Pengukuran Medan Listrik Dan Medan magnet Di Bawah SUTET 500kV

Sampai sekarang masyarakat masih khawatir tinggal di bawah Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 500kV. Ketakutan ini nampaknya berawal dari pernyataan ahli Epidemiologi bahwa SUTET dapat membangkitkan medan listrik dan medan magnet yang berpengaruh buruk terhadap kesehatan manusia. Bahkan ada masyarakat yang mengeluh pusing-pusing walaupun belum dapat dibuktikan penyebabnya. Kehadiran medan listrik dan medan magnet di sekitar kehidupan manusia tidak dapat dirasakan oleh indera manusia, kecuali jika intensitasnya cukup besar dan terasa hanya bagi orang yang hipersensitif saja. Medan listrik dan medan magnet termasuk kelompok radiasi non-pengion. Radiasi ini relatif tidak berbahaya; berbeda sama sekali dengan radiasi jenis pengion seperti radiasi nuklir atau radiasi sinar rontgen.

Medan listrik dan medan magnet sudah ada sejak Bumi kita ini terbentuk. Pada awan yang mengandung air terdapat medan listrik sebesar 3.000 - 30.000 V/m. Demikian juga Bumi secara alamiah bermedan listrik (100-500 V/m) dan bermedan magnet (0,004 - 0,007 mT). Di dalam rumah, di tempat kerja, di kantor atau di bengkel terdapat medan listrik dan medan magnet buatan. Medan listrik dan medan magnet ini biasanya berasal dari instalasi dan peralatan listrik antara lain: sistem instalasi dalam rumah, lemari pendingin, AC, kipas angin, pompa air, telebvisi, mesin tik elektronik, mesin fotokopi, komputer, printer, mesin las, kompresor, daluran udara tegangan rendah.menengah(SUTR/M) yang berdekatan, dan lain-lain. Pada sistem instalasi yang bertegangan dan berarus selalu timbul medan listrik, tetapi medan listrik ini sudah melemah karena berjarak cukup jauh dari sumber.

Di bawah SUTR dan SUTM kuat medan magnet bervariasi antara 0,1 - 3,5 mikrotesla. Di bawah bangunan rumah, kantor, bengkel, atau pabrik, medan magnet dari saluran udara ini jauh lebih lemah lagi. Diusahakan jalur SUTET tidak melintasi daerah pemukiman, hutan lindung maupun cagar alam. Di beberapa daerah pemukiman yang padat mungkin jalur SUTET tidak bisa dihindari, tetapi baik medan listrik maupun medan magnet tidak boleh di atas ambang batas yang diperbolehkan. Medan listrik di bawah jaringan dapat menimbulkan beberapa hal antara lain :

• menimbulkan suara/bunyi mendesis akibat ionisasi pada permukaan penghantar/konduktor yang kadang sisertai cahaya keunguan,
• bulu / rambut berdiri pada bagian badan yang terpajan akibat gaya tarik medan listrik yang kecil
• lampu neon dan tes-pen dapat menyala tetapi redup akibat mudahnya gas neon dalam tabung lampu dan tes-pen terionisasi
• kejutan lemah pada sentuhan pertama terhadap benda-benda yang mudah menghantarkan listrik seperti atap seng, pagar besi, kawat jemuran dan badan mobil

edy current

Arus Eddy (Eddy current) dalam kelistrikan disebut juga Arus Foucault (Foucault current), karena fenomena ini ditemukan oleh seorang fisikawan Perancis bernama Léon Foucault di tahun 1851.

Fenomena ini terjadi jika sebuah konduktor digerakkan memotong medan magnet, yang berarti ada perubahan medan melingkar konduktor yang terjadi karena posisi konduktor berubah relatif terhadap arah medan magnet yang tetap.

Sebaliknya, fenomena arus eddy ini juga bisa terjadi jika medan magnet itu sendiri besarnya berubah2 dan memotong konduktor yang tetap. Hal inilah yang terjadi pada sebuah Transformer.

Medan magnet induksi yang dihasilkan oleh listrik bolak-balik besarnya berubah2 terhadap waktu menghasilkan arus listrik yang besarnya juga berubah2 terhadap waktu. Dan arus ini menghasilkan medan magnet di sekitar konduktor yang besarnya juga berubah2.

Singkatnya, dalam kedua fenomena ini (konduktor bergerak memotong medan magnet, atau medan magnet bergerak yang besarnya berubah2 memotong konduktor) akan muncul medan induksi pada sekitar konduktor. Medan hasil induksi ini, yang arahnya tidak sama dengan medan penyebabnya, akan menghasilkan medan pusaran. Dan jika bahan inti yang dijadikan jalur medan magnet ini bersifat kondukif (dapat melewatkan arus), maka medan pusar ini akan menghasilkan arus pusar pada inti.

Kemudian, namanya juga arus yang lewat konduktor, jika pada konduktor itu ada sifat resistive (pastinya ada) maka akan muncul I2R dan sejalan dengan lamanya, maka ini akan menjadi I2Rt yang berarti panas.

Arsitektur Jaringan GSM

Sebuah jaringan GSM dibangun dari beberapa komponen fungsional yang memiliki fungsi dan interface masing-masing yang spesifik. Secara umum jaringan GSM dapat dibagi menjadi tiga bagian utama yaitu :

1. Mobile Station

2. Base Station Subsystem

3. Network Subsystem

Fungsi Komponen Jaringan GSM

Berikut ini akan dijelaskan mengenai arsitektur GSM yang merupakan gabungan dari perangkat-perangkat yang saling berkaitan dalam mendukung jaringan GSM.

• Base Transceiver Station (BTS)

BTS merupakan perangkat pemancar dan penerima yang memberikan pelayanan radio kepada Mobile Station (MS). Dalam BTS terdapat kanal trafik yang digunakan untuk komunikasi.

• Base Station Controller (BSC)

BSC membawahi satu atau lebih BTS serta mengatur trafik yang datang dan pergi dari BSC menuju MSC atau BTS. BSC memenejemen sumber radio dalam pemberian frekuensi untuk setiap BTS dan mengatur handover ketika mobile station melewati batas antar sel.

• Mobile Switching Center (MSC)

MSC didesain sebagai switch ISDN (Integrated Service Digital Network) yang dimodifikasi agar berfungsi untuk jaringan seluler. MSC juga dapat menghubungkan jaringan seluler dengan jaringan fixed.

• Home Location Register (HLR)

HLR merupakan database yang berisi data pelanggan yang tetap. Data tersebut antara lain, layanan pelanggan, service tambahan serta informasi mengenai lokasi pelanggan yang paling akhir (update).

• Authentication Center (AuC)

AuC berisi database informasi rahasia yang disimpan dalam bentuk format kode. AuC digunakan untuk mengontrol penggunaan jaringan yang sah dan mencegah semua pelanggan yang melakukan kecurangan.

• Visitor Location Register (VLR)

VLR merupakan database yang berisi informasi sementara mengenai pelanggan, terutama mengenai lokasi dari pelanggan pada cakupan area jaringan.

• Operation and Maintance Center (OMC)

OMC sebagai pusat pengontrolan operasi dan pemeliharaan jaringan. Fungsi utamanya mengawasi alarm perangkat dan perbaikan terhadap kesalahan operasi.

• Mobile Station (MS)

MS merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk dapat memperoleh layanan komunikasi bergerak. MS dilengkapi dengan sebuah smartcard yang dikenal dengan SIM (Subscriber Identity Module) yang berisi nomor identitas pelanggan.



Handover

Handover merupakan peristiwa pemindahan kanal suara yang digunakan oleh pelanggan bergerak (mobile), selama dia mengadakan panggilan sehingga tidak terjadi pemutusan hubungan selama panggilan. Menurut pergerakan MS maka proses handover dapat dibagi[NAH03]:

1. Intra BSC handover.

2. Inter BSC / Intra MSC handover.

3. Inter MSC handover.



Frequency Hopping

Frequency hopping adalah teknik lama yang dikenalkan pertama kali dalam system transmisi militer untuk menjamin kerahasiaan komunikasi dan gangguan perang. Filosofi frequency hopping sesederhana mengubah frekuensi yang digunakan dalam transmisi pada intrerval tertentu. Frequency hopping dimasukkan dalam spesifikasi GSM terutama untuk mengatasi 2 masalah spesifik yang mempengaruhi kualitas transmisi:

a. Fading

Kemampuan mengatasi fading akan meningkat dengan memanfaatkan frekuensi scara selektif karena dengan menggunakan frekuensi yang berbeda kemungkinan untuk terus terpengaruh fading dapat dikurangi. Oleh karena itu kualitas hubungan transmisi dapat ditingkatkan. Karakteristik ini biasa disebut Frequency Diversity.

b. Interferensi

Gangguan yang terjadi disebabkan adanya sinyal lain yang frekuensinya sama. Untuk menghindari agar tidak terus menerus menggunakan frekuensi yang terinterferensi tsb, digunakan metode frequency hopping, yaitu selama pembicaraan, pelanggan akan menggunakan frekuensi yang berbeda-beda sehingga dapat memberikan akibat akumulasi interferensi yang tidak sama dan biasa disebut interference Diversity.



Baseband Hopping

Pada Baseband Frequency Hopping, aliran data dihop dari TRX satu ke TRX yang lain sesuai dengan urutan hopping yang ditentukan tiap 577µs. Data dihop melalui time slot yang sama ke frekuensi yang lain. Karena masing-masing TRXbekerja pada frekuensi tetap, jumlah frekuensi yangdapat dihop ditentukan oleh jumlah TRX. Timeslot pertama BCCH tidak diikutsertakan dalam urutan hopping.

Sistem sensor infra merah

Sistem sensor infra merah pada dasarnya menggunakan infra merah sebagai media untuk komunikasi data antara receiver dan transmitter. Sistem akan bekerja jika sinar infra merah yang dipancarkan terhalang oleh suatu benda yang mengakibatkan sinar infra merah tersebut tidak dapat terdeteksi oleh penerima. Keuntungan atau manfaat dari sistem ini dalam penerapannya antara lain sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, otomatisasi pada sistem.Pemancar pada sistem ini tediri atas sebuah LED infra merah yang dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar infra merah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau inframerah module yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. LED Infra Merah LED adalah suatu bahan semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dibuat dengan galliumarsenide. Cahaya infra merah pada dasarnya adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio, dengan kata lain infra merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombangterpanjang, yaitu sekitar 700 nm sampai 1 mm. Cahaya LED timbul sebagai akibat penggabungan elektron dan hole pada persambungan antara dua jenis semikonduktor dimana setiap penggabungan disertaidengan pelepasan energi. Pada penggunaannya LED infra merah dapat diaktifkan dengan tegangan DC untuk transmisi atau sensor jarak dekat, dan dengan teganganAC (30–40 KHz) untuk transmisi atau sensor jarak jauh Fototransistor Receiver yang digunakan oleh sensor infra merahadalah jenis fototransistor, yaitu jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima atau mendeteksi cahaya dengan gain internal yang dapat menghasilkan sinyal analog maupun digital. Fototransistor ini akan mengubah energi cahaya menjadi arus listrik dengan sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan fotodioda ,tetapi dengan waktu respon yang secara umum akan lebih lambat daripada fotodioda. Hal ini terjadi karena transistor jenis ini mempunyai kaki basis terbuka untuk menangkap sinar,dan elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya padajunction ini di-injeksikan di bagian basis dan diperkuat dibagian kolektornya. Pada fototransistor, jika kaki basis mendapat sinar maka akan timbul tegangan pada basisnya dan akan menyebabkan transistor berada pada daerah jenuhnya(saturasi), akibatnya tegangan pada kaki kolektor akansama dengan ground (Vout=0 V). Sebaliknya jika kakibasis tidak mendapat sinar, tidak cukup tegangan untuk membuat transistor jenuh, akibatnya semua arus akandilewatkan ke keluaran (Vout=Vcc). Relay Relay adalah komponen yang menggunakan prinsip kerja medan magnet untuk menggerakan saklar. Saklar ini digerakkan oleh magnet yang dihasilkan oleh kumparan didalam relay yang dialiri arus listrik. Susunan relay sederhana adalah sebagai berikut. Gerakan armatur ini menyebabkan kontak membuka/menutup dengan konfigurasi sebagai berikut: Normally Open (NO), apabila kontak-kontak tertutup saat relay dicatu. Normally Closed (NC), apabila kontak-kontak terbuka saat relay dicatu.Change Over (CO), relay mempunyai kontak tengah yang normal tertutup, tetapi ketika relay dicatu kontak tengah tersebut akan membuat hubungan dengan kontak-kontak yang lain.

Sensor dan Interface

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Sensor pada robot merupakan alat pengumpul informasi lingkungan tempat robot berada. Berdasarkan masukan sensor-sensor yang terpasang, unit mikrokontroler dapat menganalisanya dan menentukan keputusan yang tepat—sesuai dengan algoritma yang telah dirancang.

Sensor Suara

Sensor suara digunakan sebagai penentu waktu dimulainya robot bekerja, yang akan mendeteksi sinyal yang dikeluarkan oleh suatu alat. Modul ini terdiri dari dua bagian: alat penghasil suara yang diaktifkan oleh operator robot, dan alat pendeteksi suara yang terpasang di robot. Alat pendeteksi sinyal suara bekerja berdasarkan prinsip pemfilteran suara yang didengar oleh komponen mikrofon. Sinyal analog hasil pembacaan mikrofon akan disaring dengan menggunakan unit bandpass filter yang meloloskan sinyal analog.

Sensor Ultrasonik

Ultrasonik (Ultrasonic waves) merupakan gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di atas 20 KHz yaitu daerah batas pendengaran manusia. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair, dan gas. Hal ini disebabkan karena gelombang ultrasonik merupakan rambatan energi dan momentum mekanik, rambatan energi ini berinteraksi tergantung pada molekul dan sifat inersia medium yang dilaluinya. Waktu yang dibutuhkan oleh gema untuk kembali ke sensor adalah proporsional terhadap jarak dan tinggi dari objek, karena suara memiliki kecepatan yang tetap. Reflektivitas dari gelombang suara di permukaan cairan akan sama dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan foams, gelombang akan diserap.

Sensor ultrasonik bekerja dengan cara memancarkan sinyal ultrasonik sesaat dan menghasilkan pulsa output yang sesuai dengan waktu pantul sinyal ultrasonik sesaat kembali menuju sensor. Dengan mengukur lebar pulsa pantulan tersebut jarak target didepan sensor dapat diketahui.

Modul sensor ultrasonik PING Parallax merupakan sensor jarak yang presisi. Dapat melakukan pengukuran jarak 2 cm sampai 3 meter dan sangat mudah untuk dihubungkan ke mikrokontroler menggunakan sebuah pin I/O.

Sensor Api

Modul sensor api Hamamatsu R2868 bekerja dengan mendeteksi adanya api yang memiliki gelombang ultraviolet pada range 185-260 nm.

Sensor UVtron dan rangkaian interface-nya memiliki filter yang mampu mengurangi noise atau derau sehingga mengurangi kemungkinan kesalahan pembacaan keberadaan nyala api.

Kompas Digital

Kompas digital ini didesain khusus untuk navigasi robot. Kompas CMPS03 menggunakan dua sensor medan magnet KMZ51 yang cukup peka untuk mendeteksi medan magnet bumi. Dua sensor tersebut dipasang saling bersilangan. Pada modul kompas digital ini telah terpasang rangkaian pengkondisi sinyal dan mikrokontroler. Sehingga lebih mudah mengakses berapa derajat posisi kompas sekarang secara langsung.

Kompas digital ini berguna pada saat robot belok 90 derajat dan bermanuver 360 derajat saat akan berbalik arah.

Elektrokardiogram (EKG)

Elektrokardiogram (EKG) adalah suatu sinyal yang dihasilkan oleh aktivitas listrik otot jantung. EKG ini merupakan rekaman informasi kondisi jantung yang diambil dengan memasang elektroda pada badan. Rekaman EKG ini digunakan oleh dokter atau ahli medis untuk menentukan kondisi jantung dari pasien, yakni untuk mengetahui hal-hal seperti frekuensi (rate) jantung, arrhytmia, infark miokard, pembesaran atrium, hipertrofi ventrikular, dll. Sinyal EKG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf.

Sistem Konduksi Jantung

Jantung terdiri dari empat ruang yang berfungsi sebagai pompa system sirkulasi darah. Yang paling berperan adalah bilik (ventrikel), sedangkan serambi (atria) sebenarnya berfungsi sebagai ruang penyimpanan selama bilik memompa. Ventrikel berkontraksi, ventrikel kanan memasok darah ke paru-paru, dan ventrikel kiri mendorong darah ke aorta berulang-ulang melalui sistem sirkulasi, fasa ini disebut systole. Sedangkan fasa pengisian atau istirahat (tidak memompa) setelah ventrikel mengosongkan darah menuju arteri disebut diastole. Kontraksi jantung inilah yang mendasari terjadinya serangkaian peristiwa elektrik dengan koordinasi yang baik. Aktivitas elektrik dalam keadaan normal berawal dari impuls yang dibentuk oleh pacemaker di simpul SinoAtrial (SA) kemudian melewati serabut otot atrial menuju simpul AtrioVentrikular (AV) lalu menuju ke berkas His dan terpisah menjadi dua melewati berkas kiri dan kanan dan berakhir pada serabut Purkinye yang mengaktifkan serabut otot ventrikel

Sistem 12 lead (sadapan) EKG

Jantung adalah organ tiga dimensi, sudah seharusnya aktivitas elektriknya pun harus dimengerti dalam tiga dimensi pula. Setiap sadapan elektroda memandang jantung dengan sudut tertentu dengan sensitivitas lebih tinggi dari sudut/bagian yang lain. Sadapan atau lebih dikenal dengan lead, adalah cara penempatan pasangan elektroda berkutub positif dan negatif pada tubuh pasien guna membaca sinyal-sinyal elektrik jantung. Semakin banyak sadapan, semakin banyak pula informasi yang dapat diperoleh Pada rekaman EKG modern, terdapat 12 sadapan elektroda yang terbagi menjadi enam buah sadapan pada bidang vertikal serta enam lainnya pada bidang horizontal.

Bidang Vertikal/Frontal :

a. Tiga buah bipolar standard leads atau sadapan Einthoven, yaitu Lead I, II, dan III. Sadapan ini merekam perbedaan potensial dari dua elektroda yang digambarkan sebagai sebuah segitiga sama sisi, segitiga Einthoven.

b. Tiga buah unipolar limb leads atau sadapan Wilson yang sering disebut juga sadapan unipolar ekstrimitas, yaitu Lead aVR, aVL, dan aVF. Sadapan ini merekam besar potensial listrik pada satu ekstrimitas, elektroda eksplorasi diletakkan pada ekstrimitas yang akan diukur.

Bidang Horizontal :

Enam buah unipolar chest leads atau sering disebut juga sadapan unipolar prekordial, yaitu lead V1, V2, V3, V4, V5, dan V6.

Gambar 2.3 Sadapan ekstrimitas dan unipolar prekordial

Komponen dan Bentuk Sinyal EKG

Menurut Mervin J. Goldman definisi sinyal EKG adalah grafik hasil catatan potensial listrik yang dihasilkan oleh denyut jantung. Sinyal EKG terdiri atas :

1. Gelombang P, terjadi akibat kontraksi otot atrium, gelombang ini relatif kecil karena otot atrium yang relatif tipis.

2. Gelombang QRS, terjadi akibat kontraksi otot ventrikel yang tebal sehingga gelombang QRS cukup tinggi. Gelombang Q merupakan depleksi pertama kebawah. Selanjutnya depleksi ke atas adalah gelombang R. Depleksi ke bawah setelah gelombang R disebut gelombang S.

3. Gelombang T, terjadi akibat kembalinya otot ventrikel ke keadaan listrik istirahat (repolarisasi).

Contoh bentuk sinyal yang didapat dari 12 leads (sadapan) EKG normal adalah seperti pada gambar di bawah.

Power control

Algoritma power control dirancang untuk memperbaiki kinerja sistem. Ada tiga jenis algoritma power control yaitu: open loop power control dan closed loop power control

open loop power control

Open loop power control ditujukan untuk mengatasi masalah perbedaan kekuatan daya pancar BS akibat perbedaan lokasi (near-far problem). Algoritma ini bekerja untuk menyamakan besar daya yang diterima oleh BS dari tiap user yang dapat berbeda-beda karena faktor jarak(near-far) dan shadowing. Pada open loop power control, MS menentukan daya pancarnya dengan bedasarkan pada estimasa daya sinyal downlink.proses ini tidak membutuhkan informasi feedback sehingga disebut open loop. Hal ini dimungkinkan karena redaman propagasi large scale pada kanal uplink dan downlink dapat diasumsikan sama.

closed loop power control

Tujuan algoritma closed loop power control adalah untuk mengatasi masalah small scale fading, yang tidak berkorelasi antara kanal uplink dan kanal downlinknya. Akibatnya, informasi feedback dari BS maupun MS yang berupa rasio sinyal yang diterima terhadap interferensi (SIR) ataupun daya sinyal yang diterima mutlak diperlukan untuk mengestimasi kondisi kanal uplink maupun downlink agar BS dan MS dapat menyesuaikan daya pancarnya terhadap kondisi kanal saat itu.

Interferensi

Interferens merupakan faktor masalah utama yang membatasi kinerja dari sistem radio selular. Sumber-sumber peng-interferens dapat berupa pengguna lain yang terdapat dalam satu sel, panggilan yang sedang dilakukan pada sell tetangga, base station lain yang sedang beroperasi pada band frekuensi yang sama, atau kebocoran energi yang diakibatkan oleh kebocoran sistem non selular yang masuk dalam band frekuensi selular. Interferensi pada kanal suara akan menyebabkan cross talk, yaitu pelanggan akan mendengar interferensi background dari transmisi yang tidak diinginkan.

Co-channel Interference

Penggunaan frekuensi yang sama atau frequency reuse menunjukkan bahwa pada area yang terdapat beberapa sel menggunakan frekuensi yang sama. Sel ini disebut co-channel cells, sedangkan interferensi antar sinyal dari sel ini disebut co-channel interference. Tidak seperti halnya mengatasi noise thermal yaitu dengan menaikkan SNR, co-channel interferns tidak dapat diatasi dengan cara menaikkan daya transmit dari transmitter. Hal ini karena dengan menaikkan daya pancar transmitter akan menginterferensi sel-sel tetangganya.

Untuk mengurangi interferensi co-channel, maka sel-sel yang sama tersebut harus dipisahkan tiap-tiap selnya sehingga jaraknya minimum agar memberikan isolasi antar sel yang cukup pada propagasi gelombangnya. Untuk ukuran sel yang sama, terpisah dari daya pancar, co-channel interferens menjadi fungsi radius sel (R), dan jarak ke titik pusat terhadap co-channel sel yang terdekat (D). Dengan menaikkan rasio D/R, jarak antar co-channel sel maka daerah yang dilayani akan naik. Interferensi antar sel tersebut diminimalisasi dengan menaikkan isolasi dari RF energi dari co-channelnya. Parameter Q, disebut co-channel reuse ratio, sangat terkait dengan ukuran cluster.

Semakin kecil nilai parameter Q maka kapasitasnya akan membesar. Sedangkan menaikkan nilai Q akan memperbaiki kualitas transmisi. Optimasi antara kedua hal tersebut sangat diperlukan dalam desain selular di lapangan atau secara riil.