1 Pendahuluan
Sistem telemetri yang telah banyak diimplementasikan adalah sistem telemetri dengan menggunakan frekuensi radio. Sedangkan pada penelitian ini rancangan telemetri nirkabel yang dibangun berbasiskan jaringan selular GSM (Global Satelite for Mobilecommunication). Jika kedua sistem dibandingkan berdasarkan kekuatan sumber pemancar, sistem telemetri frekuensi radio memiliki jangkauan yang lebih luas dibandingkan jaringan selular GSM. Namun, semakin meluasnya penerapan infrastruktur GSM yang telah mencapai ke pelosok tanah air, menjadikan jangkauan GSM menjadi jauh lebih luas, teknologi ini juga relatif mudah diimplementasikan, selain itu teknologi ini relatif murah dan terjangkau. Fasilitas yang akan dimanfaatkan dari GSM ini adalah SMS dan internet GPRS (Global Packet Radio Systems).
Alat stasiun ukur yang telah dilengkapi perangkat GSM mengirimkan data dengan memanfaatkan koneksi internet GPRS ke stasiun penerima/pengolah data di pusat (server data). Peneliti dari institusi pendidikan dan pihak pemerintahan dapat melihat data-data seismik gempa secara olnine melalui website di internet. Namun jika data di lapangan ternyata menunjukan kemungkinan bahaya kerusakan yang tinggi akibat gempa, alat ini akan langsung mengirimkan SMS Peringatan Bahaya Gempa. Yang akan mengingatkan pemantau lokal, pemerintah dan pengamat di institusi pendidikan untuk berada dalam keadaan siaga. Skemanya dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Desain sistem telemetri pemantauan gempa
Sistem Pengolahan Data
Sistem pengolah data untuk akuisisi data dan signal conditioning dilakukan dengan menggunakan modul mikrokontroller. Modul mikrokontroller ini terdiri dari rangkaian analog to digital converter untuk mengkonversi data analog menjadi data digital, rangkaian dua buah rangkaian UART penyimpan data/logging. (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) sebagai interface antara blok sensor dengan pemancar wavecom, dan Rangkaian pendukung lainnya untuk mempull up tegangan serta mendownload program. Skematik rangkaian pengolah data diperlihatkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Skematik blok mikrokontroller
Data analog atau data digital dari sensor akan diterima oleh blok mikrokontroller melalui input digital atau input analog. Data yang diterima dari analog input dikonversi menjadi data
digital oleh ADC dengan resolusi 10 bit. Sampling rate dari sensor dapat dikonfigurasi dari stasiun pemantau gempa atau tempat lainnya yang diberi akses untuk melakukan logging data. Kapasitas penyimpanan data logging bergantung pada tipe data yang digunakan pada setiap sampel data. Tipe data variabel yang paling tepat digunakan dalam proses sampling data yaitu unsigned char seperti diperlihatkan pada Tabel 1.
Tabel 1 Kebutuhan penyimpanan data logging per menit
| Sampling rate (KHz) | Memori dalam Mega Byte per Menit | |||
|---|---|---|---|---|
| Unsigned integer | Long Integer | Double | ||
| 2,160 | 0.2592 | 0.5184 | 1.0368 | |
| 4,320 | 0.5184 | 1.0368 | 2.0736 | |
| 8,640 | 1.0368 | 2.0736 | 4.1472 | |
| 17,280 | 2.0736 | 4.1472 | 8.2944 | |
Data-data pengamatan yang telah diperoleh selanjutnya akan disimpan kedalam memori card secara real-time menggunakan fasilitas Real Time Clock (RTC) yang telah terintegrasi dalam blok mikrokontroller. Setiap data yang diterima akan disimpan dalam memori penyimpanan dengan format Tabel 2 dimensi yang terdiri dari dua field yaitu waktu pengamatan dan output sensor. Tabel tersebut akan dikirimkan ke beberapa access point seperti stasiun penerima atau end user dalam bentuk paket data melalui jaringan internet.
Gambar 3 Routing PCB blok mikrokontroller (a) bottomlayer (b) toplayer
3 Komunikasi Nirkabel dengan modem GSM
Proses pengiriman paket data ke jaringan internet menggunakan modem GSM Wavecom Fastrack Supreme yang dilengkapi dengan "internet plugin". Internet plugin merupakan aplikasi yang digunakan untuk mengaktifkan modul TCP/IP pada modem. Berikut ini contoh kode program untuk mengirimkan paket data ke data center yang ditulis dalam format AT-Command:
| AT+WIPCFG=1 | //Mengaktifkan Stack TCP/IP |
|---|---|
| OK | |
| //Membuka GPRS barrier | |
| AT+WIPBR=1,6 | |
| OK | |
| //Mengeset Access Point Name | |
| AT+WIPBR=2,6,11,"APN name" | dari GPRS barrier |
| OK | |
| //Menginputkan username dari | |
| server yang dituju | |
| AT+WIPBR=2,6,0,"user name" | |
| OK | // Menginputkan password dari |
| server yang dituju | |
| AT+WIPBR=2,6,1,"passwd" | |
| OK | |
| AT+WIPBR=4,6,0 | |
| OK | |
| //Membuka hubungan dengan | |
| AT+WIPCREATE=5,1,"www.siteaddress.com",81,"username","p | http proxy server di port 81 |
| assword","header name", "header value" | |
| OK | |
| //Koneksi dan autentifikasi | |
| +WIPREADY: 5,1 | berhasil |
| AT+WIPOPT=5,1,1,51 | //Menampilkan ukuran buffer |
| +WIPOPT:5,51, size> | TCP yang terkirim |
| OK | |
| AT+WIPOPT=5,1,2,53,6 | //Mengeset jumlah redirect |
| OK | maksimum |
| AT+WIPFILE=5,1,1,"urlForGet","username","password","Accept | //Pengiriman paket data ke data |
| ","text/html","Transfer-codings","compress" | center menggunakan metode push http |
| //Pesan yang dikirimkan dari data | |
| CONNECT | center untuk pengontrolan sensor |
menerima pesan dengan UART dalam mode data | |
| dan diakhiri dengan [EXT]> | |
| OK | |
+WIPFILE: 5,1,1,255,"Found"
Kode program diatas akan mengirimkan paket data ke server dengan metode "push http". Pemilihan metode push http dilakukan karena informasi yang dikirim dalam bentuk paket data sehingga dapat mengurangi biaya operasional. Pengiriman data dengan metode push http hanya membutuhkan satu buah http server untuk mengumpulkan setiap data observasi seperti diperlihatkan pada Gambar 1.
4 Sistem Kontrol dan Manajemen Data Logging
Sistem kontrol dan manajemen data logging dilakukan secara remote menggunakan media website. Client yang diberikan hak akses dapat mengamati data gempa dari pusat bencana serta mengatur sampling rate dari sensor melalui website yang terhubung dengan jaringan internet. Modem GPRS yang terhubung dengan internet juga dapat menerima feedback berupa pesan string untuk mengontrol sampling rate dari sensor. Diagram blok sistem kontrol pemantau gempa diperlihatkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Diagram blok sistem telemetri pemantau gempa
5 Hasil Pengujian
Paket data string telah berhasil dikirimkan dari pemancar wavecom di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB ke data center dengan memanfaatkan jaringan GSM. Visualisasi data yang terkirim dari pemancar wavecom diperlihatkan pada Gambar 5.
| 2 - 6 - 6 | s Tools Help http://elka.fi.itb.ac.id/latihan/data.php | Time Service | 🖒 - 🛂 - type data size in c | |
|---|---|---|---|---|
| Seminar In GSM anten | 300 PHP: HTTP | 500 PHP: head | Wavec | om Download # Data Types | CPU | Hard W Pulse-code Google Tra | ATMEGA8 ATMEGA8 Testin × |
| Uji Coba Peng | iriman Data String | Dari Modul GSM | ||
| • | ||||
| Variabel String ke-1 | Variabel String ke-2 | Variabel String ke-3 | Variabel String ke-4 | Variabel String ke-5 |
| i | 100rb | tipe1 | user | pass |
| 102 | 200rb | tipe2 | ismail | pass |
| 03 | 300гЬ | tipe3 | siapaaja | pass1 |
| 123 | 50000 | c4 | devi | testing |
| obagprs | 100 | a1 | tes | |
| obagprs1 | 100 | al | tes | |
| 2 | 100 | a1 | tes | |
| naloo | 100 | al | tes | |
| perhasil | 100 | al | tes | |
| esting | 100 | a1 | tes | |
| erhasil | 100 | al | tes | |
| ninggu | 100 | al | tes | |
| enin | 100 | al | tes | |
| okia | 100 | al | tes | |
| ismillah | 100 | al | tes | |
| ubhanallah | 100 | al | tes | |
| ntihan | 100 | a1 | tes | |
| latihan | 100 | a1 | tes |
Gambar 5 Visualisasi data string yang berhasil dikirimkan dari modul GSM
Sistem pemantau gempa juga dapat menerima feedback berupa data string dari web server. Data string yang diterima digunakan untuk mengatur sampling rate dari sensor. Data string yang diterima oleh modul GSM divisualisasikan dengan menggunakan sofware M2M studio dari Sierra Wireless seperti diperlihatkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Visualisasi feedback data string dari data center
6 Kesimpulan
Sistem Telemetri pemantau dapat dibangun melalui jaringan GSM dengan biaya yang terjangkau. Pemilihan variabel dapat menentukan kapasitas memori yang digunakan pada alat pendeteksi gempa.
7 Daftar Pustaka
- [1] Wavecom Corporation 2008 AT Commands User Guide For Wavecom IP V5.01 Wavecom S.A.
- [2] Wavecom Corporation.2008. Quick Starting Guide Fastrack Supreme Wireless CPU Development Kit. Wavecom S.A.
- [3] Winoto,Ardi.2008. Mikrokontroller AVR ATMega 8 / 32 / 16 / 8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung: Informatika
- [4] M,JogiyantoH.1992.Konsep Dasar Pemrograman Bahasa C. Yogyakarta: AndiOffset
- [5] Purbo ,Onno W, dkk.2001. Membangun Server Internet dengan FreeBSD. Jakarta: Gramedia