laporan-deteksi-gempa

7/26/2019 LAPORAN-DETEKSI-GEMPA

1/44

PROPOSAL TUGAS AKHIR

PRAKTIK DASAR SISTEM KONTROL

Prototype Rumah Tanggap Gempa Berbasis ATMega3!

KELOMPOK

"# ANGGITA $HANDRA PRADITA %&3'"("('")*

# MUHAMMAD ABDUL A+I+ %&3'"("('!*

3# AGUS RI,AIS %&3'"("('3"*

(# RI+K- A.IE APRILIANTO %&3'"("('3/*

ER0AN PRADIPTA SETI-A1AN %&3'"("('&!*

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

.URUSAN TEKNIK ELEKTRO

,AKULTAS TEKNIK

UNI0ERSITAS NEGERI SEMARANG

SEMARANG

'"2

Pembimbing Arima4 Hangga5 S#T5 M#T


2/44

ABSTRAK

Masalah bencan alam yang tidak dapat dihidari yang salah satunya adalah

gempa bumi. Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik dunia,

yakni lempeng Indo-Australia, Eurasia, dan Pasifik. Konsekuensi dari tatanan

lempeng tektonik dan sesar aktif tersebut menyebabkan wilayah kepulauan

Indonesia menadi daerah yang rawan teradi bencana gempa bumi.

!ntuk itu kami berikan solusi yaitu berupa "Prototype Rumah Tanggap

Gempa Berbasis ATMega3!6. Prototype #umah $anggap %empa &erbasis

A$Mega'() adalah sebuah detektor gempa bumi dengan parameter pendeteksian

berupa tekanan dan pergeseran. Prototype #umah $anggap %empa ini

menggunakan ( enis tranduser yaitu, tranduser Piezoelectric yang akan

difungsikan sebagai sensor tekanan dan Potensiometer yang akan difungsikan

sebagai sensor pergeseran. $randuserPiezoelectricakan ditempatkan pada sisi-sisi

lantai rumah yang di couple dengan spring yang masing-masing berumlah *

buah. +edangkan tranduser Potensiometer akan ditempakan pada sisi-sisi samping

rumah dan berumlah ( buah.

Kun7i Pen8e9e:si Gempa5 Pie4;e


3/44

ABSTRACT

Natural bencan problem that can not be dihidari one of which is an earthquake.

Indonesia lies at the confluence of three tectonic plates of the world, the Indo-

Australian plate, urasia, and the Pacific. !he consequences of the order of plate

tectonics and acti"e faults that caused the Indonesian archipelago has been an

area prone to earthquakes.

#or that we pro"ide a solution in the form of $Prototype %ome-&ased arthquake

'esponse A!mega()*$. Prototype %ome-&ased arthquake 'esponse

A!mega()* is an earthquake detector with detection parameters such as pressure

and shifts. Prototype %ome arthquake 'esponse uses ) types of transducers,

namely, piezoelectric transducers that will function as a pressure sensor and

potentiometer which will function as a displacement sensor. Piezoelectric

transducers are placed on the sides of the house floor in couple with a spring

which each consists of + pieces. hile the transducer Potentiometer will

ditempakan on the sides of the home side and amounted to ) pieces.

Keywords: Earthquake Detector, Piezoelectrik, ATe!a"#$


4/44

BAB "

PENDAHULUAN

"#" La9ar Be


5/44

$anggap %empa ini menggunakan ( enis tranduser yaitu, tranduserPiezoelectric

yang akan difungsikan sebagai sensor tekanan dan Potensiometer yang akan

difungsikan sebagai sensor pergeseran. $randuserPiezoelectricakan ditempatkan

pada sisi-sisi lantai rumah yang di couple dengan springyang masing-masing

berumlah * buah. +edangkan tranduser Potensiometer akan ditempakan pada sisi-

sisi samping rumah dan berumlah ( buah. :arapannya, Prototype #umah

$anggap %empa ini dapat menadi referensi tentang mitigasi bencana gempa bumi

di Indonesia.

"# Rumusan Masa


6/44

&A& I PE>A:!?!A>

&erisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tuuan

penelitian, dan sistematika penulisan.

&A& II A+A# $EB#I

&erisi tentang tinauan pustaka dan kaian hasil penelitian yang rele9an.

&A& III ME$BB?B%I PE>E?I$IA>

&erisi tentang alat dan bahan serta langkah-langkah kera.

&A& IC A>A?I+A A> PEM&A:A+A>

&erisi tentang hasil tugas akhir dan pembahasan.

&A& C KE+IMP!?A> A> +A#A>

&erisi tentang simpulan dan saran.


7/44

BAB II

DASAR TEORI

#" Tin=auan Pus9a:a

#"#" Ar8uin; Un;

Arduino adalah papan rangkaian elektronik open sourceyang didalamnya

terdapat komponen utamanya yaitu sebuah chipmikrokontroler berbasis A$Mega.

Mikrokontroler sendiri adalah sebuah chip yang bisa diprogram menggunakan

komputer. Program yang direkam bertuuan agar rangkaian elektronik dapat

membaca input, memproses, dan kemudian menghasilkan output sesuai yang

diinginkan. utput yang dihasilkan berupa sinyal, besaran, tegangan, lampu,suara, getaran, gerakan, dan sebagainya. &ahasa pemrograman yang digunakan

dalam Arduino !no adalah bahasa @ yang disederhanakan dengan bantuan library

Arduino.

%ambar (.1 Arduino !no

#"#%&put8an 'utputAr8uin;

Masing-masing dari 1* pin digital pada !no dapat digunakan sebagai

input atau output, menggunakan fungsi pin Mode/, digital5rite/, dan

digital#ead/. Pin-pin tersebut beroperasi pada tegangan 2 9olt. +etiap pin dapat

memberikan atau menerima maksimum *0 mA dan memiliki resistor pull-up

internal dari (0-20 KD. +elain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus=1. +erial= pin 0 digunakan untuk menerima #/ dan pin 1 digunakan untuk

mengirimkan $/ data serial !ransistor-!ransistor /ogic $$?/. Pin ini

terhubung dengan pin A$mega)!( 0nit 1erial &us !+&/-to-+erial

!ransistor-!ransistor /ogic$$?/.

(. Eksternal Interupsi= ( dan '. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu

interupsi pada nilai yang rendah, tepi naik atau atuh, atau perubahan nilai.

?ihat attachInterrupt/ fungsi untuk rincian.


8/44

'. Pulse idth 2odulation P5M/ yaitu pada pin ', 2, 3, 6, 10, 11.

Menyediakan )-bit output Pulse idth 2odulation P5M/ dengan

analog5rite/ fungsi.

*. 1erial Peripheral Interface +PI/= pin 10 1la"e 1elect ++/, 112aster ut

1la"e InMB+I/, 1(2aster In 1la"e ut MI+B/, 1' 1erial 3lock +@K/.

Pin ini mendukung komunikasi 1erial Peripheral Interface +PI/

menggunakan library1erial Peripheral Interface+PI/.

2. /ight mitting iode ?E/ = pin 1'. ?E dibuat dan terhubung ke pin

digital 1'. Ketika pin bernilai $I>%%I, ?E menyala, ketika pin adalah

#E>A:, ?E mati.Arduino !no memiliki 3 inputanalog, diberi label A0 sampai A2, yang

masing-masing menyediakan resolusi 10 bit yaitu 10(* nilai yang berbeda. +ecara

default sistem mengukur dari tanah sampai 2 9olt.

1. !wo ire Interface $5I/= pin A* atau +aluran ata +A/ dan A2 atau

+aluran 3lock+@?/ mendukung komunikasi !wo ire Interfce$5I/.

(. Analogue 'eference A#E8/. $egangan referensi untuk input analog. apat

digunakan dengan fungsi analog#eference/.

'. #eset.

)#3 PIE+OELEKTRIK SENSOR

PieFoelektrik sensor merupakan sebuah alat yang dapat mengukur gaya

maupun tekanan dengan mengubahnya menadi muatan listrik menggunakan


9/44

prinsip efek pieFoelektrik. Efek pieFoelektrik merupakan efek yang teradi pada

sebuah material solid ketika material tersebut diberikan tekanan mekanik sehingga

menyebabkan muatan listrik terakumulasi di dalam material solid tersebut. Efek

ini terkadang uga digambarkan sebagai muatan listrik yang dihasilkan oleh

tekanan.

Kerugian yang dimiliki oleh pieFoelektrik sensor ini yaitu tidak dapat

digunakan untuk pengukuran yang benar-benar statis. %aya yang statik dapat

menyebabkan nilai muatan yang tetap pada material pieFoelektrik. :al tersebut

menyebabkan berkurangnya hambatan internal sensor sehingga akan teradi

kehilangan elektron secara konstan dan uga penurunan sinyal. Meningkatnya

temperatur uga menyebabkan penurunan hambatan internal dan sensitifitas. Efek

utama dari efek pieFoelektrik yaitu dengan bertambahnya beban tekanan dan

temperatur maka sensitifitas semakin berkurang, atau berbanding terbalik

nilainya.

Efek trans9ersal dan longitudinal merupakan prinsip operasi dari

penggunaan efek pieFoelecric sebagai sensor. Pada efek trans9ersal gaya yang

diberikan pada sumbu y dan muatan yang dihasilkan sepanang sumbu , yaitu

tegak lurus arah dari gaya. >ilai dari muatan yang dihasilkan bergantung pada

dimensi geometri dari elemen pieFoelektrik yang digunakan. Gika dituliskan

dengan persamaan menadi 345 d4y#yb 6 a, dimana amerupakan dimensi seaar

dengan neutral ais sumbu y, b seaar dengan muatan yang dihasilkan dan d

merupakan koefisien dari pieFoelektrik.

Prinsip operasi yang lainnya yaitu efek longitudinal dimana nilai muatan

yang dihasilkan proporsional dengan gaya yang diberikan dan independen


10/44

terhadap bentuk dan ukuran dari elemen pieFoelektrik. engan menggunakan

beberapa elemen yang secara mekanik dipasang seri dan secara elektrik dipasang

paralel merupakan satu-satunya cara untuk meningkatkan muatan keluarannya.

Muatan yang dihasilkan dapat dinyatakan sebagai berikut 345 d44#4ndimana d44

merupakan koefisien pieFoelektrik untuk muatan di sumbu yang dihasilkan oleh

gaya yang diberikan sepanang sumbu .#4merupakan gaya yang diberikan pada

sumbu dan nmerupakan umlah atau banyaknya elemen.

+ensor tekanan yang memanfaatkan efek pieFoelektrik yaitu menggunakan

membran tipis dan lapisan dasar yang besar, tentunya tekanan yang diterima

benar-benar mengenai elemen yang ada dalam satu arah. Pada sensor untuk

mengukur tekanan ini membran tipis yang ada digunakan untuk mentransfer

tekanan atau gaya ke elemen pieFoelektriknya. Pada sensor tekanan sering

menunukkan sinyal yang salah atau kurang sensitif ketika teradi getaran atau

9ibrasi. &anyak sensor tekanan yang menggunakan elemen acceleration

compensationsebagai tambahan pada elemen pengukur tekanannya.

6.* Potensiometer

P;9ensi;me9er %POT*adalah salah satu enis #esistor yang >ilai #esistansinya

dapat diatur sesuai dengan kebutuhan #angkaian Elektronika ataupun kebutuhan

pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga #esistor yang tergolong dalam

Kategori Cariable #esistor. +ecara struktur, Potensiometer terdiri dari ' kaki

$erminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.


11/44

%ambar dibawah ini menunukan +truktur Internal Potensiometer beserta bentuk

dan +imbolnya.

Struktur Pote&sioeter (eserta Be&tuk da& Si(ol&ya

Pada dasarnya bagian-bagian penting dalam Komponen Potensiometer adalah =

1. Penyapu atau disebut uga dengan 5iper

(. Element #esistif

'. $erminal


12/44

)e&is*+e&is Pote&sioeter

&erdasarkan bentuknya, Potensiometer dapat dibagi menadi ' macam, yaitu =

1. P;9ensi;me9er S, yaitu Potensiometer yang nilai resistansinya dapat

diatur dengan cara memutarkan 5iper-nya sepanang lintasan yang

melingkar. &iasanya menggunakan Ibu Gari untuk memutar wiper tersebut.

Bleh karena itu, Potensiometer #otary sering disebut uga dengan

$humbwheel Potentiometer.

'. P;9ensi;me9er Trimmer, yaitu Potensiometer yang bentuknya kecil dan

harus menggunakan alat khusus seperti Bbeng screwdri9er/ untuk

memutarnya. Potensiometer $rimmer ini biasanya dipasangkan di P@&


13/44

dan arang dilakukan pengaturannya.

Pri&sip Ker+a Cara Ker+a- Pote&sioeter

+ebuah Potensiometer PB$/ terdiri dari sebuah elemen resistif yang membentuk

alur track/ dengan terminal di kedua uungnya. +edangkan terminal lainnya

biasanya berada di tengah/ adalah Penyapu 5iper/ yang dipergunakan untuk

menentukan pergerakan pada alur elemen resistif #esisti9e/. Pergerakan

Penyapu 5iper/ pada Galur Elemen #esistif inilah yang mengatur naik-turunnya

>ilai #esistansi sebuah Potensiometer.

Elemen #esistif pada Potensiometer umumnya terbuat dari bahan campuran Metal

logam/ dan Keramik ataupun &ahan Karbon @arbon/.

&erdasarkan $rack alur/ elemen resistif-nya, Potensiometer dapat digolongkan

menadi ( enis yaitu Potensiometer ?inear ?inear Potentiometer/ dan

Potensiometer ?ogaritmik ?ogarithmic Potentiometer/.


14/44

.u&!si*/u&!si Pote&sioeter

engan kemampuan yang dapat mengubah resistansi atau hambatan,Potensiometer sering digunakan dalam rangkaian atau peralatan Elektronika

dengan fungsi-fungsi sebagai berikut =

1. +ebagai pengatur Colume pada berbagai peralatan AudioCideo seperti

Amplifier, $ape Mobil, C Player.

(. +ebagai Pengatur $egangan pada #angkaian Power +upply

'. +ebagai Pembagi $egangan

*. Aplikasi +witch $#IA@

2. igunakan sebagai Goystick pada $randuser

3. +ebagai Pengendali ?e9el +inyal

)#3 L$D

Penger9ian L$D

?@ 7/iquid 3rystal isplay8merupakan perangkat display yang paling

umum dipasangkan ke mikrokontroller, mengingat ukurannya yang kecil dan

kemampuan menampilkan karakter atau grafik yang lebih baik dibandingkan

display 4 segment ataupun alphanumeric. Pada pengembangan sistem embedded,

?@ mutlak diperlukan sebagai sumber pemberi informasi utama, misalnya alat

pengukur kadar gula darah, penampil am, penampil counter putaran motor

induksi dan lainnya.

?@ 7/iquid 3rystal isplay8 adalah sebuah modul penampil yang banyak

digunakan karena tampilannya yang menarik. ?@ yang banyak digunakan

adalah ?@ (13 karena selain tampilannya yang menarik uga harganya yang

relatif murah Arief (011=2/.

#"#"#" M;8u


15/44

a# M;8u< L$D "2?

Gambar #! ?@ 13(

b# S:ema L$D "2?

Gambar #) +kema ?@ 13(

#"#"# K;n@igurasi Pin L$D

Tabe< #3Pin pada Modul ?@

N;# Pin Nama Ke9erangan

1 %> %round

( C@@ H2C

' CEE @ontras

* #+ #egister

2 #5 #ead5rite

3 E Enable

4-1* 0-4 ata bit 0-4

12 A Anoda &ack ?ight/

13 K Katoda &ack ?ight/


16/44

#"#"#3 Prinsip Ker=a

?@ dapat beroperasi pada * atau ) bit mode. Intruksi data yang ditulis ke

layar menggunakan sinyal waktu karakteristik. Ketika beroperasi di mode *-bit,

data yang ditransfer dalam operasi *-bit menggunakan data bit &*&4.

+edangkan &0 &' tidak digunakan. &ila menggunakan mode *-bit, data yang

ditransfer sebanyak dua kali sebelum siklus intruksi selesai. +emakin tinggi urutan

* bit isi &*-&4 ketika antarmuka data sepanang ) bit/ dan akan ditransfer

pertama, maka semakin rendah urutan * bit isi dari &0-&' ketika antarmuka

data )/ akan ditransfer. Periksa busy flag setelah *-bit data yang ditransfer

sebanyak dua kali satu intruksi/. *-bit setelah dua operasi, kemudian akan

mentransfer busy flag dan alamat counter data. Ketika beroperasi di mode )-bit,

data yang ditransfer adalah penuh sebesar )-bit bus &0-&4.

#"#3 Lampu La


17/44

+ecara default, setiap lampu lalu lintas akan mengatur lau kendaraan yang

akan beralan lurus dan berbelok ke kanan. +edangkan belok kiri ada lampu lalu

lintas atau rambu-rambu lalu lintas lain yang mengatur belokan ke kiri, apabila

tidak ada maka belok ke kiri mengikuti nyala lampu beralan lurus.

%ambar (.( ?ampu ?alu ?intas

# Ka=ian Hasi< Peneang Reo9an Parmonangan (01(/ yang berudul

"Aplikasi #uzzy /ogic 3ontroller pada Pengontrolan ?ampu ?alu ?intaso9ianta dan Emy +etyaningsih, (012. Ra&ca&! Ba&!u&

Siste Deteksi Di&i 4epa Bui Berdasarka& .luktuasi 5eda& 5a!&et

5e&!!u&aka& Se&sor 5E5S. Gurnal $echno. Col. 13, >o. 1, April (012= '2-

**.Goseph ?. Kirsch9ink, (000. Earthquake Predictio& (y A&ials: E6olutio&

a&d Se&sory Perceptio&. &ulletin of the +eismological +ociety of America, 60,

pp. '1(J'(', April (000.

(. 8arid +amsu :ananto, (006.Aplikasi Aktuator Piezoelektrik. Gurnal >eutrino

Col. (, >o. 1, Bktober (006.

'. &udi +antoso, (00'. asar-dasar 2agnet dan >ayaberat 1erta &eberapa

Penerapannya. :impunan Ahli %eofisika Indonesia :A%I/.

*.:adian +atria !tama dkk, (004. Pera&ca&!a& Da& %plee&tasi Alat

Pe&!ukur Kardus Secara 'toatis. $esla Col. 6, >o. (, Bktober (004= 46J)4.


40/44

LAMPIRAN

?ampiran 1. 5aktu pelaksanaan pembuatanprototype

>o Kegiatan

&ulan

April Mei Guni

1 ( * 1 ( ' *

1 Pembuatan Proposal

( #e9isi Proposal

' +tudi ?iteratur

* Pembuatan desain

prototype

2 Penentuan logika

lampu lalu lintas

3 3oding

4 Pembuatanprototype

) Penyusunan ?aporan


41/44

?ampiran (. #incian biaya pembuatanprototype

N;# Rin7ian Bahan Ban>a:n>a Harga Sa9uan Harga

1 Arduino !>B 1 buah #p 1'2.000 #p 1'2.000

( Piezoelectric * buah #p *.000 #p 13.000

' Potensiometer +lider 1 buah #p 1(.000 #p 1(.000

* #esistor * buah #p (00 #p )00

2 Kabel Gumper (0 buah #p 1.(20 #p (2.000

3 &uFFer 1 buah #p 2.000 #p 2.000

4 ?@ 13( 1 buah #p *2.000 #p *2.000

) +pring * buah #p ).000 #p '(.000

6 $enol 2 meter #p (.000 #p 10.000

10 Kertas %losy * buah #p 3.200 #p (3.000

11 Kertas Karton $ebal ( buah #p 3.200 #p 1'.000

1( +terofom &esar ( buah #p *.000 #p ).000

1' 8lanell ' buah #p 6.000 #p (4.000

1* ?em @astol * buah #p *.000 #p 13.000

12 ouble 8oam 1 roll #p 1'.000 #p 1'.000

13 ouble $ape ' roll #p (.000 #p 3.000

14 +tik Es Krim ( bungkus #p 3.000 #p 1(.000

1) Kabel Pre Amp MI@I$# ( meter #p *.000 #p ).00016 Proek &oard 1 buah #p 12.000 #p 12.000

$B$A? #p. *(*.)00


42/44

?ampiran '. %rafik Kekuatan %empa skala richter/

! !"# $!"# $!%& '!"( '!%" )!() "!$' "!($ (!$

%)

%"

%(%&

%#

%*

%%

$

$$

$'

$)

%&

%#"

%*"%*%

%%"%%*

$(

$$$$$(

$'

Konversi Nilai BIT ADC Terhadap Kekuatan Gempa

Skala Richter

Bit ADC


43/44

?ampiran *. ata Kekuatan %empa

skala richter/

N; Bi9 AD$Ke:ua9an Gempa

%S:a


44/44

laporan-deteksi-gempa

Documents