Implementasi GPS Pada Mobile Robot Untuk Memantau

Lokasi Kebocoran Gas

Fathurrohman

2210105033

Pembimbing:

Dr. Mochammad Rivai, ST., MT Pujiono, ST., MT Nip. 196904261994031003 Nip: 19680125 199403 1 002

Teknologi tepat guna banyak diciptakan untuk membantu

pekerjaan manusia sehari-hari terutama untuk masalah-

masalah yang muncul dalam kehidupan sehari-hari.

Sifat beracun dan berbahaya dari bahan kimia yang

digunakan di industri maupun buangannya yang berbahaya

bagi manusia.

Munculnya banyak teknologi terapan untuk mendeteksi

kebocoran gas. Misalnya Alat pendeteksi kebocoran ultrasonik

yang mendeteksi udara tekan dan gas lainnya yang secara

normal tidak mungkin di deteksi dengan telinga manusia.

LATAR BELAKANG

Pemilihan alat pendeteksi kebocoran. Sebaiknya

dipertimbangkan kemampuan dan keterbatasan

penggunaan metode pendeteksi kebocoran. Oleh karena

sangat penting untuk mempertimbangkan tidak hanya

sensitivitasnya secara laboratorium/kondisi tes bila memilih

alat pendeteksi kebocoran.

Dibutuhkan titik lokasi untuk mengetahui terjadinya

kebocoran gas.

LATAR BELAKANG

Bagaimana cara membaca kandungan suatu gas yang ada

pada suatu titik lokasi ?.

Bagaimana cara membaca lokasi kebocoran gas dengan

GPS (Global Positioning Sistem).

Bagaimana cara mengirim data lokasi yang berupa data

longitude dan latitude, melalui RF (Radio Frekuensi)

Transmitter.

Bagaimana mengolah data hasil lokasi yang telah diterima

oleh Receiver melalui mikrokontroller yang ditampilkan ke

komputer?

PERMASALAHAN

Robot sebagai simulasi menggunakan robot Line Follower

untuk menentukan lokasi terjadinya kebocoran.

Sensor gas digunakan untuk mengetahui kadar

kandungan gas, menggunakan sensor gas MQ-135.

Menggunakan GPS PMB 688 untuk menentukan lokasi

dengan format $GPRMC untuk komunikasi serial TTL dengan

akurasi ±8m.

Menggunakan modul RF Xbee Pro sebagai sebagai

pengiriman dan penerimaan data.

Jenis bahan gas menggunakan bensin yang diletakkan di

samping line.

BATASAN MASALAH

Memantau kandungan kadar gas dan melacak lokasi sebuah

tempat yang terkandung gas berbahaya yang diambil

berdasarkan data posisi yang dikirimkan oleh alat GPS ke PC

Client, dan mengangkat cara parsing data dari alat GPS sehingga

dapat diterima oleh PC.

TUJUAN

Perancangan dan rangkain Atmega128 untuk komunikasi antara

modul GPS dan RF, mengetahui karakteristik dari sensor yang

digunakan, penentuan algoritma deteksi kebocoran gas,

perancangan dan pembuatan rangkaian RF, pemahaman

karakteristik berbagai komponen elektronika yang akan

digunakan, Pencarian data yang dibutuhkan dalam uji coba alat

dan proses parsing data GPS.

PENELAAHAN STUDI

Blok Diagram

8

Robot Line Follower

Terdiri dari beberapa

komponen yaitu

1.Fotodioda

2.Driver Motor

3.Sensor Gas

4.GPS

5.RF Modul

9

ATMega 128 dipasang pada robot yang digunakan untuk membaca

konsentrasi dari sensor gas, mengolah dan memroses data GPS yang

didalamnya terdapat program untuk parsing data GPS dan mengirimya ke

PC melalui RF modul Receive. Pada mikrokontroller ini digunakan 2 USART

yaitu untuk GPS dan RF Module. Pada ATMEga 128 dihubungkan dengan

GPS menggunakan USART 0.

Mikrokontroler AVR ATMega 128

GPS

Global Positioning System (GPS)

merupakan sistem koordinat global

yang dapat menentukan koordinat

posisi benda dimana saja dibumi

baik koordinat lintang, bujur, maupun

ketinggiannya.

sistem GPS dapat memberikan data

koordinat global karena didukung oleh

informasi dari 24 satelit yang ada pada

ketinggian orbit sekitar 11.000 mil di atas

bumi. Satelit-satelit tersebut terbagi atas

6 bidang orbit yang berbeda dengan

masing-masing bidang orbit diisi oleh 4

satelit. Dengan konfigurasi seperti ini,

maka setiap titik di bumi selalu akan

dapat ditentukan koordinatnya oleh GPS

setiap saat selama 24 jam penuh

perhari

11

Cara Kerja GPS

Setiap satelit GPS memancarkan

sinyal-sinyal gelombang mikro. GPS

receiver menggunakan sinyal satelit

yang diterima untuk melakukan

triangulasi posisi dengan cara

mengukur lama perjalanan waktu

sinyal dikirimkan dari satelit,

kemudian mengalikannya dengan

kecepatan cahaya untuk

menentukan secara tepat berapa

jauh dirinya dari satelit. Gambar 2

dijelaskan bahwa GPS mengunci

minimum 3 sinyal dari satelit yang

berbeda, maka GPS receiver dapat

menghitung posisi tetap sebuah titik

yaitu koordinat posisi lintang

(Latitude) dan bujur (Longitude).

12

GPS ini berfungsi untuk menentukan

posisi dari kebocoran gas yang berupa titik

koordinat lintang dan bujur yang dipasang

pada media robot line follower . Pada

tugas akhir ini menggunakan GPS dengan

tipe PMB-688 produk dari Paralax.

GPS PMB 688

Data yang ditransmisikan dengan protokol ini dibentuk

dalam satuan sentence dalam format karakter ASCII.

Tiap sentence diawali dengan tanda dollar ($) dan

diakhiri dengan carriage return dan line feed

(<CR><LF>)

Sensor Gas MQ 135

Sensor Gas MQ 135

Sensor MQ-135 merupakan sensor

gas yang dapat digunakan untuk

mendeteksi suatu gas NH3,NO2,

alkohol, Benzene, Asap, CO2, dll .

Sensor ini menggunakan daya yang

relatif kecil dan mempunyai

sensitifitas yang tinggi pada alkohol

dan bensin. Elemen sensor terdiri

dari permukaan metal oxide

semiconductor yang dibentuk pada

substrat aluminium pada chip sensor

bersama dengan terintegrasinya

heater. Pada proses pendeteksian

gas, konduktivitas sensor ini

meningkat tergantung konsentrasi

gas pada udara.

16

XBee PRO merupakan modul radio frekuensi yang beroperasi

pada frekuensi 2.4 GHz. Sesuai datasheet, modul ini

memerlukan tegangan suplai 2.8 V sampai dengan 3.3 V saat

mengirim data, modul ini akan membebani dengan arus 270 mA

dan arus 55 mA untuk penerimaan data.

RF Module Tipe XBee PRO

Pada XBee PRO terdapat 20 pin seperti pada

gambar , namun yang sementara ini digunakan

adalah 6 pin, yaitu VCC dan GND untuk

tegangan suplai, DOUT merupakan pin Transmit

(TX), DIN merupakan pin Receive (RX), RESET

merupakan pin reset XBee PRO dan yang

terakhir adalah PWMO/RSSI merupakan

indikator bahwa ada penerimaan data yang

biasanya dihubungkan ke led.

RF MODULE TIPE XBEE PRO

FLOWCHART PROGRAM MIKROKONTROLLER

flowchart sistem yang diintegrasikan dengan

sistem hardware. Sebelumnya harus

dilakukan inisialisasi ID pada GPS, ADC dan

RF Module. Data yang ditangkap pada

ATMega 128 akan dikirim ke PC melalui

XBee PRO yang terhubung dengan kabel

USB to serial. Data akan diproses sesuai

dengan yang dibutuhkan.

FLOWCHART PROGRAM DELPHI

Pengujian [1] GPS dengan

Mikrokontroller

21

Pengujian[2] Xbee Pro dengan Delay

22

Pengujian 3 Sensor Gas MQ 135

Pengujian dengan Alkohol

23

Pengujian[4]

Percobaan yang dilakukan dengan

pengambilan data koordinat secara

manual dengan cara melihat

Pembacaan data koordinat GPS

posisi robot yang ditampilan di LCD

dengan pengambilan data pada jarak

setiap 10 meter sekali. Objek yang

dianalisa adalah letak posisi gas

berupa bensin yang diletakan pada

media pengujian sebenarnya yaitu

line garis hitam yang delewati oleh

robot

24

Sesuai dengan program, jika karakter awal yang

ditangkap adalah $GPRMC maka data

selanjutnya akan diambil dan diproses. Pada

gambar 4.9 data lintang dan bujur yang

ditampilkan di LCD.

Lintang=0717.0929

Bujur=11247.7581

25

Convert DM to Degree Decimal

Degrees = Degrees:Minutes.m = Minutes +

(Seconds / 60).

Lintang=-07+(17.0929/60)=-7,284882;

Bujur =112+(47.7581/60)=112,795968;

26

Untuk memantau lokasi dengan

koordinat yang didapat tahap

selanjutnya adalah dengan

membuka google map melalui

program delphi di PC, yang

sebelumnya data hasil adc sensor

gas,latitude dan longitude telah

terkirim melalui Xbee Pro. Berikut

tampilan software delphi.

27

Kesimpulan

Setelah melakukan pengujian dari keseluruhan sistem pada tugas akhir ini,

dan berdasarkan data yang telah didapat dapat diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikut :

Hasil koordinat lintang dan bujur data GPS sangat dipengaruhi oleh kondisi

cuaca saat itu. Saat kondisi mendung atau terhalang gedung maka GPS tidak

mendapat sinyal, sehingga proses tracking data cukuplama, sedang di tempat

terbuka dengan cuaca cerah GPS mudah untuk mendapat sinyal. Dan

terdapat error pada kepresisian GPS karena tipe GPS yang digunakan.

Pengambilan data ADC sensor gas masih dalam proses kalibrasi untuk

dilakukan pngambilan data yang akan ditampilkan di Borland Delphi.

28

SEKIAN DAN TERIMA KASIH