Global Navigation Satellite System (GNSS)

GNSS merupakan teknologi yang digunakan untuk menentukan posisi atau lokasi dalam satuan ilmiah di Bumi. Satelit akan mentransmisikan sinyal radio dengan frekuensi tinggi yang berisi data waktu dan posisi yang dapat diambil oleh penerima yang memungkinkan pengguna untuk mengetahui lokasi tepat mereka di mana pun di permukaan bumi.

Terdapat dua GNSS yang berjalan di atas bumi,

• GPS – Global Positioning System
• GLONASS - Global Navigation Satellite System

Sistem ini akan terus dikembangkan untuk menjadi lebih baik untuk memenuhi standar keakuratan data yang dihasilkan dan keandalan dalam memenuhi kebutuhan. Terdapat satu lagi sistem yang tengah dikembangkan yang diberi nama GALILEO, sebuah GNSS yang dikembangkan di Eropa.

 

GPS – Global Positioning System

GPS merupakan sistem navigasi berbasis satelit yang dibangun dengan awalnya menggunakan 24 satelit yang diletakkan di orbit bumi oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Untuk saat ini, satelit yang digunakan GPS sudah mencapai 31 satelit. GPS dikembangkan pertama kali untuk tujuan militer, namun pada tahun 1980 pemerintah membuat GPS terbuka untuk digunakan oleh masyarakat sipil. GPS dapat bekerja pada musim apa pun dan di mana pun di seluruh permukaan bumi selama 24 jam sehari. Penggunaan GPS tidak dikenakan biaya apa pun.

Satelit GPS memutari bumi dua kali sehari dalam orbitnya dan mentransmisikan sinyal informasi ke bumi. GPS receiver mengambil informasi dan menggunakan triangulation untuk menghitung lokasi dari pengguna. Triangulation adalah sebuah proses pencarian koordinat dan jarak sebuah titik dengan menggunakan pengukuran sudut antara suatu titik dengan dua atau lebih titik acu (satelit) yang sudah diketahui posisinya dan jarak-jarak antara satelit. Koordinat dan jarak ditentukan dengan menggunakan hukum sinus.

GPS receiver akan membandingkan waktu sebuah sinyal yang ditransmisikan oleh satelit dengan waktu yang diterima. Perbedaan waktu akan memberikan informasi seberapa jauh antara satelit dan GPS receiver.

Sebuah GPS receiver setidaknya harus memastikan minimal membutuhkan tiga buah kanal satelit untuk menghitung posisi 2D (Latitude dan Longitude) dan melacak perpindahan. Dengan menggunakan empat kanal satelit atau lebih, GPS receiver dapat menghitung posisi 3D (Latitude, Longitude dan Altitude). Namun pada prakteknya GPS receiver dapat menangkap sampai dengan 12 kanal satelit. Semakin banyak kanal satelit yang berhasil diterima oleh GPS receiver maka akurasi yang diberikan akan semakin tinggai.

 

GLONASS - Global Navigation Satellite System

Seperti GPS, GLONASS merupakan sebuah sistem navigasi satelit yang dibangun oleh pemerintah Rusia. Saat ini memiliki 24 satelit aktif. Namun GLONASS tidak sepopuler GPS, perangkat GLONASS-Only yang dikembangkan sangat terbatas. Mengenai sistem kerja, GLONASS memiliki kriteria kerja yang identik dengan GPS.

 

GPS + GLONASS

Teknologi saat ini memungkinkan untuk mengkombinasikan dua sistem navigasi satelit di atas. Dengan memadukan GPS dan GLONASS total satellite yang tersedia adalah 55 satelit dan sesuai dengan teori triangulasi maka tingkat keakuratan dari perpaduan ini akan bertambah sampai 50%. Kombinasi ini saat ini sudah diimplementasikan pada perangkat bergerak seperti smartphone.

Melalui sebuah pengujian dilakukan pembuktian dengan menggunakan komponen berikut

Table 1.a Komponen Uji Coba

Uji coba dilakukan dengan dua skenario. Skenario pertama dilakukan di depan ruang Gedung Teknik Informatika lantai 3 dan yang kedua bertempat di dalam gedung Teknik Informatika lantai 3.

Skenario pertama mewakili tingkat visibilitas tinggi satelit terhadap perangkat penerima. Sedangkan skenario kedua mewakili tingkat visibilitas rendah.

1. Di tempat visibilitas tinggi satelit

Table 1.1 Pengujian 1 akurasi GPS dan GPS+GLONASS

Pengujian dilakukan di depan ruangan gedung Teknik Informatika ITS

Pukul 01:00 – 01:30 tanggal 23 Maret 2013 dengan cuaca mendung.

Gambar 1.1 lokasi uji coba 1

Dari hasil pengujian didapatkan bahwa perangkat yang memiliki GPS memiliki akurasi 30 kaki, sedangkan untuk perangkat GPS+GLONASS memiliki akurasi 10 kaki. Semakin kecil nilai akurasi yang ada pada gambar menyatakan semakin tepat lokasi yang ditunjukkan.

Tabel 1.1 Hasil Pengujian 1 akurasi GPS dan GPS+GLONASS

Tabel di atas memperlihatkan bahwa perangkat yang memiliki tambahan GLONASS memiliki pilihan satelit yang lebih banyak dan bisa mendapatkan kanal satelit yang lebih banyak.

2. Di tempat visibilitas rendah satelit

Tabel 2.1 Pengujian 2 akurasi GPS dan GPS+GLONASS

Pengujian kedua dilakukan di dalam gedung Teknik Informatika di dalam Lab NCC

Pukul 00:00 – 01:00 tanggal 23 Maret 2013 dengan cuaca mendung.

Gambar 2.1 lokasi uji coba 2

Dari hasil uji coba dua, didapat perangkat yang memiliki GPS memilii akurasi 49 kaki dengan menggunakan 4 kanal satelit. Perangkat GPS tidak memiliki pilihan yang banyak untuk melakukan kalkulasi triangular. Hal ini ditunjukkan dengan satelit yang ada berjumlah 4 buah dan kanal yang ditangkap berjumlah 4 kanal satelit.

Sedangkan untuk perangkat yang memiliki GPS dan GLONASS memiliki akurasi 16 kaki dengan perhitungan triangulasi menggunakan 11 satelit dari 21 satelit yang tersedia.

Tabel 2.2 Hasil Pengujian 2 akurasi GPS dan GPS+GLONASS

Dari tabel 2.2 didapat bahwa perangkat dengan tambahan GLONASS memiliki akurasi yang lebih baik karena dikalkulasi dengan jumlah satelit yang cukup dibandingkan dengan perangkat GPS saja. Hal ini membuktikan untuk skenario 2 perangkat dengan tambahan GLONASS memiliki tingkat akurasi lebih baik.

Kesimpulan

Dari dua skenario yang dibuat di atas, dapat disimpulkan bahwa perangkat dengan tambahan GLONASS memiliki akurasi perhitungan posisi yang lebih baik karena lebih banyak pilihan satelit untuk dijadikan kanal perhitungan triangulasi.

Daftar Pustaka

1. RW, Panji. 2012. "Prinsip Kerja GPS (Global Positioning System)" http://telecommunicationforall.blogspot.com/2012_07_01_archive.html. 23 Maret 2013

2. Padre, Joe. 2012. "GLONASS support in our latest Xperia™ phones" http://developer.sonymobile.com/2012/01/19/glonass-support-in-our-latest-xperia-phones/. 23 Maret 2013

Membuat Lampu Tenaga Surya dengan Botol dan Cairan Pemutih Pakaian

Saat ini Anda dapat membuat sendiri lampu bertenaga surya. Mudah sekali dicoba. Menggunakan botol, air dan cairan pemutih pakaian. Di bawah ini adalah cara membuat beserta LKS nya. Semoga bermanfaat!

LEMBAR KERJA SISWA

Standar Kompetensi (SK):

3. Menerapkan prinsip kerja alat-alat optik.

Kompetensi Dasar (KD):

3.2 Menerapkan alat-alat optik dalam kehidupan sehari-hari.

Indikator:

Siswa dapat membuat lampu botol tenaga surya (Solar Bottle Bulbs) dan mendemonstrasikan cara kerjanya.

Alat dan Bahan:

1. Botol air mineral bekas.
2. 1 lembar seng.
3. Cairan pemutih pakaian (Bleach).
4. Lem silicon.
5. Gunting.
6. Air.

Cara Kerja:

1. Buatlah lubang melingkar di bagian tengah dari potongan seng dengan ukuran jari-jari 1 cm lebih kecil dari jari-jari botol mineral yang akan digunakan. Posisi tengah lubang dapat dipilih tepat di bagian punggung seng atau di bagian parit seng.

2. Kemudian buat potongan sepanjang 1 cm, sejajar jari-jari lubang, melingkar sepanjang lingkar luar lubang dengan jarak antar potongan 1 sampai 2 cm;

3. Bengkokkan tiap potongan ke arah atas, kemudian beri perekat sealant (berbahan silikon) sepanjang sisi bagian dalam lingkar lubang;

4. Masukan botol ke lubang setelah sealant mengering, dengan posisi kepala botol di bagian atas, 2/3 bagian botol berada di bawah seng dan 1/3 bagian berada di bagian atas seng;

5. Kemudian rekatkan dan tutup celah antara dinding botol dan seng dengan menggunakan sealant. Akan lebih baik jika dilapisi lagi dengan sejenis bahan penambal atap atau pelapis atap untuk lebih memastikan tidak ada kebocoran atau celah yang terbuka;

6. Isi botol dengan air jernih hingga penuh dan dicampur dengan satu tutup botol cairan pemutih pakaian;

7. Tutup kembali botol dengan memberi sealant pada bagian dalam dan luar tutup botol;

8. Kemudian lubangi seng atap bangunan pada posisi yang direncanakan. Ukuran lubang tepat seukuran dengan lingkar botol;

9. Berikan sealant pada sekeliling lubang, dan setelah kering pasangkan botol dengan mencocokkan jalur air pada seng atap dengan potongan seng yang menempel pada botol;

10. Tutup celah antara potongan seng dengan seng atap dengan bahan penambal atap agar tidak terjadi kebocoran sewaktu hujan.

Hasil Pengamatan:

Setelah melakukan pembuatan alat dan pengamatan, deskripsikan fenomena apa yang terjadi? Apakah lampu botol menyala atau tidak ?

Setelah membuat alat, siswa melampirkan foto lampu botol tenaga surya milik mereka masing masing. Siswa mendeskripsikan bahwa setelah pembuatan selesai dilakukan, lalu dijemur selama kurang lebih 10 menit di bawah sinar matahari, maka lampu botol tenaga surya akan menyala.

Gb 1. Desain rumah menggunakan lampu tenaga surya

Diskusi dan Pembahasan:

Bandingkan botol yang diberi cairan pemutiih dan tidak, apakah saat keduanya terkena sinar matahari akan memancarkan cahaya yang sama?

Jawabannya tidak. Lihat gambar 2 di mana botol diisi dengan air saja dan gambar 3 botol diisi dengan air ditambah cairan pemutih.

Gb 2. Botol berisi air

Gb 3. Botol berisi air + cairan pemutih

Mengapa pada saat dijemur di bawah terik matahari botol yang berisi cairan pemutih akan bercahaya?

Jawabannya karena adanya perbedaan medium. Sifat dari cairan pemutih pakaian adalah menyebarkan cahaya yang masuk ke segala penjuru arah. Komposisi dari larutan pemutih yang berupa senyawa sodium hipoklorit atau NaClO di mana jika dipanaskan akan terjadi peningkatan reaktivitas dari molekul Na, Cl, dan O sendiri. Perhatikan gambar 4 dan gambar 5 tentang bagaimana lampu botol tenaga surya dapat bekerja.

Gb 4. Gambar cara kerja lampu botol tenaga surya

Gb 5. Cara kerja lampu botol tenaga surya

Kesimpulan:

Setelah melakukan percobaan simpulkanlah dari kegiatan yang telah dilaksanakan!