DAFTAR PUSTAKA Budiharto Widodo, 2004, Interfacing Komputer dan Mikrokontroler , Elexmedia Komputindo Catur Edi Widodo, 2004, Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer Dengan Visual Basic 6.0, Andi Offset, Yogyakarta Afrika Eko Putra, 2003, Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55, Gava Media Pressman, 2002, Rekayasa Perakat Lunak Pendekatan Praktis, Andi Offset, Yogyakarta Hartono Jogiyanto MBA, PH.D, 1999, Pengenalan Komputer, Andi Offset, Yogyakarta M. Agus J. Alam, 1999, Belajar Sendiri Microsoft Visual Basic Versi 6.0, PT A.W. Warsito, 1996, Seni Penuntun Praktis Micosoft Access 2.0, Elex Media Komputindo. Davis, 1995, Kerangka Dasar Sistem Informasi Manajeman 1 Konversi Suhu, www.Organisasi.Org Komunitas & Perpustakaan Online Indonesia.com Fairchildsemiconductor, 1986, http://www.fairchildsemi.com/ds/DM/DM74ALS14.pdf, Edukasi, iklim dan cuaca http://www.e-dukasi.net) Data suhu, Pusat Vulacanologi Dan Mitigasi Bencana Geologi Badan Geologi Departemen Energi Dan Sumber Daya Mineral Gunung Kelud Gunung kelud, www.kediri.go.id Wikipedia, http://id.wikipedia.org/wiki/kecepatan
E-64
