ISSN (e): 2459-9638
Rancang Bangun Alat Pengirim Sinyal Arus 4 -20 mA dari Pemancar Suhu melalui Jaringan GPRS

## TRIYAN WAHYU NUGROHO, ASNIAR ALIYU, JOKO PRASOJO
Sekolah Tinggi Teknologi Nasional Yogyakarta Email: triyan.wn@gmail.com

## ABSTRAK
Peralatan  pengendalian  proses  dan  akuisisi  data  pada  industri migas  umumnya menggunakan  sinyal  arus  4-20  mA.  Masing-masing  peralatan  membutuhkan media  untuk  menyalurkan  sinyal  yang  dihasilkan.  Tujuan  penelitian  adalah mengimplementasikan  suatu  perangkat  dengan  tiga  kanal  masukan  dan  luaran untuk pengiriman sinyal arus 4-20 mA dan akuisisi data dari pemancar suhu pada jarak  yang  jauh.  Pembacaan  masukan  sinyal  arus  menggunakan  ADC  pada mikrokontroler dan transmisi data menggunakan jaringan Internet melalui modul GPRS. Data yang diterima diubah menjadi sinyal arus dengan fasilitas PWM dan rangkaian  pengubah  tegangan  ke  arus.  Sistem  akuisisi  data  menggunakan aplikasi web.. Berdasarkan hasil pengujian alat didapatkan bahwa sinyal arus 4- 20  mA  dari  pemancar  suhu  dengan  jangkauan  0-100  ºC  dan  0-150  ºC  dapat dikirimkan melalui jaringan GPRS dengan jeda waktu antara 4-17 detik, dengan 2,5625%  span  nilai  akurasi  alat,  1,3%  span  nilai  kelinieran  alat,  dan  1,4287% span nilai presisi alat pada pengujian dengan sampel suhu 27 °C dan 97 °C.
Kata kunci: sinyal arus, pemancar suhu, GPRS.

## ABSTRACT
Controlling process and data acquisition tools in the oil and gas industry generally uses 4-20 mA of current signal. Each tools is requiring the media to transmit the signal  that  was  resulted.  The  aim  of  this  research  is  to  implement  a  device equipped  by  three  input  and  output  channels  for  sending  a  4-20  mA  current signal and data acquisition from the temperature transmitter at a distance away. Reading of the input current signal is using the ADC on a microcontroller while data transmission is using the Internet network through GPRS module. That the data received is converted into a current signal by PWM  facilities and a voltage to current converter circuit. Data acquisition system is using a web application. On testing tool got the result that the current signal of 4-20 mA transmitter with a temperature range of 0-100 °C and 0-150 °C can be transmitted over the GPRS network with a time delay between 4-17 seconds with  2.5625% span  of  the accuracy values, 1.3%  span of linearity values , and 1,4287% span of precision values tools on testing with a sample temperature of 27 °C and 97 °C.
Keywords: signal flow, temperature transmitters, GPRS.

## 1. PENDAHULUAN
Proses produksi yang kompleks di industri pada umumnya menggunakan sistem pengukuran dan  pengendalian  secara  otomatis  dengan  peralatan  pengendali  elektronik  berbasis komputer seperti Pengendali Logika Terprogram ( Programmable Logic Controller, PLC) atau Sistem  Pengendali  Terdistribusi ( Distributed Control System,  DCS). Sistem pengukuran dan pengendalian secara  elektronik ini  mendapat  masukan  dari  pemancar  elektronik  ( electronic transmitter) yang terpasang di lapangan. Sinyal luaran dari pemancar elektronik yang umum digunakan di industri adalah sinyal arus standar  4-20 mA.
Transmisi sinyal arus tidak terlalu terpengaruh oleh panjang kabel, namun untuk jarak yang cukup  jauh,  penggunaan  kabel  sebagai  media  transmisi  menjadi  kurang  ekonomis.  Untuk mengatasi  permasalahan  ini,  digunakan  media  nirkabel  berupa  gelombang  radio,  dengan jarak yang bisa dicapai sejauh 500 m hingga 5 km. Jangkauan jarak gelombang radio dirasa kurang mencukupi untuk industri yang lokasi produksinya tersebar dengan jarak yang sangat jauh.
Pada sistem pengukuran dan pengendalian industri yang sangat kompleks dan terpisah oleh jarak yang sangat jauh, misalnya di lapangan migas lepas pantai, dimana lokasi sumur dan proses  produksi  berada  sangat  jauh  dari  ruang  pengendali,  dibutuhkan  media  pengiriman sinyal yang bisa mengirimkan sinyal arus 4-20 mA pada jarak yang sangat jauh.
Beberapa  penelitian  mengenai  sinyal  arus  4-20  mA  telah  dilakukan  oleh  Hengky  Ardianto mahasiswa  Universitas  Petra  Surabaya  dengan  judul  penelitian  “Perencanaan  dan Pembuatan Pengatur Arus 4-20 mA DC dengan Mikrokontroler 8031 untuk Beban Maksimum 300  Ohm”  (Ardianto,  1998).  Pada  tahun  2008,  Timothy  Joy  Siswanto  mahasiswa Universitas Petra Surabaya juga meneliti tema yang sama dengan judul “Perancangan Modul Akuisisi Data dengan Input Output Digital dan Analog”, yang menggunakan sinyal arus 4-20 mA  sebagai  masukan  (Siswanto,  2008).  Penelitian  yang  melibatkan  transmisi  sinyal melalui  jaringan  GPRS  antara  lain  dilakukan  oleh  Pathoni  seorang  mahasiswa  Universitas Komputer  Indonesia  Bandung,  pada  tahun  2009  meneliti  tentang  “Pengiriman  Data Pengukuran Otomatis Menggunakan Teknologi GPRS” (Pathoni, 2009).
Penelitian  ini  mengkaji  mengenai  perancangan  alat  pengirim  sinyal  arus  4-20  mA  dari pemancar suhu pada jarak yang sangat jauh melalui jaringan GPRS. Selain diaplikasikan di industri  migas,  diharapkan  hasil  penelitian  ini  juga  dapat  diaplikasikan  di  industri  secara umum untuk transmisi sinyal arus 4-20 mA dalam sistem pengukuran dan pengendalian yang membutuhkan jarak yang sangat jauh.

## 1.1 Pemancar suhu
Sebuah  pemancar  suhu  terdiri  atas  RTD  ( Resistive  Temperature  Detector)  sebagai  sensor suhu  yang  luarannya  diolah  oleh  rangkaian  pengolah  sinyal  sehingga  menghasilkan  luaran berupa sinyal arus 4-20 mA yang besarnya sebanding dengan suhu yang diukur.
Pada sebuah pemancar suhu, sinyal luaran berupa sinyal arus 4-20 mA didapatkan dengan menggunakan  rangkaian  pengkondisi  sinyal  berupa  Konverter  Analog  ke  Digital  ( Analog  to Digital  Converter,  ADC).  Nilai  digital  yang  dihasilkan  melalui  ADC  akan  dibaca  oleh mikrokontroler dan dikoreksi berdasarkan hasil kalibrasi dari manufaktur untuk mendapatkan hasil  pembacaan  yang  akurat.  Nilai  hasil  koreksi  akan  dikonversi  menjadi  sinyal  analog dengan  menggunakan  Konverter  Digital ke Analog  ( Digital to Analog Converter,  DAC), dan
Rancang Bangun Alat Pengirim Sinyal Arus 4-20 mA dari Pemancar Suhu melalui Jaringan GPRS
dihasilkan  sinyal  arus  4-20  mA  yang  besarnya  sebanding  dengan  suhu  yang  dibaca  oleh sensor RTD. Diagram kotak untuk rangkaian ini ditunjukkan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram kotak pemancar suhu

## 1.2 Sinyal arus 4-20 mA pada sisteminstrumentasi di industri
Sinyal  arus  4-20 mA  sebagai  standar  sinyal  komunikasi  untuk  instrumentasi  dalam  industri diatur dalam dokumen IEC 60381 dan ANSI/ISA-S50.1-1982.
Sinyal arus lebih banyak digunakan daripada sinyal tegangan pada sistem pengukuran dan pengendalian di industri, karena sinyal arus memiliki beberapa keunggulan, antara lain lebih tahan  terhadap  derau  ( noise),  dapat  ditransmisikan  pada  jarak  yang  jauh  dan  tidak terpengaruh  terhadap  resistansi  kabel,  serta  mampu  mengenali  masalah  seperti  putusnya koneksi ataupun hubung singkat ( short circuit).
Hubungan  antara  kondisi  proses  dengan  luaran  pemancar  elektronik  ditunjukkan  dalam Gambar  2.  Nilai  4  mA  merepresentasikan  nilai  0%  dari  skala  pengukuran,  20  mA merepresentasikan nilai 100% dari skala pengukuran, dan nilai diantara 4-20 mA merupakan nilai interpolasi 0-100% dari skala pengukuran.

## Gambar 2. Hubungan kondisi proses dengan luaran pemancar
Hubungan  antara  kondisi  proses  dengan  luaran  pemancar  secara  umum  dapat  dinyatakan dalam Persamaan (1).
(1)
Dengan C adalah arus dalam mA, P adalah persentase sinyal proses, m adalah rentang sinyal ( span),  dan  b  adalah  nilai  bawah  (zero)  dari  rentang  sinyal.  Rentang  sinyal  adalah  selisih b mP C  
besaran  sinyal  dari  nilai  atas  (kondisi  proses  100%)  dan  nilai  bawah  (kondisi  proses  0%). (Kuphaldt, 2015)
Pada sinyal arus 4-20 mA, nilai bawah ( b) adalah 4 mA, dan rentang sinyal (m) adalah 16 mA, sehingga Persamaan (1) dapat dinyatakan dalam bentuk Persamaan (2).
(2)
Apabila  diketahui  nilai  arus  luaran  pemancar,  maka  untuk  mendapatkan  hasil  pengukuran yang sesungguhnya, digunakan Persamaan (3).
𝑃 = 𝑃 𝐿 [ 𝐶−4 16 × (𝑃 𝐻 − 𝑃 𝐿 )] (3)
dengan P  adalah  nilai  hasil  pengukuran  yang  sesungguhnya,  C  adalah  arus  luaran  dari pemancar, P L adalah batas bawah nilai pengukuran yang diwakili oleh sinyal arus 4 mA, dan P H adalah batas atas nilai pengukuran yang diwakili oleh sinyal arus 20 mA.
Keandalan  sebuah  peralatan  instrumentasi  dengan  luaran  arus  4-20  mA  dapat  ditentukan dari  beberapa  karakteristik  yang  dimilikinya,  antara  lain  ketelitian  ( accuracy),  kelinieran ( linearity), dan presisi (repeatability).

## 1.3 Komunikasi data melalui GPRS
GPRS  merupakan  sistem  transmisi  berbasis  paket  untuk  GSM  yang  menggunakan  prinsip “ tunneling”. GPRS menawarkan laju data sampai 160 kbps. Kanal-kanal radio ganda dapat dialokasikan  bagi  seorang  pengguna  dan  kanal  yang  sama  dapat  pula  digunakan  secara berbagi  ( sharing)  di  antara  beberapa  pengguna  sehingga  menjadi  efisien.  GPRS menggunakan  teknologi  tersakelar  paket  ( packet  switching)  yang  memungkinkan  semua pengguna di dalam sebuah sel dapat berbagi sumber-sumber yang sama, dengan kata lain pelanggan  menggunakan  spektrum  radio  hanya ketika  benar-benar  mentransmisikan  data. Pentarifan  biaya  mengacu  pada  volume  penggunaan.  Pengguna  ditarik  biaya  dalam kaitannya  dengan  banyaknya  data  yang  ditransmisikan,  sehingga  layanan  ini  cocok digunakan untuk akses Internet (Pathoni, 2008).
Diagram  kotak  modul  GPRS  ditampilkan  pada  Gambar  3.  Modul  ini  adalah  sebuah  modul elektronik  yang  memungkinkan  peralatan  berbasis  mikrokontroler  atau  komputer mengirimkan  dan  menerima  data  melalui  jaringan  GSM  dan  GPRS.  Pengendalian  dan konfigurasi  modul  GPRS  dilakukan  menggunakan  komunikasi  serial,  dengan  perintah  yang disebut  perintah  AT  ( AT  Command).  Setiap  modul  GPRS  dilengkapi  dengan  kode  IMEI ( International Mobile Station Equipment Identity) yang unik sebagai tanda pengenal sebuah modul GPRS pada jaringan GSM.
4 % 100 16         P C

## Gambar 3. Diagram kotak modul GPRS

## 1.4 Aplikasi web
Aplikasi web ( web application) adalah suatu aplikasi yang diakses menggunakan penjelajah web  ( web  browser)  melalui  suatu  jaringan  seperti  Internet  atau  intranet.  Aplikasi  web merupakan  suatu  aplikasi  perangkat-lunak  komputer  yang  dikodekan  dalam  bahasa  yang didukung  penjelajah  web  (seperti  HTML,  JavaScript,  AJAX,  Java)  dan  bergantung  pada penjelajah tersebut untuk menampilkan aplikasi.
Sebuah aplikasi web umumnya terdiri dari program-program script yang dieksekusi di server ( server  side  scripting)  seperti  PHP,  Python,  Perl,  dan  sebagainya  yang  mengakses  suatu basis-data  untuk  diolah  dan  menghasilkan  tampilan  halaman  web  dalam  bahasa  HTML ( Hypertext  Markup  Language)  pada  penjelajah  web  di  sisi  klien.  Untuk  mendukung interaktivitas,  digunakan  bahasa  pemrograman  JavaScript  yang  menjadikan  tampilan halaman  web  menjadi lebih  dinamis.  Diagram kotak  sebuah  aplikasi  web  ditunjukkan  pada Gambar 4.
Gambar 4. Diagram kotak aplikasi web

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Alat  ini  dirancang  sedemikian  rupa  sehingga  satu  alat  bisa  difungsikan  sebagai  pengirim maupun  penerima  sinyal.  Pemilihan  fungsi  alat  sebagai  pengirim  atau  penerima  dilakukan melalui menu pengaturan di layar LCD pada saat alat pertama kali dinyalakan.
Pada  alat  pengirim  dan  penerima  masing-masing  disediakan  3  kanal  masukan  dan  luaran yang  masing-masing  dapat  dikonfigurasi  nilai  batas  bawah,  batas  atas,  dan  satuan  dari besaran yang diukur. Diagram kotak sistem secara umum ditunjukkan pada Gambar 5.

## Gambar 5. Diagram kotak sistem
Pemancar suhu terhubung dengan alat pengirim di lapangan. Alat pengirim  akan membaca sinyal  arus  4-20  mA  luaran  dari    pemancar  suhu,  dan  mengubahnya menjadi  data  digital. Data  digital  dikirimkan ke aplikai  web  di  Internet  untuk  disimpan  di  dalam  basis-data.  Alat penerima yang berada di ruang pengendali akan mengambil data terakhir yang disimpan di dalam  basis-data,  dan  mengubahnya kembali  menjadi  sinyal  arus  4-20  mA.  Sinyal  arus  ini menjadi masukan bagi alat pengendali atau akuisisi data.

## 2.1 Perancangan perangkat-keras
Perangkat-keras  dirancang  sedemikian  rupa  sehingga  satu  alat  bisa  difungsikan  sebagai pengirim  maupun  penerima  sinyal.  Pada  alat  pengirim  dan  penerima  masing-masing disediakan  3  kanal  masukan  dan  luaran  yang  dapat  dikonfigurasi  nilai  batas  bawah,  batas atas, dan satuan dari besaran yang diukur. Pada menu pengaturan juga disediakan pilihan mode  transmisi  sinyal  yang  diinginkan,  yaitu  transmisi  sinyal  secara  kontinu,  berdasarkan permintaan,  atau  hanya  jika  ada  alarm.  Pemilihan  cara  transmisi  sinyal  dilakukan  melalui menu konfigurasi. Perancangan pilihan cara transmisi sinyal disajikan pada Tabel 1.

## Tabel 1. Pilihan cara transmisi sinyal

## 2.1.1 Rangkaian pengendali
Rangkaian pengendali pada alat yang akan dibuat dirancang dengan menggunakan Arduino Uno. Arduino Uno adalah sebuah sistem minimum berbasis mikrokontroler ATmega328 yang terdiri  dari  mikrokontroler,  konektor  masukan  dan  luaran,  rangkaian  catu  daya,  dan rangkaian  komunikasi  USB  ( Universal  Serial  Bus)  untuk  berkomunikasi  dengan  komputer (Agung, 2014).

## 2.1.2 Rangkaian masukan analog
Sebagai  rangkaian  masukan,  digunakan  rangkaian  dengan  resistor  250  Ω  untuk mengkonversi sinyal arus 4-20 mA menjadi sinyal tegangan 1-5 V.
Tegangan akan dibaca oleh mikrokontroler melalui masukan analog dan dikonversi menjadi data  digital  dengan  menggunakan  ADC.  Untuk  mendapatkan  nilai  sinyal  arus  masukan, digunakan persamaan berikut.
(4)
dengan I adalah nilai arus masukan dalam mA, dan N ADC adalah nilai digital hasil pembacaan tegangan  masukan  yang  telah  dikonversi  oleh  fasilitas  ADC  ( Analog  to  Digital  Converter) pada mikrokontroler.
Nilai  pengukuran  yang  sesungguhnya  dapat  dihitung  dengan  menggunakan  persamaan berikut.
Alat Pengirim Alat Penerima Keterangan TRANSMIT SIGNAL RECEIVE CONTINUOUS – Alat  pengirim  akan  terus  menerus  membaca sinyal masukan, dan mengirimkannya ke aplikasi web. – Alat  penerima  akan  secara  terus  menerus mengambil  data  terbaru  dari  aplikasi  web,  dan mengeluarkan sinyal melalui luaran analog. RECEIVE BY REQUEST – Alat  pengirim  akan  secara  terus  menerus membaca sinyal masukan, dan mengirimkannya ke aplikasi web untuk keperluan akuisisi data. – Alat penerima akan memantau adanya permintaan  data  dari  pengguna.  Jika  ada permintaan  data,  maka  alat  akan  mengambil data terbaru dari aplikasi web, dan mengeluarkan sinyal melalui luaran analog. TRANSMIT ALARM RECEIVE ALARM – Alat  pengirim  akan  secara  terus  menerus membaca sinyal masukan, dan membandingkannya  dengan  nilai  alarm.  Jika sinyal  masukan  berada  di  luar  rentang  alarm, maka  alat  akan  mengirimkan  data  alarm  ke aplikasi web. – Alat  penerima  akan  memantau  data  alarm  dari aplikasi  web.  Jika  terdapat  data  alarm,  maka alat  akan  mengaktifkan  kaki  luaran  digital  yang sesuai. 250 1023 5 1000   
ADC N
I
          L H L P P I P P
16 4 (5)
dengan P  adalah  nilai  hasil  pengukuran  yang  sesungguhnya,  P L adalah  batas  bawah  nilai pengukuran yang diwakili oleh sinyal arus 4 mA, dan P H adalah batas atas nilai pengukuran yang diwakili oleh sinyal arus 20 mA.

## 2.1.3 Rangkaian peraga dan tombol
Rangkaian peraga dan masukan tombol dirancang menggunakan modul LCD Keypad, yang terdiri dari layar LCD ( Liquid Crystal Display) 16 kolom x 2 baris dan 6 buah tombol tekan ( SELECT,  LEFT,  RIGHT,  UP,  DOWN,  RESET).  Tersedia  satu  buah  potensiometer  untuk mengatur tingkat kecerahan layar LCD.

## 2.1.4 Rangkaian modul GPRS
Modul GPRS digunakan untuk mengirim data dari alat pengirim ke aplikasi web yang ada di Internet, dan untuk mengambil data dari aplikasi web ke alat penerima. Pada penelitian ini digunakan modul GPRS berbasis IC SIM900.

## 2.1.5 Rangkaian luaran analog
Data yang diterima dari aplikasi web dikeluarkan menjadi sinyal analog oleh mikrokontroler melalui luaran PWM. Sinyal ini berupa tegangan 1-5 V yang akan dikonversi kembali menjadi sinyal arus 4-20 mA menggunakan IC XTR111. IC XTR111 adalah komponen yang berfungsi sebagai  sumber  arus  pada  sebuah  pemancar  elektronik,  yang  mampu  menghasilkan  arus luaran 0-36 mA yang proporsional dengan tegangan yang diberikan pada masukan V IN . Pada penelitian ini XTR111 digunakan sebagai pembangkit sinyal arus 4-20 mA. Rangkaian luaran analog  untuk  satu  kanal  yang  menggunakan  IC  XTR111  sebagai  pembangkit  sinyal  arus ditunjukkan dalam Gambar 6.
Gambar 6. Rangkaian luaran analog untuk satu kanal
Besarnya  arus  luaran  ditentukan  oleh  besarnya  tegangan  masukan  (V IN ),  dan  rasio  antara arus luaran dan tegangan masukan ditentukan oleh resistor R SET .
Rancang Bangun Alat Pengirim Sinyal Arus 4-20 mA dari Pemancar Suhu melalui Jaringan GPRS

## 2.1.6 Rangkaian luaran digital
Rangkaian luaran digital menggunakan papan sirkuit modul relai dengan tegangan kerja 5 V. Relai ini akan aktif jika terdapat kondisi alarm pada kanal yang bersangkutan. Relai ini akan aktif  jika  terdapat  kondisi  alarm  pada  kanal  yang  bersangkutan.  Rangkaian  luaran  digital untuk satu kanal ditunjukkan pada Gambar 7.

## Gambar 7. Rangkaian luaran digital

## 2.2 Perancangan perangkat-lunak
Perancangan perangkat-lunak terdiri atas perancangan basis-data dan perancangan aplikasi web.

## 2.2.1 Perancangan basis-data
Data  hasil  pengukuran  dan  konfigurasi  alat  disimpan  dalam  beberapa  tabel  pada  sebuah basis-data MySQL. Hubungan antar tabel di dalam basis-data ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8. Hubungan antar tabel di dalam basis-data

## 2.2.2 Perancangan aplikasi web
Aplikasi  web  terdiri  dari  beberapa  berkas  yang  berfungsi sebagai  penyimpan  dan  penyedia data, serta sebagai antarmuka  bagi pengguna. Berkas-berkas tersebut sebagai berikut.
1. kd.php untuk menyimpan data hasil pengukuran dari alat pengirim.
2. ka.php untuk menyimpan data alarm dari alat pengirim.
3. ad.php sebagai penyedia data pengukuran terbaru bagi alat penerima.
4. aa.php sebagai penyedia data alarm terbaru bagi alat penerima.
5. index.php menampilkan data hasil pengukuran dan alarm secara waktu-nyata (realtime).
6. measurements.php menampilkan data hasil pengukuran dalam bentuk grafik.
7. alarm.php menampilkan data alarm yang aktif.
8. devices.php  digunakan untuk melakukan  penamaan  alat  dan mengatur hubungan  antar alat.
Contoh tampilan aplikasi web ditunjukkan pada Gambar 9.

## Gambar 9. Tampilan aplikasi web

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian terhadap hasil rancangan dilakukan dengan memberikan masukan pada pemancar suhu  dengan  jangkauan  0-150 °C  pada  kanal  1 dan  kanal  2,  dan  pemancar  suhu  dengan jangkauan  0-100  °C  pada  kanal  3.  Pengujian  fungsi  alat  dilakukan  pada  berbagai  mode pengiriman sinyal, dan pengujian karakteristik alat meliputi pengujian akurasi, kelinieran dan presisi.

## 3.1 Hasil Pengujian fungsi pengiriman sinyal
Berdasarkan  pada  hasil  pengujian  pengiriman  sinyal  secara  kontinu,  alat  pengirim  mampu mengirimkan  data  hasil  pengiriman  dan  alat  penerima  mampu  menghasilkan  sinyal  arus sesuai  dengan  data  yang  dikirimkan  oleh  alat  pengirim.  Waktu  yang  dibutuhkan  untuk pengiriman sinyal berkisar antara 4,3 - 8 detik. Grafik luaran arus terhadap temperatur pada pengujian  pengiriman  sinyal  kontinyu  ditunjukkan  pada  Gambar  10.  Rata-rata  galat  pada pengujian ini adalah 1,144% span.
Rancang Bangun Alat Pengirim Sinyal Arus 4-20 mA dari Pemancar Suhu melalui Jaringan GPRS

## Gambar 10. Grafik luaran arus pada mode pengiriman sinyal kontinyu
Pada pengujian pengiriman sinyal berdasar permintaan, alat penerima mampu mendapatkan data  yang  diminta,  dan  mampu  mengeluarkan  sinyal  arus  sesuai  dengan  data  yang didapatkan  dari  alat  pengirim.  Waktu  yang  dibutuhkan  berkisar  antara  8,6  -  16,2  detik. Grafik luaran arus pada pengujian pengiriman sinyal berdasar permintaan ditunjukkan pada Gambar 11. Rata-rata galat pada pengujian ini adalah 1,004% span.
Gambar 11. Grafik luaran arus pada mode pengiriman sinyal berdasarkan permintaan
Pengujian pengiriman sinyal pada jarak jauh dilakukan dengan jarak alat pengirim dan alat penerima kurang lebih 1000 km. Pada pengujian ini, data yang dikirimkan mampu diterima dengan  baik  oleh  alat  penerima.  Jauhnya  jarak  pengiriman  tidak  terlalu  berpengaruh terhadap jeda waktu pengiriman data, yang berkisar antara 6,3 - 15 detik. Grafik luaran arus pada  pengujian  pengiriman  sinyal  pada  jarak  jauh  ditunjukkan  pada  Gambar  12. Rata-rata galat pada pengujian ini adalah 1,013% span.

## Gambar 12. Grafik luaran arus pada pengiriman sinyal jarak jauh
Pada  pengujian  pengiriman  alarm,  relai  pada  alat  penerima  mampu  bekerja sesuai  dengan kondisi alarm pada alat pengirim. Waktu yang diperlukan berkisar 6 - 8,2 detik.

## 3.2 Pengujian karakteristik alat
Pada pengujian akurasi, didapatkan nilai simpangan rata-rata adalah 1,0143% span. Kanal 2 memiliki  rata-rata  simpangan  yang  paling  kecil.  Nilai  akurasi  alat  diperoleh  dari  nilai simpangan terbesar yaitu 2,5625% span.
Nilai kelinieran luaran arus ditentukan menggunakan metode terminal-based linearity dengan kurva  kalibrasi  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  13.  Dari  hasil  pengamatan  pada  kurva kalibrasi, didapatkan nilai kelinieran + 1,3% span.
Gambar 13. Kurva kalibrasi luaran arus pada alat penerima
Pengujian presisi dilakukan dengan sampel data yang diambil pada suhu 27 °C dan 97 °C, dengan  8  kali  pengulangan  pada  masing-masing  suhu.  Grafik  hasil  pengujian  presisi ditunjukkan pada Gambar 14.
Rancang Bangun Alat Pengirim Sinyal Arus 4-20 mA dari Pemancar Suhu melalui Jaringan GPRS

## Gambar 14. Grafik hasil pengujian presisi
Nilai presisi merupakan nilai simpangan baku dibagi dengan nilai rata-rata hasil pengukuran. Penghitungan nilai presisi dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut.
% 100   X
P  (6)
dengan P adalah nilai presisi dalam satuan %, σ adalah nilai simpangan baku, dan X adalah nilai rata-rata hasil pengukuran.
Berdasarkan  hasil  pengamatan,  didapatkan  nilai  rata-rata  presisi  untuk  kanal  1  adalah 1,908%.  Nilai  rata-rata  presisi  untuk  kanal  2  adalah  1,772%.  Nilai  rata-rata  presisi  untuk kanal  3  adalah  0,603%.  Terlihat  bahwa  kanal  yang  paling  presisi  adalah  kanal  3,  yang ditunjukkan  dengan  nilai  persentase  presisi  yang  paling  kecil.  Nilai  presisi  alat  merupakan hasil rata-rata presisi untuk semua kanal yaitu 1,4287%.

## 4. KESIMPULAN
Adapun  kesimpulan  yang  dapat  ditarik  berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan, antara lain:
1. Sistem secara keseluruhan mampu melaksanakan fungsi sebagai pengirim sinyal arus 4- 20  mA  dari  pemancar  suhu  dengan  jangkauan  0-150  °C  dan  0-100 °C  melalui  jaringan GPRS.
2. Jeda waktu yang diperlukan untuk mengirimkan sinyal dari alat pengirim ke alat penerima berkisar antara 4 - 17 detik.
3. Nilai  akurasi  alat  adalah  2,5625% span,  dengan  rata-rata  simpangan  yang  paling  kecil pada  kanal  2,  nilai  kelinieran  alat  adalah  +  1,3% span,  dan  nilai    presisi  alat  pada pengujian  dengan  sampel  suhu  27  °C  dan  97  °C  adalah  1,4287%.  Kanal  luaran  yang paling presisi adalah kanal 3.

## DAFTAR RUJUKAN
Ardianto,  H.  (1998). Perencanaan  dan  Pembuatan  Pengatur  Arus  4-20  mA  DC  dengan Mikrokontroler  8031  untuk  Beban  Maksimum  300  Ohm.  Surabaya:  Tugas  Akhir Universitas Petra .
Bangun, A. M. (2014). Arduino for Beginners. Tangerang: Surya University.
Pathoni, T. A. (2008). Pengiriman dan Pengukuran Otomatis Menggunakan Teknologi GPRS. Bandung: Universitas Komputer Indonesia.
Instrument  Society  of  America.  (1992). ANSI/ISA-S50.1-1982  (R  1992):  Compatibility  of Analog  Signals  for  Electronic  Industrial  Process  Instruments  (American  Standard). Instrument Society of America.
International  Electrotechnical  Commision.  (1982). IEC 60381: Analogue Signals for Process Control  Systems  (International  Standard).  Switzerland:  International  Electrotechnical Commision.
Kuphaldt;  Tony  R.  (2015). Lessons  In  Industrial  Instrumentation  (version  2.11).  San Francisco: Creative Commons Attribution 4.0 International Public License.
Parura;  Samuel  L.  B.  (2007). Instrumentasi dan Proses Kontrol. Bimbingan Profesi Sarjana Teknik (BPST) Direktorat Pengolahan Angkatan XVII.
Siswanto,  T.  J.  (2008). Perancangan  Modul Akuisisi  Data  dengan  Input  Output  Digital  dan Analog. Surabaya: Skripsi Mahasiswa Universitas Petra.
Taub,  H;  Schilling  D.  L.  (1986). Principles  of  Communication  Systems.  Second  Edition. Singapore: McGraw-Hill Book Company.