TELKOM NIKA , Vol.12, No .4, Dece mbe r  2014, pp. 11 13~112 2   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v12i4.977    1113      Re cei v ed Se ptem ber 27, 2014; Revi se d No vem ber  10, 2014; Accepted Novem ber 28, 20 14   Development of Wireless Electric Field Mill for  Atmospheric Electric Field Observation      Muhammad  Abu Bakar S i dik* 1,2 , Hami z a h Shahroom 1 , Zolkafle Buntat 1 , Yanuar  Zulardiansy ah Arie f 1 ,   Zainuddin Na w a w i 2 , Muham m ad ‘Irfan Jambak 2    1  Institute of High Volta ge a n d  High C u rrent ( I VAT ) , Universiti  T e knolo g i Ma la ysia,   813 10 UT M Johor Bahr u, Mal a y s ia   2  Department o f  Electrical Eng i ne erin g, F a cul t y  of  Engi ne eri ng, Univ ersitas  Sri w i j a y a, In do nesi a   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : abub akar@fk e .utm.m y      A b st r a ct   Rotatin g -van e  electric fie l d  mi ll (REF M) s ensor  is  on e  of the po pul ar  meth ods to  me asur e  atmos p h e ric q uasi-static  elec tric fi eld. Li ght nin g  inc i de nt o ccasio n  c an b e   pre d icted by   observi ng ele c tric   fields stre ngth  i n  atmosp her e. In this pa per  a n  inte gr atio n of  REF M  w i th an  onl ine w i re les s  data  mo nitori ng   system  f o r long distanc e obs e rvation  and data collection is  pres ented. This  method  reduces the r equir ed  ma n-h our to g a ther d a ta fro m  the  REF M  as w e ll  as sys tem costs by r e movi ng the c o mputer  and  d a t a   log ger o n -site.  T he dev elo p m ent incl ud es ha rdw a re an d sof t w a re desig n in  order to i m pro v e efficie n cy th e  atm o s p heric electric field  m e asurem ent system . The c ontribu tion  of this work is the  design of the electronic   circuit w h ich co nverts the ac si gna l from th e  REF M  sens or t o  dc sig n a l  an d  then corre late s the sign al to t h e   electric fi eld s t rength i n  the  vicinity. Su bs equ ently th e i n formatio n  is  transmitted vi a  a w i reless  d a ta   transmissio n  s ystem,  usin g th e Glo bal  Syste m  M o b ile  Co mmu n ic ation  (GSM) netw o rk.  Using  the  pr op os e d   meth od, al l the  data from se n s ors can be o b s erv ed a nd a n a lyse d i m med i ately from  any l o catio n .    Ke y w ords :  at mos p h e ric; ele c tric field sens or; lightn i ng; w i reless d a ta co mmu n icati o n       1. Introduc tion  It is a  well  know fa ct that  the kno w led ge of  a m bie n t elect r ic fie l d strength  p r ovide s   valuable info rmation abo ut the lightning i n cid en t. Observation an d measurement  of atmosph e r ic  qua si-static e l ectri c  field is able to provide lot  inform ation re gardi ng to thund er storm a c tivities,   lightning  inci d ence, ae ro sol  pre s e n ce in   air, r adio a ctiv e poll u tion, in dicatio n  of  ea rthqua ke s, a n d   para m eters o f  the  sola r  wi nd [1]. Acco rding to  Ja cob s on  [2] when   the ele c tri c  fi eld  stre ngth  due  to the p r e s en ce  of clo u d s  i s  ove r  the  lim it of ambie n t air in sul a tion  threshold  ligh t ning will  o c cur.   The ra nge g e nerally is fro m  1 kV/cm to 4 kV/cm o r  wi thin an avera ge of 3 kV/cm .     In ord e r to  measure the  ambie n t ele c tri c   field  strength o r  p o tential g r adie n t vario u s   method s h a ve be en i n tro duced [3]; o ne of  whi c h   is the  ele c tri c  field  mill  (EFM) te chni que.   However, in  certai n ci rcumstance s the rotating-van  electri c  field  mill (REFM )  i s  generally being  use d  as an  instru ment fo r observing t he clo ud  ele c tro s tatic ph enome na. T he prin cipl es of  operation a n d  location d e termin ation of  REFM  a r e b e ing  widely  studied by ma ny authors [4 -8].  Typically RE FM has to be  couple d  with  a personal  compute r  (PC) on site in ord e r to colle ct and  store  data from the instru ments [9]. Th is co ndi tion d e mand s cost s on in stallati on of com put er   and d a ta lo g ger  system   on site,  as  well a s  m a n power to  coll ect data  fro m  REFM  se nso r   loc a tion. Furt hermore, this als o  rais es s a fety  issue s  on the instrument s and  the comput er  system. The r efore, there should  b e  a so lution to be in trodu ced to o v erco me this  probl em.   Since m o st  of the sen s o r s l o cated fa r ap art in  re mote a r ea s,  one of th e  competent   techn o logie s   that can b e  a pplied to thi s  probl em  is  by using  wirele ss d a ta tran smissi on  syste m   to tran smit da ta from the  REFM to a  co mputer in  a  d a ta centre  bui lding via i n ternet protocol a n d   w e b- b a s e  pr og r a mmin g .   Global  sy ste m  for  mobil e   comm uni cati on  (GSM) is  the mo st  suit able te ch nolo g y to be  applie d. GSM is on the ma rket for a l o n g  time and  it is offering va rieties of featu r es  and h a ving  use r s of mo re than  5 billi on pe ople, m o re th an 8 0 %  of earth  p opulatio n. In  addition, GS M is  offering lo w  co st ownersh ip and  wo rld w ide  cove rag e  as thi s  technolo g y has  been exi s ted  for  more  than  20  years [1 0]. Howeve r, GSM  ha s  seve ral  sho r tco m ing s , whi c h it i s  u nable  to p e rfo r m   transmitting a nd re ceiving  data co ncurre ntly and the unsati s fact o r y real -time abili ty [11].  With the  sh ortcoming  of th e 2G  network, then it  furth e r d e velop s  i n to 2.5G,  whi c h i s  the  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  111 3 – 1122   1114 gene ral  pa cket radi o servi c e  (GP R S) n e twork.  GP RS is a  pa cke t  data techno logy ba sed  o n   GSM that support both Point-to-Poi nt Protocol , PPP and Internet Protocol, IP, it provides  a  shorter time  for internet service  provider c onnections and the  chargi ng  will  be based on the  amount of d a t a sent in ste ad of co nne ction time.  With the add ed  packet-swit ch ing protocols,  it  will break the voice or data information i n to pac ket s  whi c h only few kilo bytes each. Then, based  on addressing data  withi n  the packet , the in form ation will be routed  by network  bet ween   different dest inations. As  compared to GSM,  GPRS has  high  transmission rate, ability  to   transfe r re al-time data, suppo rting int e rnet pr otoco l , IP and having the ability to  acce ss the   internet [12].   An appli c atio n of GSM/G P RS mode m  in atmo sphe ric el ect r ic fi eld mea s u r e m ent wa s  reveale d  by Fort, A. [1], w here it was u s ed to a c ce ss data in the i n ternal m e m o ry of the ele c tri c   field device.  Ho wever info rmation a bout  the har d w a r e  and circuit is  not clea rly de scribe d.   In this pape r, detail explan ation of a ne w RE FM  sen s or a s  well as wirele ss net work data   acq u isitio n sy stem u s in g G P RS network desi gne d  a n d  built at the   Institute of Hi gh Voltag e a nd  High  Curre n t (IVAT) is a d vances. It is an e c on o m ical an d effective syste m . By using this  techn o logy  d a ta  coll ecte d from  remote REFM sen s o r s co uld  b e   transmitted   to a  co mpute r   i n   a   data ce ntre th at is con n e c ted intern et wi th a fixed IP a ddre s s.        2. Instrumen t  Desig n   2.1.  Casing a nd Sensing Plate  The REFM i s  an inductio n  field meter wi th wh ich the ambient ele c t r ic field st ren g th can   be mea s u r ed .  This instru ment has a g r oun ded rotat i ng-pl ate po si tioned above  a sen s or pl a t e.    Whe n  the  rot a ting-pl ate tu rns,  and  the  sen s o r  pl ate  will be  altern ately expose d  to an d  shie lded  from the induction field;  an A C   signal  will  be  generated on the  sensor  plate because of  that   contin uing p r oce s s.  The depi ction  of the developed REFM i s   given in   Figure 1. A 1 2  V DC  moto r install ed in side the  cham ber  wa s atta che d  to the rotating- plate. The  ap plicatio n of d c  moto r fo r REFM is  m o re   efficient in te rm of its p r ice  and  co ntrolli ng  unit wh en co mpared to ot her m o tors. The rotating-plate an d the  sen s o r  plate  are id entical  in  dimen s ion  an d sh ape. Th e n  to fasten t he rotatin g -plate on the m o tor shaft a  spe c ial  cou p li ng  unit wa s desi gned. The  cl eara n ce between the moto r cha m be r an d the sen s o r  plate as well as  betwe en the  sen s o r  and th e rotating -plat e  is 1-cm.   Material  selection is an important thing  to consider since the  REFM will be placed  outdoo rs. Co nsid erin g the harsh outd o o r  vicinity the  origin al stainl ess steel mat e rial is  sele cted   due to its co rrosio n-free an d tough.           Figure 1. Rot a ting-van e  el ectri c  field mil l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Developm ent of Wireless Electri c  Field  Mill  for Atm o spheri c  Electri c  .... (Muham m ad Abu B.S.)  1115 2.2. Signal  Processing   The si gnal s g enerated fro m  the sen s o r  plate mu st b e  pro c e s sed t o  obtain b e tter qu ality  of elect r ical  signal s. The  signal p r o c e s sing sy stem  in volved amplif ication, filteri ng, co nvertin g ,  and ha rmo n i z ation. Me an while, the am plification u n i t   is integrate d  with the  filtering, conve r ting,  and ha rmo n ization part.       2.2.1. Signal  Amplification   The ind u ced - voltage on th e se nsor pl ate is  we a k  to  be processe d  di re ctly therefore a   sign al amplifi c ation u n it is  needed. Th ree-stage  sig nal amplific ation system i s  developed  with  the total amplification s  are  about on e-th ousand time s.    This amplification  pa rt  is energized with  a  12  V DC dual pol arity  reg u late d  po we r  sup p ly. The   DC re gulate d  output  su pp ly is o b taine d  from  24 0  V AC m a in,  throug h  seve ral  stage s. Fi rstl y, the main  AC voltage  i s   con n e c ted  to a  step-do wn tran sform e r 2 40/24  V  and   se con d ly the rectificatio n of t he step-d o wn voltage  usin g bridg e  rectifie r. The  bridge rectifi e r  use d  is  singl e pha se 6 - A  RS68 full-wa ve rectifie r. To obtain a  smooth DC o u t put an ele c trolyte  cap a cit o r 1 0 00- μ F  is used. However, this  DC out put  still has some  ri pples.  Therefore, IC  regul ators a r e used to ma intain a  con s t ant DC ±1 2  V. The IC re gulator  781 2  (po s itive pola r ity)   and 79 12 (n egative pola r ity) are used , while the 100  F electrolyte and 0 . 1  F ceram i c  function ed a s  smoothin g  capa citor.   For sig nal a m plification, operational   a m plifie r  LM35 8 is utilised.  The i n verting  co nsta nt   multiplier i s  a pplied to  obt ain a p r e c ise  3 (three ) sta ge amplifi c ati on pr ocess  which i s  the A  =  1000.  The  ad justment  of a m plification  for  ea ch  stag e em ploys 50 0 k Ω  t r i mme r  re si st or s.  A  l o w- pass f r eq uen cy a c tive filte r  i s  p u t after  amplif icatio n  stage s to  eli m inate  noi se.  Ho weve r, a   high  impeda nce  ci rcuit  ha s  bee n form ed. T h e hig h  im ped ance  circuit  can b e   de cre a sed  by m ean s of   a followe r ci rcuit – input sig nal and o u tpu t  signal have  the same val ue.   The origin al sign al from REFM has a fundam ental frequ en cy,  8 . 0  Hz with orde r of  noise in kil o h e rtz. Th e fun c tion of the ori g inal si gnal i s    4 .7 50 .37 7 2 ° . To obtain a  better sig nal, the origin al si gnal ha s to b e  filtered.      2.2.2. Signal  conditioning   The aim of filtering is to remove un wa nted noises  and pick up  sele cted pa rt s of th e   sign al ha rmo n ic. In this  work th e filter i s  of a  first - order p a ssive l o w-pa ss  filter which is inst alled  after the ampl ification unit.   Tran sfe r  Fun c tion of first-o r de r pa ssive  l o w-pa ss filter is given in Eq. 1            (1)       For the ci rcuit  the maximum value of    is  1 (at   0 , therefore the  cutoff freque ncy is        (2)      The  filter red u ce s  the ma gnitude of  the  sig nal  a nd  cau s e s  d e lay  on the  origi n al sig nal.  The low-pa ss filter output is    50.37 144 ° . Therefore  at  the cutoff  freque ncy the  magnitud e  of input and o u tput voltage re lationship can  be written a s    0 .213   .   The i nput vol t age i s  a n  im portant  con s i deratio n to  IC A D 536  –  e x cessive i npu t voltage   will dam age  the AD536.  AD536 i s  a  compl e te m onolithi c inte grated  circuit  which directly  comp utes the  true rm s valu e of any com p lex input wa veform co ntai ning a c  and d c  co mpon ent s.   It is subdivided into fou r  major  se ctions: ab solut e  value circuit (active rectifier),  squ a re r/divid e r, cu rrent  mirro r, and  buffer amplifi e r. The in put  voltage,  V IN , is re ctified and  conve r ted to  a unipol ar  current  I 1 , by the ac tive rec t ifier A1, A2.  I 1  drives o ne inp u t of the   squ a re r/divid e r, which ha s the t r an sf er fun c tion:  I 4  = I 1 2 /I 3 . T he outp u t current,  I 4 , of the  squ a re r/div i d e r driv e s  th e cu rre nt mirro r thro ugh  a low-p a s s  filter forme d  by   R 1  and the  externally co nne cted cap a citor,  C AV . If the  R 1 ,  C AV  time co nst ant is m u ch  greate r  tha n  the  longe st pe rio d  of the inp u t sign al, then  I 4  is effectively average d. The current  mirro r returns a   cur r e n t   I 3 , which e qual s  Av g.  [ I 4 ], back to the sq uare r /divide r  to complete  the implicit  rms   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  111 3 – 1122   1116 comp utation. Thus:   I 4  = Avg.[I 1 2 /I 4 ]=  I 1  rm s . The  cu rrent mirro r  al so p r od uce s  the o u tput  cu rrent,   I OUT , which e qual s  2I 4 .  I OU T  can be u s e d  dire ctly or  conve r ted to  a voltage wit h   R 2  and b u ffered  by A4 to pro v ide a low i m peda nce voltage outp u t. The tran sfe r  functio n  of the AD536 t hus  res u lts:  V OUT  =  2R 2  I rms  =V IN  rm s .    The outp u t sign al from  the AD53 6 in  the next stage s will  be used to  feed a  microcontroll er. Any input  sign al to the  must be   set to a certain  m agnitud e  so that they will  not  damag e the microcontroll er. For si gnal  con d iti oning  betwe en the AD536 a nd the micro c o n tro ller,   an op eratio n a l amplifie r L M 358 i s  utilised. The  sc he matic dia g ra m and el ect r onic  circuit of  the   filter, conve r t e r, an d  con d itioner unit  are  illustrat ed i n   Figure 2  mea n whil e a  sam p le of th e  sig nal  output is give n in   Figure 3.        Figure 2. The  filter, convert e r, and  condit i oner u n it sch e matic dia g ra m          Figure 3. A sample of sig n a l output from  rms to dc  co nverter      3. Calibration   The  REFM  senses the va riation i n  the  magni tu de of  clo ud ele c tric  field.   Th erefo r e,   calib ration  proce s s mu st  be  carrie d o u t to a c qui re  a math emat ical m odel  th at will  provid e a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Developm ent of Wireless Electri c  Field  Mill  for Atm o spheri c  Electri c  .... (Muham m ad Abu B.S.)  1117 correl ation fa ctor b e twe en  the actu al ele c tri c  field  in vi cinity re ceive d  by REFM a nd the o u tput  of  the integrate d  unit.  2.3. Metho dolog y  The  REFM calibratio n  setup is  sh own  Figure  4. Th e REFM i s  pl ace d  un der t he cl ou d   simulato r  con necte d to the  HVDC suppl y. The  input  voltage HV DC supply is  controlled  by a  variable volta ge reg u lato r (VAR) at the low voltage  si de.   Thre e di stan ces  ( d ) setting s were  u s e d   i n   this  calibration work,  i.e. 30 cm,  48   cm,  and   70 cm. The  data colle ctio n was m ade  online in wh ich the incre m ent of power frequ en cy input  voltage to  the  HV t r an sformer f r om  VAR  ( V in-trans ) an d outp u t of th e integ r ate d   unit ( V out-int ) w e re   captu r ed  si m u ltaneo usly.  This pr ocess requi re s an a nalog   to  di gital  converte r d e vice.  PicoScope  3206  wa s utilized a s  an int e rface to a PC.   PicoScope  3 206 i s   rated  a t  20 V maxim u m inp u t voltage. To  ste p -down voltage  from th e   power fre que ncy input a di fferential pr ob e (Te k tro n ix P5200 ) is re q u ired.            Figure 4. The  general of REFM calib rati on setu p       2.4. Calibra tion  Resul t s   The onlin e m easure m ent result s of EFM calibration work a r e  sho w n in the   Figure 5.  The   V in-tran  results  sho u ld  be  referred to  the  value  of  HVDC ge ne rator output .   The co rrelatio n factor  wa s obtaine d in the calib ration  work of the HV equipme n t.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  111 3 – 1122   1118    (a)     (b)      (c )     Figure 5. The  result s of onl ine cali bratio n measur eme n t accordi ng to the distan ce of the cloud   simulatio n  to the REFM, (a ) 30 cm, (b) 4 8  cm, and (c) 70 cm.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Developm ent of Wireless Electri c  Field  Mill  for Atm o spheri c  Electri c  .... (Muham m ad Abu B.S.)  1119 The ap plied  e l ectri c  field  strength  on the  RE FM can b e  pre s e n ted  by dividing th e HVDC  input voltage s with the d i stan ce bet ween cl oud  si mulator a n d  REFM. The  detailed da ta   pre s entin g th e correlation   betwe en  electric field   st re ngth o n  the   REFM a nd t he o u tput of  the  integrate d  un it is given in  Figure 6. As sho w n,  the result s obtain ed for any particul a r di sta n ce   are sli ghtly scattered at the  initial period  whe r e  the ele c tri c  field stre ngth is un der  400 V/cm.        Figure 6. Simultaneo us me asu r em ent re sults      The obtain e d  results a r e  analyse d  by using  stati s tical meth o d  i.e. regre s sion a nd  correl ation a nalysi s  in  order to  a c qui re an  empi rical mod e l that  ca n be  u s e d  to d e scri be  the   electri c  field  strength  ( E ) a nd  the  V out-int  correl ation. T he em piri cal  model i s  the f unctio n  bet ween  E  and  V out-int .  The rel a tion ship ca n be written as          `(3 )       There are n u m ero u s math ematical mo d e ls  that can  be derive d  base d  on the above   mathemati c al  function. In t h is  study, ho wever,  th ree  mathemati c al  model s a r e  studie d  to obt ain   the best empi rical m odel.    Linea r equ ation:           (4)     Exponential e quation:             (5)     Powe r equ ation:           (6)       The   and   are con s tants that must be determin ed. The co nsta nts ca n be acq u ired b y   usin g the l e a s t squa re s m e thod. Th e le ast  squa re  m e thod i s  u s e d  to e s timate  the con s tant  of  linear  equ atio n as i n  equ ation (4 ). Howe ver, it al so  ca n be a pplied t o  solve th e e quation s  (5) a n d   (6) by modifyi ng the equ ations a s  sho w n  in equation (7).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  111 3 – 1122   1120 x y ˆ ˆ ˆ    (7)     whe r e,      ŷ  = dep end ent/respon se va ri able   ˆ = intercept  co efficient   ˆ = inde pen den t regre s sion  coefficient    x  = inde pen den t/regre s sor va riable     The interce p t and sl ope in li near  reg r e ssi on model  can  be obtaine d equatio n (8 ) and (9 ).     n x n y n i i n i i 1 1 ˆ ˆ  (8)     n i n i i i n i n i i n i i i i n x x n x y x y 1 2 1 2 1 1 1 ˆ  (9)     For calculatin g the co rrel a tion co efficient   ( r )    n i i n i i n i i i xy x x y y x x y y r 1 2 1 2 1 ) ( ) ( ) )( (  (10 )     For calculatin g the multiple  correlatio n coefficient  ( R 2 )      ) ( ) ˆ ( 1 2 1 2 2 n i i n i i T R y y y y SS SS R  (11 )   whe r e,   SS R    =  re gressio n  sum  squa re s   SS T    =  total co rrected sum of sq uare s                   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Developm ent of Wireless Electri c  Field  Mill  for Atm o spheri c  Electri c  .... (Muham m ad Abu B.S.)  1121 Table 1   The co nsta nt cal c ulatio n re sults a nd  correlation coefficients of the m a thematical  model     No    Mathematical  Model            r  (c orrel a ti on  coefficient)  R 2   (multiple  c o rrel a ti on  coefficient)  a. Linear  Eq.   0  0.0009   0.9914   0.9828   b. Exponential  Eq.   0.1169   0.0019   0.8382   0.7025   c. Power  Eq.   0.0005   1.092   0.9213   0.8489       Based o n  the  above analy s is it ca n be  con c lu ded th at the linear  mathemati c al  model is  the best mo d e l rep r e s ent t he co rrelatio n betwe en  V out-int  and  E .  Hen c e, the  microcontroll er is  prog ram m ed  as such to give a respon se  bas ed on the  obtaine d line a r mathem atical mod e l.    4. Wireless  Data Comm unication Sy stem    The REFM  sensor, no rma lly, will be installed  in open  area di stant from the data  centre   building.  For  that rea s o n , in order to col l ec t, re co rd,  and a nalyse t he ma gnitud e  of atmo sphe ric  electri c  field f r om REF M  sensor, a tran smissio n  sy stem is re qui re d to send the  data. The de tail  desi gn re garding the wi reless data communi catio n  system co uld be found  in the previou s   publi s hed p a per by the sa me autho r(s)  [12].    The implem e n ted method  obviou s ly sho w s the p r obl e m s that we re faced p r eviou s ly, i.e.  manual  data  observation  a nd coll ectio n   – can  be  carried out ea sily  and e c on omi c ally usi ng the   prop osed  ap proa ch. T he  routine  in spe c tion to  coll e c t data f r om  REFM  sen s o r , is n o t re qui red   anymore. Fu rthermo re, the  safety of th e computin g  equipm ent  can be  en su re d be cau s e  th ey  are no lo nge r installed o n -site.   The REF M  can be in stall ed any whe r e  as lo ng  a s  the GSM  sign al is availa bl e at the   loc a tion. In this  work  the t r ans miss ion time rate  is  on e minute,  whi c h i s  mo re th an sufficient t o   observe the fluctuatio n of atmosph e ri c el ectri c   field. In addition, the REFM only u s e s  one of th e  three avail abl e port s ; the other two po rts ca n  be u s ed for the ot her me asure m ent purpo se, if  need ed.       5. Conclu sion   The REFM a nd wirele ss  data tran smi ssi on  sy stem  using the  REFM sen s o r  and the   GSM net work i s   su ccessf ully develop e d . The  wi re le ss  t r an smi s si on  sy st em  d e v i ce i s  a b le  t o   captu r e th e  real -time d a ta for  remote  REFM  sen s or lo cation s. All informa t ion abo ut the   atmospheric electri c   fiel d condit ion  sensed by the  REFM sensor s will be st ored in a database  system  that  could  be m onit o red  onli ne th roug h a  web s ite. In the futu re, it is envi s a ged th at u s in g   the captu r ed  data, a mobil e -ph one lig htning ale r t  system using  sm art phon es  wi ll be develop ed.       Ackn o w l e dg ment  The auth o rs would li ke  to thank the  Mini stry of  Highe r Edu c ation  and  Universiti   Tekn ologi  Ma laysia fo r p r o v iding a fina n c ial g r a n t (G UP 01 J9 5) to  con d u c t the  resea r ch. Also  the De an, Fa culty of Elect r ical  Engin e e r ing,  Univ ersi ti Tekn ologi  Malaysia  is  a c kno w led ged  for  the permi ssio n to publish the re sults of t he re sea r ch.       Referen ces   [1]  A. F o rt, M. Mu gna ini, V. Vi gn oli, S. Rocc hi,  F .  Perini, J. Mo nari ,  et a l . Desi gn, mod e li ng,  and test  of a   s y stem for  at mosph e ric  ele c tric field  me asurem ent.  In strume ntatio n  and  Meas ure m e n t, IEEE   T r ansactio n s o n .  2011; 6 0 : 27 78-2 785.   [2] MZ.  Jacobson.   F unda me ntals  of atmosp heri c  mod e l i ng.  Ca mbridg e Un iver sit y  Press. 20 0 5 .  [3]  EJ.  T a rbuck, FK. Lutgens.  Earth Scienc e 8 t h Edition U p p e r Sadd le Riv er, New  Jersey 0745 8 . ed:   Pearso n Educ ation, Inc. 200 6.  [4]  M. Alam, H. Ahmad.  Revi ew  of Li ghtn i n g   W a rnin g Syste m s: T e ch nic a l  and  Econ o m ic al As pects . in  Proc. Int. Conf. on Electroma g netic Com patib ilit y ,  Ku al a Lum pur, Mala ys ia. 199 5: 89-9 4 .  [5]  IEEE Guide for  the Meas urem ent of DC E l ec tric -Field Strength and I on Related  Qu antities.  IEEE Std  122 7-19 90.  19 90: 1.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 12, No. 4, Dece mb er 201 4:  111 3 – 1122   1122 [6]  G. Diendorfer,  M. Mair, W. Schulz, W .   Hadri an.  Li ght nin g  current  me asur e m ents  in Austria- exper imenta l  setup an d first results : na. 2000.  [7]  JC. Mosher, T M . R y nne, P S . Le w i s.  M U SIC  for loca li z a t i on   of thun derstor m c e lls.   in S i gn als, S y stem s   and  Com puter s, 199 3. 19 93   Confer ence  R e cord  of  T he  T w e n t y -S eve n th Asil omar  Co nferenc e o n .   199 3: 986- 990.   [8]  W D . Rust, RJ.  T r app. Initial b a llo on so un din g s of the el ectri c  field in  w i nter  nimbostratus c l ou ds in th e   USA.  Geophys i cal res earch l e tters.  2002; 29:  20-1-2 0 -4.   [9]  MAB. Sidik,  NSCM. Shukri,  H. Ahma d, Z.  Buntat, N. Bashir, YZ. Arief ,  et al.  Atmosph e ric E l ectric   F i eld D a ta Lo g ger S y stem.  Jurnal T e kn olo g i.   2013; 6 4 .  [10]  EH. Gurban, G. Andreescu.  S C ADA e l e m e n t  soluti ons  usi n g Ether net a n d  mobi le  ph one   netw o rk.  in  Intelli gent S y st ems an d Infor m atics (SISY), 201 1  IEEE 9t h Intern ation a l  S y mp osi u m o n .  201 1: 30 3- 308.   [11]  H. Cai. A Re mote Wireless  Data Acquis i ti on S y stem B a sed o n  Ad H o c Net w ork a nd GPRS. in   200 9Sec ond In ternatio nal Wor kshop o n  Com puter Scie nce  and En gi neer in g, IEEE. 2009.  [12]  Z .  Na w a w i , M A . Bakar Sidik ,  M. Boon Ke a n , H. Ahmad, Z .  Buntat, N.  Azlin da Ahm a d ,  et al. Data  transmissio n  s y stem of rotati ng el ectric fiel d m ill n e t w ork  using micr oco n troll e r an d GSM modul e.   Ju rn al  Te kn o l og i  (Sci en ce s an d  En gi ne e r in g).  2013; 64: 10 9-11 2.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.