TUGAS AKHIR – TE090362
RANCANG BANGUN SISTEM SIMULATOR HELICOPTER BERBASIS STEWARD PLATFORM DENGAN MOTOR SERVO
Aji Wijanarko NRP 2211039018 Riizky Alfin Martian NRP 2211039047
Dosen Pembimbing Ir. Harris Pirngadi, MT. Eko Pujiyatno Matni, S.pd.
PROGRAM STUDI D3 TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
FINAL PROJECT –TE090362
HELICOPTER SIMULATOR SYSTEM DESIGN BASESED STEWARD PLATFORM WITH SERVO MOTOR Aji Wijanarko NRP 2211039018 Rizky Alfin Martian NRP 2211039047
Supervisor Ir. Harris Pirngadi, MT. Eko Pujiatno Matni, S.Pd. ELECTRICAL ENGINEERING D3 STUDY PROGRAM Industrial Technology Faculty Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014
RANCANG BANGUN SISTEM SIMULATOR HELICOPTER BERBASIS STEWARD PLATFORM DENGAN MOTOR SERVO Nama Mahasiswa : 1. Aji Wijanarko 2. Rizky Alfin Martian
NRP. 2211039018 NRP. 2211039047
Dosen Pembimbing : 1. Ir. Harris Pirngadi, MT. 2. Eko Pujiatno Matni, Spd.
NIP. 198103252005011002 NIP. 197103301994031002
ABSTRAK Tujuan perancangan sistem simulator pesawat (khususnya helicopter) berbasis sistem 6 aksis steward platform adalah (1) Membuat sistem simulator helicopter berbasis steward platform, (2) Membuat hardware Steward Platform dengan motor servo dapat dintegrasikan dengan game Microsoft Flight Simulator X dan joystick flight simulator. Tujuan ini didasarkan pada kondisi dilapangan ( Pelatihan Penerbangan TNI) yang masih menggunakan teknologi 4 dof yang kurang mewakili kondisi nyata dari sebuah penerbangan khususnya helicopter yang kurang lebih bisa mewakili kondisi di lapangan. Perancangan sebuah sistem simulator berbasis steward platform dengan motor servo, terdiri dari steward platform, rangkaian joystick, rangkaian USB To Com, rangkaian servo controller dan Game Microsoft Flight Simulator X. Rangkaian joystick digunakan sebagai masukan dari sistem yang membuat game Microsoft Flight Simulator X mengeluarkan data. Data tersebut kemudian di konversikan dan dikirimkan secara serial pada rangkaian servo controller untuk menggerakan platform yang menggunakan penggerak motor servo. Dari perancangan dan beberapa pengujian dapat disimpulkan akurasi platform dalam merealisasikan gerakan pada game adalah 80% dengan catatan data gerakan pesawat tidak melebihi kemampuan maksimal platform. Kata Kunci : Steward Platform (6 Dof), Joystick, Komunikasi Serial , Motor Servo , Game Microsoft Flight Simulator X. v
HELICOPTER SIMULATOR SYSTEM DESIGN BASESED STEWARD PLATFORM WITH SERVO MOTOR Student Name : 1. Aji Wijanarko 2. Rizky Alfin Martian
NRP. 2211039018 NRP. 2211039047
Lecture Counselor : 1. Ir. Harris Pirngadi, MT. 2. Eko Pujiatno Matni, Spd.
NIP. 198103252005011002 NIP. 197103301994031002
ABSTRACT The purpose of the system design simulator aircraft (especially helicopters) 6 axis steward system based platform is (1) Make a helicopter simulator system based Steward Platform, (2) Make hardwere Stewart Platform with servo motors be integrated with Microsoft's Flight Simulator X game and joystick flight simulator. This goal is based on field conditions (Flight Training TNI) are still using technology that is less representative of 4 dof real conditions of a particular helicopter flight more or less representative of conditions in the field. Designing a system simulator based platform steward with servo motors, consisting of Stewart Platform, a series of joystick, USB To Com series, a series of servo controllers and game Microsoft Flight Simulator X. The series joystick is used as the input of the system that makes the game Microsoft Flight Simulator X issue data . The data is then converted and transmitted serially to the circuit to drive the servo controller platform that uses a servo motor drive. From design and some inferred accuracy testing platform can realize the movement in the game is 80% with record aircraft movements do not exceed the maximum platform capability. Keywords: Steward Platform (6 Dof), Joystick, Komunikasi Serial , Motor Servo , Game Microsoft Flight Simulator X.
v
KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah serta karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul : “RANCANG BANGUN SISTEM SIMULATOR HELIKOPTER BERBASIS STEWARD PLATFORM DENGAN MOTOR SERVO” Tugas Akhir ini merupakan sebagian syarat untuk menyelesaikan mata kuliah dan memperoleh nilai pada Tugas Akhir. Dengan selesainya Tugas Akhir ini penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Orang Tua atas limpahan doa, kasih sayang, dukungan dan dorongan baik berupa moril atau materil bagi penulis. 2. Bapak Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D selaku Ketua Program D3 Teknik Elektro Bidang Studi Teknik Listrik, FTI-ITS Surabaya. 3. Bapak Ir. Harris Pirngadi , MT selaku dosen pembimbing. 4. Seluruh staf pengajar dan administrasi Prodi D3 Teknik Elektro FTI-ITS. 5. Semua pihak yang telah banyak membantu untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam Tugas Akhir ini. Kritik dan saran untuk perbaikan tugas ini sangat diperlukan. Akhir kata semoga tugas ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Surabaya, Juli 2014
Penulis
ix
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ...................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ........................................................... iii ABSTRAK ...................................................................................... v ABSTRACT ..................................................................................... vii KATA PENGANTAR ..................................................................... ix DAFTAR ISI ................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR ...................................................................... xiii DAFTAR TABEL ........................................................................... xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................... 1 1.2 Permasalahan........................................................................ 1 1.3 Batasan Masalah .................................................................. 2 1.4 Tujuan ................................................................................. 2 1.5 Sistematika Laporan ............................................................. 2 1.6 Relevansi ............................................................................. 3 BAB II TEORI PENUNJANG 2.1. Steward Platform (6 Dof) .................................................... 5 2.2. Komunikasi Serial ............................................................... 6 2.3 Mikrokontroler ATmega 8 .................................................. 7 2.3.1 Arsitektur AVR ATmega 8………………………….7 2.3.2 Konfigurasi Pin ATmega 8………………………….8 2.3.3 Komunikasi Serial Pada ATmega 8…………………9 2.4 Game Microsoft Flight Simulator ....................................... 10 2.5 Motor Servo........................................................................ 11 2.6 Joystick ............................................................................... 14 BAB. III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT 3.1 Diagram Fungsional Alat (Sistem)...................................... 17 3.2 Diagram Fungsional Alat (Joystick).................................... 18 3.2.1 Perancangan Mekanik Joystick ................................ 18 3.2.2 Perancangan Elektronik Joystick ............................. 21 3.2.3 Perancangan Software Joystick ................................ 22 3.3 Perancangan Mekanik Platform .......................................... 23 3.3.1 Perancangan Elektronik Servo dan USB to Com...... 25 3.3.2 Perancangan Softwere Servo dan USB to Com ........ 26
xi
3.4 Perancangan Mekanik Meja .............................................. 27 3.5 Setting Software Development Kit (SDK)……………….. 38 BAB. IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA 4.1 Pengujian Mekanik dan Motor Servo ................................ 31 4.1.1 Pengujian Motor Servo ........................................... 31 4.1.2 Pengujian Mekanik Platform .................................. 33 4.2 Pengujian Hardware Elektronik ........................................ 38 4.2.1 Pengujian Rangkain Joystick .................................. 38 4.2.2 Pengujian USB to Com ........................................... 40 4.2.3 Pengujiam Rangkaian Servo Controller………….. 41 4.3 Pengujian Sistem Keseluruhan ........................................... 43 BAB. V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ......................................................................... 47 5.2. Saran .................................................................................... 47 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................... 49 LAMPIRAN .................................................................................A-1 Lampiran A Listing Program Code Vision AVR……… .. A-1 Lampiran B Dokumentasi Alat dan Pengujian…………...B-1 Lampiran C Datasheet…………………………………... C-1 Lampiran D Draft dan Proposal Tugas Akhir……………D-3 DAFTAR RIWAYAT HIDUP…………………………………..E-1
xii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 2.9 Gambar 2.10 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Gambar 3.10 Gambar 3.11 Gambar 3.12 Gambar 3.13 Gambar 3.14 Gambar 3.15 Gambar 3.16 Gambar 3.17 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Gambar 4.9 Gambar 4.10
Stewart Platform ........................................................ 5 Pengiriman Data Serial .............................................. 6 Blog Diagram Arsitektur ATmega 8.......................... 7 Pin ATmega 8 ............................................................ .8 Blog Diagaram USART ATmega 8 ........................... 10 Cover Game Flight Simulator X ................................ 11 Konstuksi Motor Servo………………………………12 Motor Servo………………………………………….13 Pengaruh Lebar Pulsa Pada Posisi Servo ................... 13 Joystick Flight Simulator………………………………. 15 Diagram Fungsional Alat (Sistem) ............................ 17 Diagram Fungsional Alat (Joystick) .......................... 18 Mekanik Joystick (Tampak Atas) .............................. 19 Mekanik Joystick (Tampak Samping) ....................... 20 Mekanik Joystick (Pedal Kemudi) ............................. 20 Mekanik Joystick (Sudah Jadi) .................................. 21 Schematic Joystick ..................................................... 21 Flowchart Program Joystick ..................................... 22 Mekanik Platform (Tampak Atas) ............................. 23 Mekanik Platform (Tampak Samping) ...................... 24 Mekanik Platform (Tuas Servo) ................................ 24 Mekanik Platform (Sudah Jadi) ................................. 25 Schematic USB To Com dan Servo Controller .......... 25 Flowchart USB To Com dan Servo Controller .......... 26 Mekanik Meja ............................................................ 27 Halaman Pembuaka Softwere Development Kit......... 28 Tampilan SDK yang Sudah Benar di Instal ............... 29 Pengujian Motor Servo .............................................. 33 Pengujian Mekanik Platform ..................................... 35 Fisik Joystick Pengujian Gerakan Servo .................... 35 Segitiga Perhitungan Pertambaehan Panjang Stroke . 36 Fisik Tuas Servo ........................................................ 37 Tampilan Set USB Game Controller.......................... 38 Pengujian Joystick ..................................................... 39 Fisik Mekanik Joystick .............................................. 39 Pengujian USB To Com Dengan Hyperterminal........ 40 Pengujian Rangkaian Servo Controler………………41 xv
Gambar 4.11 Alat Secara Keseluruhan……………………...……...45
xvi
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8
Pengujian Servo Pulsa 500us-1500 us…………………….32 Pengujian Servo Pulsa 1600us-2500us……………………32 Data Gerakan Mekanik Platform.........................................37 Data Pertambahan Panjang Stroke……………………………39 Uji Respon Motor Servo Terhadap Panjang Tuas………….41 Pengujian USB to Com Menggunakan Hyperterminal…….43 Data yang Diterima dari Servo Controller .........................46 Data Pengujian Keseluruhan ..............................................47
xv
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Listing Program Code Vision AVR (Servo Controller)…………A1 Listing Program Code Vision AVR (Joystick)…………………..A2 LAMPIRAN B Dokumentasi Alat dan Pengujian……………………………… B1 LAMPIRAN C Datasheet ATmega 8 …………………………………………C1 LAMPIRAN D Usulan Tugas Akhir ………...………………………………… D3 Draf Pengajuan Tugas Akhir...…………………………………D11
Halaman ini sengaja dikosongkan
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Pesawat Tempur adalah salah satu alutsista yang terpenting milik TNI AD untuk menunjang keutuhan dan keamanan Negara Kesatuan Republik Indonesia. Selain alutsista tentunya diperlukan sumber daya manusia yang unggul juga. Ada pepatah bijak mengatakan bahwa “sebaik-baiknya sebuah senjata tergantung pada kemampuan pemakainya”. Maka, untuk menunjang hal itu TNI AD sangat serius dalam mendidik dan membekali pilot-pilotnya dengan pelatihan pelatihan baik simulasi ataupun pratik di udara secara langsung. Kondisi yang nyata di Pusat Latihan Penerbangan TNI AD Yogyakarta pearalatan simulasi kendali pesawat tempur Indonesia kurang relevan dengan kondisi yang ada saat ini. Teknologi 4 dof (degree of freedom)/ derajat kebebasan yang digunakan kami anggap sebagai teknologi kurang bisa mewakili pergerakan pesawat di udara karena teknologi ini hanya mampu melakukan manufer maju,mundur, ke kanan dan ke kiri. Alat simulasi yang dimiliki sekarang yaitu yang bebasiskan 4 dof saja masih impor dari rusia dengan harga yang juga sangat mahal, besamaan dengan pengadaan pesawat tempur sukhoi Su-30 MK tahun 2011, kondisi ini juga diakui oleh pihak TNI AD. Sedangkan pada kenyataanya pesawat tempur bergerak dengan sudut sudut yang ekstrim.. Hal ini jelas kurang relevan jika kita mengingikan pilot pilot kita menjadi pilot pilot handal yang diperhitungkan di asia atau di dunia. Padahal, TNI AD sangat membutuhkan agar para pilot mudah beradaptasi dan siap dengan segala kemungkinan di udara. 1.2
Permasalahan Melihat latar belakang di atas maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut : Alat simulasi pesawat terbang (helicopter) TNI AD sekarang masih berbasiskan 4 dof saja Teknologi 4 dof kurang bisa mewakili pergerakan pesawat (helicopter ) di udara karena hanya mampu melakukan manufer maju, mundur ke kanan dan ke kiri.
1
1.3
Batasan Masalah Agar tugas akhir tidak menyimpang dari ketentuan yang digariskan maka diambil batasan dengan asumsi sebagai berikut : Hanya membahas sistem simulasi di sisi gerakan helicopter. Hanya membahas tentang Steward Platform dengan motor servo.
1.4
Tujuan Membuat sistem simulator helicopter berbasis Steward Platform. Membuat hardwere Steward Platform berupa dengan motor servo dapat dintegrasikan dengan game Microsoft simulator x dan joystick flight simulator.
1.5
Sistematika Laporan Dalam penyusunan buku Tugas Akhir ini, pembahasan mengenai sistem alat yang dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut : BAB I : PENDAHULUAN Dalam bab ini mendiskripsikan tentang latar belakang, permasalahan, batasan masalah, tujuan, ruang lingkup, sistematika laporan, serta relevansi penulisan Tugas Akhir ini. BAB II : TEORI PENUNJANG Dalam bab ini berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan dalam perancangan Tugas Akhir ini, meliputi pembahasan tentang Stweard platform, MikrokontrollerAtmega 8, Game Microsoft Flight Simulator X, motor servo, dan joystick BAB III : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Dalam bab ini akan dibahas secara detail tentang rangkaian - rangkaian yang digunakan serta perangkat lunak berupa program yang membantu pengaktifan alat tersebut. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Dalam bab ini berisi data-data pengukuran dan pengujian beserta analisa terhadap prinsip kerja dari 2
alat yang dibuat meliputi pengujian mekanik hardware (elektronik), software dan pengujian keseluruhan. BAB V : PENUTUP Dalam bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan Tugas Akhir ini dan saran-saran untuk pengembangan lebih lanjut. 1.6
Relevansi Manfaat untuk masyarakat khususnya Dunia Penerbangan Indonesaia dan TNI AD. Membantu menyumbangkan sebuah gagasan baru berupa sistem simulator pesawat bebasis Steward Platform sebagai acuan untuk pengembangan simulator helikopter berbasis Steward Platform dalam skala besar.
3
Halaman ini Sengaja dikosongkan
4
BAB II TEORI PENUNJANG Pada bab ini membahas tentang teori dasar dan teori penunjang dari peralatan-peralatan yang digunakan dalam rancang bangun sistem simulator pesawat 6 dof ( degree of freedom ) menggunakan motor servo. 2.1 Steward Platform (6 Dof) [1] Stewart Platform sebagai gerak dasar, yang terdiri dari Platform bergerak terkait ke basis tetap melalui enam kaki extensible. Setiap kaki adalah terdiri dari gabungan prismatik (yaitu elektromekanis atau aktuator electrohydraulic), satu universal bersama pasif dan satu pasif bola membuat sendi sehubungan dengan dasar dan bergerak Platform, masing-masing, seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Steward Platform [1]
. 5
2.2 Komunikasi Serial[6] Komunikasi serial merupakan komunikasi data dengan pengiriman data secara satu per satu pada waktu tertentu. Sehingga komunikasi data serial hanya menggunakan dua kabel yaitu kabel data untuk pengiriman yang disebut transmit ( TX ) dan kabel data untuk penerimaan yang disebut receive ( RX ). Terdapat dua cara dalam komunikasi data secara serial, yaitu komunikasi data serial secara sinkron dan komunikasi data serial secara asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron, clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial, sedangkan pada komunikasi data asinkron clock tidak dikirimkan bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara terpisah baik pada bagian pemancar maupun pada bagian penerima. Kecepatan pengiriman data dan fase clock pada bagian pemancar dan bagian penerima harus sinkron, untuk itu diperlukan sinkronisasi antara dua bagian tersebut. Salah satu caranya adalah dengan mengirimkan bit ‘start’ dan bit ‘stop’. Untuk bit ‘start’ adalah data biner 0 dan untuk bit ‘stop’ adalah data biner 1. Setelah pengiriman bit ‘start’ maka akan diikuti oleh data yang akan dikirim , selanjutnya diakhiri dengan bit ’stop’. Berikut adalah contoh pengiriman karakter B2 heksa atau 10110010 biner tanpa bit paritas. Dapat terlihat pengiriman data diawali dengan bit ‘ start’ lalu data B2 heksa dan diakhiri dengan bit ’stop’ sebagai akhir dari pengiriman.Ilustrasi pengiriman data serial seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Pengiriman Data Serial Kecepatan pengiriman data ( baud rate ) bervariasi, mulai dari 110,135,150,300,600,1200,2400,4800, dan 9600 ( bit/detik ). Pada komunikasi data serial baud rate dari kedua bagian harus diatur pada kecepatan yang sama. Setelah itu harus ditentukan panjang datanya,
6
apakah 6,7 atau 8 bit, juga apakah data disertai dengan paritas genap, paritas ganjil atau tidak menggunakan paritas. 2.3 Mikrokontroler ATMega8[7] Pada bagian ini akan dibahas mengenai mikrokontroler AVR ATMega8 meliputi arsitektur AVR ATMega8 dan konfigurasi pin ATMega8. 2.3.1 Arsitektur AVR ATMega8[7] AVR ATmega8 adalah mikrokontroler CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-System Programmable Flash. Mikrokontroler dengan konsumsi daya rendah ini mampu mengeksekusi instruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. Jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja. Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroler ini dapat bekerja dengan tegangan antara 2,7 - 5,5 V sedangkan untuk ATmega8 hanya dapat bekerja pada tegangan antara 4,5 – 5,5 V.Blog diagram arsitektur ATmega8 seperti yang ditunjukan pada gambar 2.3
Gambar 2.3 Blog Diagram Arsitektur ATmega8[]. 7
2.3.2 Konfigurasi Pin ATMega8[7]
Gambar 2.4 Pin ATmega8 ATmega8 memiliki 28 Pin,seperti yang ditunjukan pada gambar 2.4. yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbedabeda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATmega8. VCC Merupakan supply tegangan digital. GND Merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.
8
Port C (PC5…PC0) Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directionalI/O port yang di dalam masing-masing pin terdapat pull-upresistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 sampai dengan pinC.6. Sebagai keluaran/output portC memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (sink) ataupun mengeluarkan arus (source). Port D (PD7…PD0) Port D merupakan 8-bit bi-directionalI/O dengan internal pull-up resistor. Fungsi dari port ini samadengan port-port yang lain. Hanya saja pada port ini tida kterdapat kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanyaberfungsi sebagai masukan dan keluar atau biasadisebutdengan I/O. AVcc Pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkannya secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka AVcc harus dihubungkan ke VCC melalui low pass filter. AREF Merupakan pin referensi jika menggunakan ADC. 2.3.3 Komunikasi Serial Pada ATmega 8[6] Mikrokontroler AVR Atmega 8 memiliki Port USART pada Pin 2 dan Pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroler dengan mikrokontroler ataupun mikrokontroler dengan komputer. USART dapat difungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron. Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock. Sedangkan asinkron berarti transmiter dab receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalm tiga blok yaitu clock generator, transmiter, dan receiver.Blog diagram USART ATMega8 seperti yang ditujukan pada gambar 2.5.
9
Gambar 2.5 Blog Diagram USART ATMega8
2.4 Game Microsoft Flight Simulator[5] Microsoft flight simulator X atau biasa disebut FSX, adalah game simulasi menerbangkan pesawat terbang. Dalam game ini kalian memiliki 18 pesawat, 28 kota secara detail, dan lebih dari 24.000 airport diseluruh dunia. Dalam game ini dapat merasakan bagaimana rasanya menjadi pilot secara sungguhan, seperti mengecek pesawat sebelum take off, mengecek cuaca, melakukan kontak dengan ATC dan sebagainya. Dalam penerbangan juga disediakan segala sesuatu yang mendukung penerbangan, seperti rencana penerbangan, panel-panel yang berfungsi (bukan hanya sebagai hiasan) dan kemungkinan-kemungkinan yang dapat terjadi dalam penerbangan. Atau kalian juga dapat sekedar terbang
10
dari airport lokal di rumah anda ke Amerika dengan hanya menginjak gas dan mengikuti peta yang ada. Ada tiga macam mode dalam FSX ini, yaitu mission, free flight dan multiplayer. Dalam mission akan menemui misi penyelamatan, penerbangan ke daerah terlarang, atau melakukan aksi akrobatik mendarat di atas truk yang sedang bergerak. Pada free flight dapat terbang dari manapun kemanapun yang kalian sukai, menentukan cuaca, tanggal waktu dan jam kalian untuk terbang, dan pesawat kalian tentunya. Dalam multiplayer kalian dapat bermain melalui LAN atau online. Dalam multiplayer kalian dapat bermain sebagai pilot atau sebagai ATC di bandara. Karena game ini termasuk game simulasi, maka sebelum game ini dimulai bagi orang awam akan sulit untuk bermain tanpa mempelajari dasar-dasar penerbangan. Tapi tentu saja dalam game ini disediakan learning centre atau pusat belajar. Cover game Microsoft Flight Simulator X seperti yang ditunjukan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Cover Game Microsoft Flight Simulator X . 2.5 Motor Servo[2] Motor servo adalah sebuah motor DC yang dilengkapi rangkaian kendali dengan sistem closed feedback yang terintegrasi dalam motor tersebut. Pada motor servo posisi putaran sumbu (axis) dari motor akan
11
diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor servo disusun dari sebuah motor DC, gearbox, variabel resistor (VR) atau potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas maksimum putaran sumbu (axis) motor servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang pada pin kontrol motor servo.Kontruksi dari motor servo seperti yang ditunjukan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Konstruksi Motor Servo Motor servo Standart hanya mampu bergerak dua arah (CW dan CCW) dengan defleksi masing-masing sudut mencapai 90° sehingga total defleksi sudut dari kanan – tengah – kiri adalah 180°. Bentuk dari motor servo seperti yang ditujukan gambar 2.8. Sedangkan pengaruh pulsa pada motor servo seperti yang ditunjukan pada gambar 2.9.
12
Gambar 2.8 Motor Servo
Gambar 2.9 Pengaruh lebar pulsa pada posisi servo Motor Servo akan bekerja secara baik jika pada bagian pin kontrolnya diberikan sinyal PWM dengan frekuensi 50 Hz. Dimana pada saat sinyal dengan frekuensi 50 Hz tersebut dicapai pada kondisi Ton 13
duty cycle 1.5 ms, maka rotor dari motor akan berhenti tepat di tengahtengah (sudut 0°/ netral). Pada saat Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan kurang dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar ke berlawanan arah jarum jam (Counter Clock wise, CCW) dengan membentuk sudut yang besarnya linier terhadap besarnya Ton duty cycle, dan akan bertahan diposisi tersebut. Dan sebaliknya, jika Ton duty cycle dari sinyal yang diberikan lebih dari 1.5 ms, maka rotor akan berputar searah jarum jam (Clock Wise, CW) dengan membentuk sudut yang linier pula terhadap besarnya Ton duty cycle, dan bertahan diposisi tersebut.
2.6 Joystick[4] Joystik mulai dikenal pada abad 20-an yang pada saat itu joystik diartikan sebagai pengendali pesawat terbang, dan kemudian joystik berkembang menjadi alat elektronik. Sekitar tahun 1944, Jerman menciptakan Tuas kendali listrik pertama dengan dua sumbu /2-axis untuk mengarahkan dan menembak misil anti kapal oleh pesawat Henschel H 293 ke arah kapal musuh. Pada tahun 1960 penggunaan joysticks menjadi tersebar luas dan berkembang ke industri pesawat udara modeling sistem radio-controlled seperti Kwik Lalat yang diproduksi oleh Phill Kraft ( 1964). Kraft kemudian menyalurkan ide joystick kepada industri komputer dan para pemakai lain. Pada tahun 1963 (PERMOBIL) membuat kursi roda pertama yang dikendalikan oleh radio kontrol joystick. Bahkan pada periode itu NASA menggunakan joystick sebagai alat kontrol sebagai bagian dari misi Apollo. Sebagai contoh, model uji pendarat bulan dikendalikan dengan joystick. Akhirnya pada tahun 1967 Ralph H. Baer, pencipta game video televisi dan Magnavox menciptakan game video yang pertama dengan menggunakan joystick analog. Pada tahun 1980-an banyak pesawat modern, misalnya seperti pesawat Airbus menerima era baru kontrol penerbangan menggunakan joystick . Pada tahun 1985-1986 orang-orang semakin mengenal istilah joystick lewat video game yang pada waktu itu populer dengan permainan Nintendo dan sega. Joystick merupakan salah satu perangkat keras (hardware) masukan atau input yang berwujud tuas pengendali yang dapat bergerak ke segala arah dan dilengkapi beberapa tombol. Alat ini umumnya digunakan sebagai pelengkap untuk memainkan permainan video game yang dilengkapi lebih dari satu tombol. Selain untuk mengontrol permainan video game, tuas 14
kontrol/joystick ini juga banyak di implementasikan pada mesin lain, seperti pada Mobil, Kursi Roda Elektrik, Truk, Pesawat Terbang, Handphone, dan lain-lain. Bentuk dari joystick flight simulator seperti yang ditunjukan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Joystick Flight Simulator Jenis joystick diatas berbentuk lonjong ke atas dan berfungsi khusus untuk game pesawat terbang. Contoh : Microsoft Flight Simulator X. Joystick tipe ini biasanya di pasngakan dengan cockpit mini untuk merealisasikan simulasi.
15
Halaman ini Sengaja dikosongkan
16
BAB III PERANCANGAN ALAT Pada tahap perancangan ini dibahas mengenai perancangan, pembuatan, dan penggunaan dari perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Penjelasan detail mengenai perangkatperangkat tersebut akan disampaikan pada sub bab dibawah. 3.1 Diagram Fungsional Alat
Gambar 3.1 Diagram Fungsional Alat (Sistem) Dari diagram fungsional alat (sistem) seperti yang ditunjukan pada gambar 3.1, maka dapat diketahui bahwa masukan dari sistem berupa joystick masuk ke komputer melalui komunikasi serial port USB yang dikenali sebagai joystick oleh game Microsoft simulator X. Microsoft Simulator X mengeluarkan data game berupa posisi yang kemudian dikirimkan ke kontroler servo melalui komunikasi serial.
17
3.2 Perancangan Joystick Perancangan Joystick terdiri dari perancangan mekanik perancangan elektronik dan perancangan software. Secara fungsi joystick berfungsi sebagai kendali sekaligus masukan dari sistem. Joystick berfungsi dengan memenfaatkan beberapa variable resistor yang di konversikan menjadi bentuk data digital. Diagram fungsional alat (joystick) seperti yang ditunjukan pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Diagram Fungsional Alat (Joystick)
3.2.1 Perancangan Mekanik Joystick Untuk merancang joystick memodifikasi yang suadah ada memodifikasi joystick flight simulator milik logitech. Dari joystick ini mengambil untuk control sumbu x , y dan z. Untuk sumbu x dan y biarkan karena sudak melekat dengan variable resistor milik joystick asli sedang untuk sumbu z ganti dengan variable resistor tipe geser tang hubungkan dengan tuas karean sumbu z dikenali sebagai tuas gas pada 18
mesin pesawat. juga mengambil beberapa tombol yang melekat pada tuas yang siap di konfigurasikan untuk fungsi khusus pada pesawat.untuk menggerakan kemudi ekor pesawat menggukan pedal di bagian bawah maeja yang hubungkan masing masing dengan variable resistor tipe geser. juga menambahak keyboard numeric untuk beberapa fungsi khusus pada cockpit pesawat sederhana. Untuk tuas kemudi, tuas gas mesin pesawat serta keyboard jadikan satu dalam sayu box yang terbuat dari plat besi dengan ketebalan 0,5cm. Untuk gamabaran yang lebih jelas dapat dilihat pada gambar rancangan mekanik seperti yang ditunjukan pada gambar 3.3, 3.4, 3.5 dan 3.6.
Gambar 3.3 Gambar Rancngan Mekanik Joystick ( Tampak Atas ) Gambar 3.3 menunjukan bentuk mekanik Joystick tampak dari atas. Disitu terdapat tombol- tombol keyboard numeric , Joystick dan resistor tipe geser yang dihubungkan dengan tuas karena.
19
Gambar 3.4 Gambar Rancngan Mekanik Joystick ( Tampak Samping ) Gambar 3.4 menunjukan bentuk rancangan mekanik Joystick tampak dari samping. Disitu terlihat dari samping tuas gas dan kendali arah di udara.
Gambar 3.5 Gambar Rancngan Mekanik Joystick ( Pedal Kemudi ) 20
Gambar 3.5 menunjukan bentuk rancangan mekanik pada pedal kemudi yang terletak dibawah meja Joystick.
Gambar 3.6 Gambar mekanik Joystick ( sudah jadi ) Gambar 3.6 menunjukkan gambar Joystick sudah jadi. Terdapat Joystick asli, Tuas Karena, keyboard numeric dan pedal kendali yang berada di bawah meja. 3.2.2 Perancangan Elektronik Joystick
Gambar 3.7 Gambar Schematic Rangkaian Joystick 21
Gambar 3.7 menunjukan schematic rangkaian joystick yang di buat dengan software Protel 99 SE. Rangkaian joystick berguna sebagai masukan dari sistem alat. Rangakaian ini menggunakan chip ATmega 8. Port yang digunakan adalah port ADC (Analog to Digital Converter ), alurnya variabel resistor akan memberikan perubahan tegana yang akan dibaca oleh ADC kemudian di bandingkan dan dikonversiakan menjadi data USB yang akan dibaca atau dikenali oleh game Microsoft Flight simulator X. 3.2.3 Perancangan Software Joystick
Gambar 3.8 Flowchart program Joystick 22
Gambar flowchart seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.8 menggambarkan logika dari software pada joystick. Awal mula dimulai dari start kemudian data akan di inisialisasi setelah sitem siap joystick akan digerakan. Pada saat digerakan sitem akan mengenali potensio mana yang mengalami perubahan teganan. Setelah diketahui makan data adan dikonversikan dari data analog menjadi data digital 8 bit. Selanjutnya data ini akan menjadi output dari joystick yang di kirimkan ke komputer untuk bisa dikenali sebagai data perubahan joystick yang di hubungkan menggunakan kabel USB. 3.3 Perancangan Mekanik Platform Mekanik platform terdiri dari perancangan tuas servo , bentuk platform atas, platform bawah serata stoke penyangganya. Untuk platform atas terbuat dari bahan akrilik dengan ketebalan 3mm, sedangkan bagian bawah terbuat dari akrilik 5mm. Untuk bentuk platform bawah berbentuk lingkaran dengan diameter 30cm sedangkan platform atas tinggal membuat segitiga dalam sama sisi dengan sisi 25cm. Untuk gambaran selas dapat dilihat pada gambar 3.9 dan gambar 3.10
Gambar 3.9 Gambar Rancangan Mekanik Platform (Tampak Atas) 23
Gambar 3.10 Gambar Rancangan Mekanik Platform (Tampak Samping) Untuk mekanik stroke menggukan stroke berbahan almunium yang sambung dengan join yang dapat di beli di toko bearing. Stoke dipasang menyilang dari platform bawah ke platform atas dengan kemiringan 60o dari tuas servo(pada posisi tuas datar). Untuk tuas servo rancang hanya bergerak 90o dari posisi datar. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar 3.11
Gambar 3.11 Gambar Rancangan Mekanik Plaform (Tuas Servo) 24
Gambar 3.12 Gambar Mekanik Platform ( Sudah Jadi )
Gambar 3.12 menunjukkan bahwa mekanik platform sudah jadi dan semua komponen sudah terpasang dengan rapi. 3.3.1 Perancangan Elektronik Servo dan USB to Com
Gambar 3.13 Gambar schematic rangkaian USB to Com dan Servo Controller 25
Gambar 3.13 menunjukan USB to Com digunakan sebagai konverter data serial dari game Microsoft Flight simulator X ke rangkaian servo. Rangkaian Servo berfungsi sebagai pengatur pegerakan servo sesuai data dan program yang ditanamkam pada chip atmega8. Untuk rangakain USB to com menggunakan ATmega, Port yang digunakan adalah portD2 dan portD3 sbagai input data dari USB ( game computer). Output menggunakan portD1 (Tx) karena rangkaian ini hanya di desain untuk mengirimkan data saja. Pada sisi penerima menggunakn chip ATmega 8 port yang digunakan adalah portD 0. 3.3.2 Perancangan Software Servo dan USB to Com Flowchart adalah alur logika perencanaan dala, suatu alat. Secara diagram blok flowchart dapat dilihat pada Gambar 3.14
Gambar 3.14 Flowchart program USB To Com dan Servo Controller Pada gambar 3.14 menunjukkan flowchart dimulai dari start kemudian inisialaisasi program, untuk memulai sistem program dimulai dengan start yang dimaksudkan adalah data mulai dikirim oleh game secara serial kemudian adat diinisialisasikan. Selanjutnya data akan di 26
konversikan dari bentuk data serial menjadi bentuk pulsa untuk menggerakan motor servo. Dengan demikan motor servo bergerak sesuai data yang di kirimkan oleh game. Standart komunikasi yang kami gunakan adalah standart komunikasi serial RS 233. 3.4 Perancangan Mekanik Meja Meja adalah mekanik pendukung yang buat agar alat bisa tata dalam kesatuan utuh sistem. Mekaninya terbuat dengan rangka besi dan ditutup dengan tripek kayu kemudian di bungkuns dengan menggunakan tebaran karpet hitam. Untuk detainya bisa dilihat di gambar 3.15
Gambar 3.15 Gambar rancangan mekanik meja Gambar 3.15 adalah rancanangan meja. Di dalam rancangan meja ini terdapat ruang persegi dengan panjang sisi 0,47 mm itu adalah ruang untuk platform dan ada ruang persegi dengan panjang sisi 0,37 mm itu adalah tempat nya joystick asli, tombol keyboard numeric dan tuas karean. Sedangkan adat kotak berbentuk persegi panjang itu adalah tempat sound system.
27
3.5 Setting Softwere Devolepment Kit (SDK) MsFSX Game Microsoft Flight Simulator di sini sebagai bagian yang berhubungan langsung dengan pengguna (user) dari alat ini. Game ini dapat mengeluarkan data berupa data serial. Namun untuk mengambil data yang di keluarkan game perlu Softwere Devolepment Kit (SDK), geme Microsoft Flight Simulator X menyediakan fasiliatas SDK (Gambar 3.16) karena memang game ini diperuntukan untuk pembuatan simulator.Tahap pertama adalah install game Microsoft Flight simulator X. Setelah terinstal sempurna kemudian instal SDK Microsoft Flight simulator X. Tahap yang kedua yang harus dilakukan adalah mengupgrade versi dari Microsoft Flight simulator X dengan mode Accelaration. Selanjutnya masuk ke C:\Document and Setting\< user name> \Application Data\Microsoft\FSX. Ganti semua true menjadi false. Selanjutnya lakuakn restart pada komputer.
Gambar 3.16 Halaman Pembuka Softwere Devolepment Kit
28
Gam bar 3.17 Gambar SDK (Softwere Devolepment Kit) sudah terinstal benar) Setelah SDK terinstal dengan benar maka akan muncul pada layar (Gabar 3.17) ketika anda anda mengaktifkan game. Hal ini berarti data sudah berhasil di keluarkan dari game.
29
Halaman ini sengaja dikosongkan
30
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ALAT Pada bab ini akan membahas mengenai hasil pengujian dan analisa dari komponen komponen yang menyusun alat Sistem Simulator Pesawat 6 derajat kebebasan (6 dof ) dengan motor servo. Data pengujian sangat di perlukan untuk implementasi dunia nyata Kinerja dari sistem sangat di pengaruhi kinerja per bagian dari sitem tersebut. Di samping itu ada faktor faktor lain yang menyebabkan sitem tdak berjalan secara opotimal. Pengujian merupakan salah satu langkah yang harus dilakukan untuk mengetahui apakah sitem yang dibuat sesuai dengan yang direncanakan. Kesesuaian sistem dengan perencanaan dapat dilihat dari hasil yang dicapai pada saat pengujian sistem. Pengujian juga bertujuan untuk mengetahui kelebihan dan kekeurangan dari sitem yang telah dibuat. Hasil pengujian tersebut akan dianalisa untuk mengetahui penyebab kekurangan sistem. Pengujian tersebut meliputi: 1. Pengujian Mekanik dan Motor Servo 2. Pengujian Hardware Elektronik a. Pengujian rangkaian Joystick b. Pengujian rangkain USB to Com c. Pengujian rangkaian servo controller 3. Pengujian Sistem keseluruhan 4.1 Pengujian Mekanaik dan Motor Servo 4.1.1 Pengujian Motor Servo Pada tahap ini pengujian yang dilakuakan adalah melakuan pengujian mekanik platform dan pengujian motor servo. Tahap pertama adalah pengujian morot servo. Motor servo di beriakan nomor kemudian di berikan pulsa sesuai datasheetnya yakni pulsa 500 us untuk 0o pulsa 1500 us untuk 90o dan pulsa 2500 us untuk 180o . peralatan yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah 1. Rangkain minimum sistem 2. Downloader AVR 3. Kabel isi 3 + diplack 4. Power supplay 12 v 31
5. 6.
Motor servo 6 volt Computer untuk program PWM
Langkah langakah pengujian servo : 1. Nomori servo dari no 1 sampai dengan 6 2. Siapkan rangkaian minimum sistem 3. Sambungan downloader AVR dengan komputer dan minimum sistem 4. Isi dengan program pulsa 1500 us untuk posisi 90o 5. Sambungkan dengan servo, jika servo telah bergerak tandai dengan dengan spidol 6. Selanjutnya siapakan program untuk pulsa dari 500 us hingga 2500 us. 7. Hasilnya datapat dilahat pada tabel Tabel 4.1 Pengujian Servo Pulsa 500 us – 1500 us
Tabel 4.2 Pengujian Servo Pulsa 1600 us – 2500 us
32
Gambar 4.1 Pengujian Motor Servo Pengujian pergerakan motor servo dilakukan 1 per 1 seperti di tunjukan gambar 4.1 Dari pengujian ini dapat dilihat pada tabel 4.1 ,4.2 bahwa servo tidak sesuai dengan datasheet rata rata servo berhenti secara normal pada pulsa 700 us hingga 2300 us . Hal ini mungkin dikarenakan kesalahan produksi dari servo. Dari hasil ini kami mengubah program sehingga servo berputar antara pulsa 700 us hingga 1900 us, dengan kata lain servo hanya bergerak 90 derajat. Pergerakan yang hanya 90 derajat ini yang menyebabkan sistem berjalan tdak optimum.
4.1.2 Pengujian Mekanik Platform Platform adalah plant atau objek terkontrol dari sistem kami. Pada tahap ini menguji sejauh mana platform mampu bergerak baik dalam gerakan x,y,z,roll,yaw, dan pitch. Untuk pengujian ini kami membutuhkan bantuan joystick yang langsung menggunakan copy posisi dari joystick joystick ini menggunakan 6 potensio dimana setiap potensio mewakili satu derajat kebebasan pada 6 dof dapat dilihat pada gambar 4.3. Pengujian kali ini yang dibutuhkan peratatan sebagai berikut 1. Platform 6 dof (Degree of Freedom) 2. Joystick pengujian 3. Penggaris dan busur derajat 4. Power supplay swichcing 5 Volt 6 Ampere 33
Langkah pengujiannya adalah 1. Hubungkan catu daya dengan sebagai sumber daya dari motor servo 2. Selanjutnya gerakan platform hingga maksimal untuk setiap derajat kebebsan 3. Catat hasilnya pada tabel Tabel 4.3 Data Gerakan Mekanik Platform
Dari tabel 4.3 dapat diketahui gerakan mekanik pada x, y, z, rol, yaw dan pitch. X mempunyai gerakan maksimal 1 cm ke kanan dan gerakan minimal 1 cm ke kiri. Y mempunyai gerakan maksimal 1 cm maju dan gerakan minimal 1 cm mundur. Z mempunyai gerakan maksimal 2 cm naik dan gerakan minimal 2 cm turun. Roll mempunyai gerakan maksimal 150 dan gerakan minimal (-150). Yaw mempunyai gerakan maksimal 50 dan gerakan minimal (-50). Pitch mempunyai gerakan maksimal 100 dan gerakan minimal (-100). Gambaran pengujian mekanik Joystick dapat dilihat pada gambar 4.2 dimana pengujian ini didak kami hubungkan dengan game.
34
Gambar 4.2 Pengujian Mekanik Platform
Gambar 4.3 Fisik Joystick Pengujian Gerakan Platform
35
Dari hasil pengujian diatas didapatkan platform bergerak dengan pergerakan, yang ditunjukan oleh tabel 4.3 mengingat mekanik yang digunakan adalah moror servo bukan stoke lurus seperti yang di contohkan pada jurnal. Pada jurnal penggunaan stroke sebagai actuator adalah pilihan terbaik karena stroke bisa memenjang 2 kali lipat dari panjang aslinya yang akhirnya memberikan gekan yang bagus sebagai platform. Penggunaan servo sisi postifnya adalah mudah dalam pengontolan karena hanya tinggal mengirimkan pulsa selain itu dalam servo sudah ada rotary encoder untuk memantau posisi servo. Selain itu servo jauh lebih murah dibanding dengan stroke hidrolik. Damapak negatifnya adalah pegerakan dari servo hanya mampu bergerak sepanjang tuas penghubung servo dengan stroke. Perhitungan dapat dilihat dari gambar 4.4
Gambar 4.4 Segitiga Perhitungan Pertambahan Panjang Stroke dari hasil perhitungan yang ditunjukan gambar 4.4 , dibuatlah perbandingan pertambahan panjang stroke per 10 derajat hingga 90 derajat seperti ditunjukana pada tabel 4.4.
36
Tabel 4.4 Pertambahan Panjang Stroke
Gambar 4.5 Fisik Tuas pada Servo Penggunaan stroke sepanjang 2 cm (lihat gambar 4.5) dianggap paling baik karena dari hasil pengujian respon servo dengan arus masing masing servo adalah 1 Ampere menunjukakan kecepatatan respon servo palin bagus untuk tuas 1 cm memang lebih cepat namun akan memperpendek pertambahan panjang dan semakin membatasi gerakan dari platform. 37
Tabel 4.5 Uji Respon Motor servo Terhadap Panjang Tuas
Berdasarkan tabel 4.5 dapat disimpulkan bahwa semakin panjang tuas maka semakin lambat respon yang diberikan oleh servo bahkan untuk panjang 6 cm rtidak bergerak dan hanya bergetar saja. 4.2 Pengujian Hardwere Elektronik Pada tahap pengujian rangkaian elektronik ini dilakukan pengujian perangkat yang meliputi pengujian rangkaian joystick ,rangkaian USB to Com , dan rangkaian servo controller. 4.2.1 Pengujian Rangkaian Joystick
Gambar 4.6 Tampilan Set USB Game Controller 38
Pengujian ini bertujuan untuk memasikan rangkaian joystick benar dikenali sebagai joystick. Rangkaian joystick dihubungkan ke computer. Selanjutnya buka control panel masuk ke set usb game controller kemudian joystick dikenali pilih proprerties cek setiap sumbu yang diuji. Jika rangkaian dikenali maka akan terlihat seperti gambar 4.6. Setting USB controller dapat dilakuan memainka semua potensio sehingga mengetahui benar benar dapat dipastkan joystick bekerja dengan semestinya.untuk gambaran pengujian dari joystick dapat dilhat pada gambar 4.7 sedangkan bentuk fisik joystick sebelum dijakain dalam 1 panel adalah gambar 4.8.
Gambar 4.7 Pengujian Joystick
Gambar 4.8 Fisik Mekanik joystick 39
4.2.2
Pengujian USB to Com Pengujian USB to Com bertujuan memastikan kelancaran komunikasi serial / pengiriman data dari game ke servo controller. Pengujian juga bertujuan untuk mengetahui kecepatan pengiriman data karena data yang dikirimkan oleh game sangat cepat 200 us. Tabel 4.6 Pengujian USB to Com menggunakan Hyperterminal
USB to Com yang kami rancang menggunakan krystal 11,592 Mhz, hal ini bertujuan meminimalisir eror data. Dari tabel diatas dapat dilihat data yang dikirim dan data yang diterima sama, hal ini membuktikan kalau eror pengiriman 0%.
Gambar 4.9 Pengujian USB to Com Dengan Hyperterminal 40
4.2.3
Pengujian Rangkaian Servo Controller Pengujian rangkaian ini bertujuan untuk memastikan pulsa dikeluarkan dengan benar oleh sistem. Pengujian ini juga memastikan gerakan servo sesuai dengan gerakan pesawat. Pengujian dilakuan dengan menjalankan game dan mengirimkan data kemudian data di konversikan dan kemudian data ditampilkan pada LCD serta di hunbungkan ke servo.
Gambar 4.10 Pengujian Rangkaian Servo Controller Dari gambar 4.10 didapatkan didapatkan bahwa data yang diterima oleh rangkaian servo controller berupada data data perubahan gerakan pesawat. Hasil analisa data terdiri dari 5 macam yakni x,y,z.roll,dan pitch. Data data ini muncul dengan format yang berbeda beda. Untuk data roll data yang diterima dengan format
Data selanjutnya dalah data x, y, dan z data ini merupakan data percepatan gerakan yang dilakukan pada 3 sumbu Cartesian. Data x muncul dengan format ?y=+001, maksudnya pada sumbu y mengalami percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Atau kondisi pesawat menambah kecepata sebesar 1 feet per second (kaki per detik kauadrat). Sebaliknya jika data yang muncul adalah ?=+001, pada sumbu y mengalami percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Atau kondisi pesawat menambah kecepata sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Data z muncul dengan format ?z=+001, maksudnya pada sumbu z mengalami percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Atau kondisi pesawat naik dengan percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Sebaliknya jika data yang muncul adalah ?z=-001, pada sumbu z mengalami percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat) kearah bawah. Atau kondisi pesawat turun dengan percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Data x muncul dengan format ?x=+001, maksudnya pada sumbu x mengalami percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Atau kondisi pesawat naik dengan percepatan ke kanan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Sebaliknya jika data yang muncul adalah ?x=-001, pada sumbu x mengalami percepatan ke kiri sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat). Atau kondisi pesawat dalam keaadaan berbelok dengan percepatan sebesar 1 feet per second squared (kaki per detik kauadrat).
42
Tabel 4.7 Data Yang Diterima Oleh Servo Controller
Dari data data pada tabel 4.7 mikro kontroler menhitung sesuai rumus pada softwere sehingga menghasilakan pulsa yang di kirim pada motor servo untuk menggerakan platform.
4.3
Pengujian Sistem Keseluruhan Peangujian sistem secara keseluruhan bertujuan mengamati program saat mode run dan menghubungkan antara rangkaian control dengan mekanik. Tujuan pengujian ini adalah mengamati apakah alat tersebut berjalan seperti yang diharapkan atau tidak. Pengujian ini mengamati bagaimana respon dari pergerakan platform terhadap game yang dijalankan.
43
Tabel 4.8 Pengujian Sistem Keseluruhan
Dari Hasil Pengujian secara keseluruhan didapatkan hasil seperti ditunjukan pada tabel 4.8 bahwa setiap gerakan pesawat mencapai gerakan maksimal atau lebih dari gerakan maksimal platform maka akan digambarkan sebagai gerakan maksimal platform, misal unruk gerakan roll gerakakan maksimal platform hanya mampu 150 ke kanan dan 150 ke kiri maka jika pesawat miring ke kanan atau ke kiri lebih dari 15 derajat maka akan di gambarkan dalam 150 oleh platform. Namun jika kurang akan di gambarkan sama sesuai game. 44
Kurang optimumnya sistem ini dalam menggambarkan posisi pesawat yang dalam game dikarenakan desain dari steward platform yang dibuat memang tidak sesuai standart ditambah servo yang di gunakan memiliki torsi tang tidak cukup besar untuk mangankat tuas yang lebih panjang.
Gambar 4.12 Alat Secara Keseluruhan
45
Halaman ini Sengaja dikosongkan
46
BAB V PENUTUP Setelah melakukan perencanaan dan pembuatan alat serta pengujian dan analisis, maka dapat ditarik kesimpulan dan saran dari kegiatan yang telah dilakukan. 5.1
Kesimpulan Dari Tugas Akhir yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Platform dengan motor servo mempunyai pergerakan naik turun 2cm, maju-mundur 1cm, kanan-kiri 1cm dan kemiringan rotasi 150. 2. Data yang dikeluarkan oleh game berupa data dengan format ( R ) untuk data sudut (dalam derajat) roll/y rotasi, (Q) untuk data sudut (dalam derajat) pitch/x rotasi dan data gerakan dasar x,y dan z (dalam feet per second). 3. Akurasi platform dalam merealisasikan gerakan pada game adalah 80% dengan catatan data gerakan pesawat(helicopter) tidak melebihi kemampuan maksimal platform. 5.2
Saran Dengan memperhatikan beberapa kelemahan dan kekurangan dari proyek tugas akhir ini, maka diberikan beberapa saran yang sekiranya dapat dikembangkan pada masa yang akan datang demi kesempurnaan dari proyek tugas akhir ini. Adapun beberapa saran tersebut yaitu: 1. Lebih matang dalam merencanakan desaian platform 2. Sebaiknya menggukan stroke piston seperti hidrolik atau pnumatic. 3. Penggunaan motor servo bisa dilakuakn asal motor servo yang digunakan punya spesifikasi yang bagus. 4. Terus bereksperimen dan mengasah kreatifitas dalam menciptakan metode terbaru dalam bidang elektro.
47
DAFTAR PUSTAKA Emre, Vasfi., Yildiz, Ibrahim., 2011, A Stewart Platform As a FBW Flight Control Unit, Journal of Electrical Engineering, Vol. 62, No. 4, 213-219. [2] Ramsauer, Martin., Kastner, Michael., Ferarra, Paolo., Nadered Ronald., Gattringer, Hubbert., A Pneumatically Driven Stewart Platform Used as Fault Detection Device, Institute for Robotics, Johannes Kepler University Linz, Altensbergestr, 69, 4040 Linz, Austria. [3] Berthelsen, Magnus., 2011, Design of a Heave Compensation System With a Redundant Hydraulic Manipulator, Department of Engineering, Faculty of Technology and Science, Universetet I Agder.
[1]
[4] Benhorin, Patricia., Shoham, Moshe., 2006, Singularity Condition of Six Degree of Freedom Three Legged Parallel Robots Based on Grassman-Cayley Algebra., IEEE Transaction on Robotics, Vol. 22, No. 4. [5] Cherouvim, Nicholas., Papadopoulos, Evangelos., Single Actuator Control Analysis of a Planar 3DOF Hoping Robot, Department of Mechanical Engineering, National Technical University of Athens ,15780 Athens, Greece. [6] Bejo, Agus., 2008, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535, Yogyakarta, Graha Ilmu. [7] Andrianto, Beri, 2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA16 Menggunakan Bahasa C (Codevision AVR), Bandung, Informatika.
49
Halaman ini Sengaja dikosongkan
50
LAMPIRAN Lampiran A Listing Program Code Vision AVR ( Servo Controller) /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced Automatic Program Generator © Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 14 -Mei-2014 Author : Aji Company : The Hunter Team99 Comments:
/* File include */ #include <mega8.h> #include <delay.h> #include <math.h> #include "lcdku.c"
/* Pendefinisian */ #define abs(x) ((x) < 0 ? -(x) : (x)) #define r11(y,z) cos(z)*cos(y) #define r12(x,y,z) (cos(z)*sin(y)*sin(x))-(sin(z)*cos(x)) #define r21(y,z) sin(z)*cos(y) #define r22(x,y,z) (sin(z)*sin(y)*sin(x))+(cos(z)*cos(x)) #define r31(y) -sin(y) #define r32(x,y) cos(y)*sin(x) #define aaz PORTD.6 #define servo PORTB.1 A-1
#define rp #define rb #define bix #define biy #define pix #define piy
15 15 10 (-10) 4 (-15)
/* Inisialisasi variabel global */ unsigned int waktu,detik,k,us,lebar,pulsa,idata; bit tanda_ir,tx; unsigned char f,head,data[10]; int hc,Q,R,x,y,z; float h,pla,plb,plc,plx,ply,plz,li;
/*Inisialisasi input output */ void init_port() { //DDRA =0b00111011; //PORTA=0b11000100; DDRB =0b10011111; PORTB=0b00100000; DDRC =0b11111111; PORTC=0b00000000; DDRD =0b11110010; PORTD=0b00001101; }
void inttim(char in) { if(in==0)TIMSK=TIMSK & 0xFE; else TIMSK=TIMSK|0x1; } void init_timer0() A-2
{ /* Timer ini akan digunakan sebagai penghitung kecepatan */ /* Mode yang digunakan adalah normal */ TCCR0=0x02;//2;//3; TCNT0=-25; inttim(1); } void initser() { UBRRL=5;//25; UBRRH=0; UCSRA=0x80;//aslinya 0 UCSRB=0x98; //Txd,Rxd Enabled aslinya 18 UCSRC=0x86; //8 bit data } void filter(unsigned char fi) { if(fi=='Q' || fi=='R' ||fi=='x'||fi=='y'||fi=='z') {idata=0;data[idata]=fi;idata++;} else {data[idata]=fi;idata++;} if(idata==5) { hc=(data[2]-48)*100+(data[3]-48)*10+(data[4]-48); if(data[1]=='-')hc=-hc; if(data[0]=='Q'){Q=hc;pla=Q*PI/180;} else if(data[0]=='R'){R=-hc;plb=R*PI/180;} else if(data[0]=='x'){x=hc;plx=x;} else if(data[0]=='y'){y=hc;ply=y;} else if(data[0]=='z'){z=hc;plz=z;} } } interrupt [12] void interuptrx(void) { while((UCSRA & 0x80) == 0x00); f=UDR;//tanda_rx=1; //pos(1,16);dataout(f,1);//data++; filter(f); A-3
} void kirimser(char TxData) { while((UCSRA & 0x20) == 0x00); //while ( !( UCSRA & (1<
=pulsa)servo=0; if(us>=lebar){us=0;servo=1;} TCNT0=-11; #asm pop r30 A-4
out SREG,r30 pop r31 pop r30 #endasm* } interrupt [2] void external_int0(void) { #asm push r30 push r31 in r30,SREG push r30 #endasm
#asm pop r30 out SREG,r30 pop r31 pop r30 #endasm } /* Program Utama */ void tampil(unsigned int biner) { long int ascii; //ascii=biner; ascii=(ascii/10000)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii/1000%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/100)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/10)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii%10)|0x30; dataout(ascii,1); } void tampilplus(int ta) { unsigned int biner; long int ascii; if(ta<0)dataout('-',1);else dataout('+',1); biner=abs(ta); A-5
ascii=biner; ascii=((ascii/100)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/10)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii%10)|0x30; dataout(ascii,1); } void tampil2(unsigned int biner) { long int ascii; ascii=biner; ascii=((ascii/10)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii%10)|0x30; dataout(ascii,1); } unsigned char kon(unsigned char n) { if (n <10) return(n+0x30); else return(n+0x37); } void tampilhex(unsigned int biner) { long int ascii; ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x1000)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x100)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x10)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon(ascii%0x10); dataout(ascii,1); } void main() { /* Inisialisasi */ //init_ext_interrupt(); init_timer0(); init_port(); initlcd(); initser(); /*mulai set pwm*/ /* TCCR1A=0x40;//0XA3; TCCR1B=0x09;//0X0B; TCNT1=0; #define pwm1 OCR1A #define pwm2 OCR1B A-6
pwm1=104; */ #asm("sei") cetak(1,1,"servo"); kirimtext("servo"); lebar=1900;pulsa=150;plz=16; do { cetak(1,1,"Q=");tampilplus(Q);cetak(1,8,"R=");tampilplus(R); cetak(2,1,"x=");tampilplus(x);cetak(2,8,"y=");tampilplus(y); cetak(3,1,"z=");tampilplus(z); li=plx*plx+ply*ply+plz*plz+rp*rp+rb*rb; li=li+2*((r11(plb,plc)*pix+r12(pla,plb,plc)*piy)*(plx-bix)); li=li+2*((r21(plb,plc)*pix+r22(pla,plb,plc)*piy)*(ply-biy)); li=li+2*((r31(plb)*pix+r32(pla,plb)*plz)); li=li-2*(plx*bix+ply*biy); li=sqrt(li); cetak(3,8,"LI=");tampilplus(r31(45*PI/180)*100);//tampilplus(li*10); h=li-17; if(h<0)h=0; else if(h>2) h=2; h=asin(h/2)*180/PI; //h=700+800*h/90;//genap h=2300-800*h/90;//ganjil }while(1); }
A-7
Listing Program Code Vision AVR ( Joystick ) /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V2.04.4a Advanced Automatic Program Generator © Copyright 1998-2009 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com Project : Version : Date : 14 -Mei-2014 Author : Aji Company : The Hunter Team99 Comments: /* File include */ #include <mega16.h> #include <delay.h> //#include <math.h> #include "lcdku.c" #include "i2c.c"
/* Pendefinisian */
/* Inisialisasi variabel global */ bit tanda_ir,tx; unsigned char f,ds,g,id; unsigned char data[21]; unsigned int i,j,a,b; //unsigned char fase; bit hidup; //long int data_serial; flash int notem[21]={0x914,0x011,0x812,0x413,0xc14,0x215,0xa16,0x617,0xe1 8,0x119,0x91a, A-8
0xb9b,0xd5c,0x2fd,0x3fe,0xe9f,0xaf0,0x871,0x3d2,0x6d3,0x494};
/*Inisialisasi input output */ void init_port() { DDRA =0b00111000; PORTA=0b11000000; DDRB =0b10011111; PORTB=0b00100000; DDRC =0b10011111; PORTC=0b00100000; DDRD =0b11110010; PORTD=0b00001100; } void init_ext_interrupt() { /* Set untuk interupt 0 rising edge */ MCUCR=0x01;//3;//2; GICR=GICR|0x40; //0x40; } void inttim(char in) { if(in==0)TIMSK=TIMSK & 0xFE; else TIMSK=TIMSK|0x1; } void init_timer0() { /* Timer ini akan digunakan sebagai penghitung kecepatan */ /* Mode yang digunakan adalah normal */ TCCR0=0x02;//3; TCNT0=-25; inttim(1); }
A-9
void initser() { UBRRL=51;//25; UBRRH=0; UCSRA=0x80;//aslinya 0 UCSRB=0x98; //Txd,Rxd Enabled aslinya 18 UCSRC=0x86; //8 bit data } interrupt [12] void interuptrx(void) { while((UCSRA & 0x80) == 0x00); f=UDR; tx=1; } void kirimser(char TxData) { while((UCSRA & 0x20) == 0x00); //while ( !( UCSRA & (1<
push r30 push r31 in r30,SREG push r30 #endasm //if (++us==12000) {detik++;us=0;} TCNT0=-80; #asm pop r30 out SREG,r30 pop r31 pop r30 #endasm* } interrupt [2] void external_int0(void) { #asm push r30 push r31 in r30,SREG push r30 #endasm
#asm pop r30 out SREG,r30 pop r31 pop r30 #endasm } /* Program Utama */ void tampil(unsigned int biner) { long int ascii;
A - 11
//ascii=biner; ascii=(ascii/10000)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii/1000%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/100)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/10)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii%10)|0x30; dataout(ascii,1); } void tampil2(unsigned int biner) { long int ascii; //ascii=biner; ascii=(ascii/10000)|0x30; dataout(ascii,1); //ascii=biner; ascii=(ascii/1000%10)|0x30; dataout(ascii,1); //ascii=biner; ascii=((ascii/100)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=((ascii/10)%10)|0x30; dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=(ascii%10)|0x30; dataout(ascii,1); } unsigned char kon(unsigned char n) { if (n <10) return(n+0x30); else return(n+0x37); } void tampilhex(unsigned int biner) { long int ascii; // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x1000000000)%0x10); dataout(ascii,1); // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x100000000)%0x10); dataout(ascii,1); // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x10000000)%0x10); dataout(ascii,1); // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x1000000)%0x10); dataout(ascii,1); // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x100000)%0x10); dataout(ascii,1); // ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x10000)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x1000)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x100)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon((ascii/0x10)%0x10); dataout(ascii,1); ascii=biner; ascii=kon(ascii%0x10); dataout(ascii,1); } void init_ADC() A - 12
{ /* Referensi AVcc*/ SFIOR=SFIOR&0x0f; ADMUX=0x40; ADCSRA=0x04; } unsigned int konversi(unsigned char channel) { unsigned char high,low; int data_konversi; /* pilih channel dengan referensi AVcc */ ADMUX=(ADMUX&0xe0)|channel; /* Nyalakan ADC dan Start Konversi */ ADCSRA=ADCSRA|0b11000000; /* tunggu proses konversi selesai */ while((ADCSRA&0b00010000)!=0x10); /* matikan ADC, reset ADIF */ ADCSRA=(ADCSRA|0b00010000)&0b01111111; /* data hasil konversi */ delay_ms(1); low=ADCL; high=ADCH&0x03; data_konversi=(high%2)*256; high/=2; data_konversi=(data_konversi+((high%2)*512))+low; return data_konversi; } unsigned int loopkonv(unsigned char ch,unsigned char n) { unsigned int a1; unsigned long int a; a=0; for(i=0;i
a=a+a1; } a=a/n; return(a); } void main() { /* Inisialisasi */ //init_ext_interrupt(); //init_timer0(); init_port(); initlcd(); //initser(); init_ADC(); i2c_init(); //pos(1,15);tampil2(id);//kirimser(id+48); cetak(1,1,"Test id: ");busek(); #asm("sei") do { a=loopkonv(0,10);pos(1,1);tampil(a); b=loopkonv(1,10);pos(1,8);tampil(b); if(a>b){j=128-a/8;write_dac(0,j);} else {j=128+b/8;write_dac(0,j);} pos(2,1);tampil(j); delay_ms(100); /* for(j=0;j<255;j++) { //write_dac(0,j); //a=loopkonv(0,10); //a=read_adc(0);pos(2,6);tampil(a); write_dac(0,j);pos(2,11);tampil(j); delay_ms(100); } */ }while(1); } A - 14
Halaman ini sengaja dikosongkan
A - 15
Lampiran B Dokumentasi Alat dan Pengujian
Tampilan game dan pengambilan data
Pengujian Platform 6 dof
B-1
Joystick Flight Simulator
Alat Secara Keseluruhan
B-2
Lampiran C Datasheet ATmega 8
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
C-6
C-7
LAMPIRAN D Bidang Studi Elektro Industri Program Diploma 3 Teknik Elektro (Disnaker) Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS TE090362 TUGAS AKHIR – 4 SKS Nama Mahasiswa Tugas Diberikan Tugas Diselesaikan Dosen Pembimbing Judul Tugas Akhir
:
1. Aji Wijanarko Nrp. 2211039018 2. Rizky Alfin Martian Nrp. 2211039047 : Februari 2014 : Juni 2014 : Ir. Harris Pirngadi , MT Eko Pujiatno Matni, Spd : Rancang Bangun Sistem Simulator Pesawat 6 derajat kebebasan ( 6DOF) dengan motor servo
Uraian Tugas Akhir : Pada sistem ini yang kami akan merancang 6 dof dengan actuator motor servo, sebagai input platform kami tidak menggunakan joystick 6 dof secara langsung , namun menggunakan pemisah berupa game simulator x. Game ini akan menjadi pencerminan visual dimana hasil pencerminan visual game yang digerakan oleh joystick ini akan di implementasikan dalam bentuk gerakan nyata oleh platform 6 dof. 6 Dof Adalah Sebuah platform robot paralel yang menggabungkan enam aktuator prismatik, jack umum hidrolik. Ini aktuator dipasang di pasang ke dasar mekanisme ini, menyeberang ke tiga poin pemasangan di piring atas. 6 dof joystick adalah joystick yang di buat untuk simulator penerbangan pesawat terbang yang berbasis simulator 6 aksis, joystick ini memiliki pergerakan sama dengan pergerakan troll pada kabin pesawat terbang .pergerakan 6 derajat kebebasan di dapat dari pengerakan 6 potensiometer yang menghasilkan gelombnag elektrik yang dikomunikasikan secar seial pada PC atau Mikrokontroler. Microsoft Flight Simulator merupakan sebuah program simulasi penerbangan untuk Microsoft Windows, dipasarkan dan sering dilihat sebagai permainan video. 3 komponen utama diatas adalan dikomunikasikan membentuk sebuah sistem simulator pesawat terbang sehingga sistem ini bisa menjadi acuan dalam pembuatan simulator pesawat dalam skala yang lebih besar di Indonesia. Surabaya, Maret 2014
D-3
Menyetujui, Dosen Pembimbing 1,
Menyetujui, Dosen Pembimbing 2,
Ir. Harris Pirngadi , MT. NIP. 196205101989031001
Eko Pujiyatno Matni.,Spd NIP. 197103301994031002
Mengetahui, Ketua Program Studi D3 Teknik Elektro
Dr. Eko Setijadi, ST, MT. NIP. 19721001 200312 1 002
D-4
USULAN TUGAS AKHIR 1. Judul Tugas Akhir Rancang Bangun Sistem Simulator Pesawat 6 (6DOF) dengan motor servo
derajat kebebasan
2. Ruang Lingkup Ruang lingkup pembahasan tugas akhir yang akan direncanakan meliputi: 6 Dof Interfacing dengan Komputer Motor Servo DC Integrasi Game Simulator Komunikasi Data Serial 3. Latar Belakang Salah satu alutsista yang terpenting milik TNI AU untuk menunjang keutuhan dan keamanan Negara Kesatuan Republik Indonesia adalah Pesawat Tempur . Selain alutsista tentunya diperlukan sumber daya manusia yang unggul juga. Ada pepatah bijak mengatakan bahwa “sebaik-baiknya sebuah senjata tergantung pada kemampuan pemakainya”. Maka, untuk menunjang hal itu TNI AU sangat serius dalam mendidik dan membekali pilot pilotnya dengan pelatihan pelatihan baik simulasi ataupun pratik diudara secara langsung. Kondisi yang nyata di Pusat Latihan Penerbangan TNI AU Yogyakarta pearalatan simulasi kendali pesawat tempur Indonesia kurang relevan dengan kondisi yang ada saat ini. Teknologi 4 dof (degree of freedom)/ derajat kebebasan yang digunakan kami anggap sebagai teknologi kurang bisa mewakili pergerakan pesawat di udara, dimana teknologi ini hanya mampu melakukan manufer maju,mundur, ke kanan dan ke kiri. Alat simulasi yang dimiliki sekarang yaitu yang bebasiskan 4 dof saja masih impor dari rusia dengan harga yang juga sangat mahal, besamaan dengan pengadaan pesawat tempur sukhoi Su-30 MK tahun 2011 Kondisi ini juga diakui oleh pihak TNI AU. Sedang pada kenyataanya pesawat tempur bergerak dengan sudut sudut yang ekstrim.. Hal ini jelas kurang relevan jika kita mengingikan pilot pilot kita menjadi pilot pilot handal yang diperhitungkan di asia atau di dunia. Padahal, TNI AU sangat membutuhkan agar para pilot mudah beradaptasi dan siap dengan segala kemungkinan di udara.
D-5
4. Permasalahan Melihat latar belakang di atas maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut : Bagaimana merancang sebuah sistem simulator pesawat tempur berbasis 6 derajat kebebasan ( 6dof ) dengan menggunakan motor servo ? Bagaimana mengitegrasikan hardwere 6 dof platform dengan game microsoft simulator x dan joystick 6 dof ? 5. Tujuan Merancang sistem simulator pesawat tempur berbasis 6 derajat kebebasan (6 dof) Merancang hardwere berupa platform 6 dof dengan motor servo dapat dintegrasikan dengan game Microsoft simulator x dan joystick 6 dof.
6.
Metodologi Studi Pustaka : Materi yang terkait dengan 6 dof dan simulator pesawat dicari dari internet. ruang baca, dan perpustakaan. Materi meliputi teknik pengukuran, macam teknologi yang dipakai, dan cara analisis pengukuran. Perencanaan dan pembuatan hardwere : 1.Pembuatan mekanik 6 dof platform 2.Pemasangan motor servo 3.Pembuatan rangkaian servo kontroler 4.Pembuatan rangkaian joystick 5.Komunikasi rangkaian elektronik dengan game simulator Perencanaan dan pembuatan sofwere Uji Coba dan Analisis : Uji coba dilakukan di Laboratorium dan kos dengan beberapa peralatan penunjang . Penyusunan Laporan: Penyusunan Laporan dilakukan setelah beberapa data pengukuran yang didapat sudah mencukupi.
D-6
7. Jadwal Kegiatan
D-7
8. Kebutuhan Peralatan dan Dana Kebutuhan Alat Sewa
Kebutuhan Bahan Habis Pakai
D-8
Kebutuhan baiya Perjalanan
Kebutuhan Biaya Laporan
9. Relevansi Manfaat Untuk Masyarakat ( Dunia Penerbangan Indonesai dan TNI AU) Membantu menyumbangkan sebuah gagasan baru berupa sistem simulator pesawat tempur bebasis 6 dof sebagai acuan untuk pengembangan simulator pesawat berbasis 6 dof dalam skala besar. 10. Daftar Pustaka Malvino, Albert Paul. (2003). Prinsip – Prinsip Elektronika. Jakarta : SalembaTeknika. Mehta, V.K And Rohit Metha (2002) .Principles Of Electrical Machines , New Delhi : Chand and Company Ltd. Steward, D (1989). 6 axis platform, London.: IME UK Thor I. Fossen (2011 ). Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control , New York :Wilfi D-9
Jian Meng, (2007). A Geometric Theory for Synthesis, Analysis and Design of Sub-6 DoF Parallel Manipulators. Hong Kong : ProQues. Fuhai Gu, (2006). Design and Control of a 6 DOF Biped Robot. Canada : ProQues.
11. Gambaran Alat
D-10
Bidang Studi Elektro Industri Program Diploma 3 Teknik Elektro (Disnaker) Jurusan Teknik Elektro FTI – ITS
DRAFT PROPOSAL TUGAS AKHIR Nama Mahasiswa : 1 Aji Wijanarko NRP. 2211039018 2.Rizky Alfin Martian NRP. 2211039047 Judul Tugas Akhir : Rancang Bangun Sistem Simulator Pesawat dengan 6 derajat kebebasan ( 6DOF) berbasis mikrokontroler Pembagian Tugas No
Nama Mahasiswa
NRP
Job Diskripsi
1
Aji Wijanarko
2211 039 018
Rizky Alfin Martian
2211 039 047
Perancangan Integrasi Platform Pembuatan Rancangan Mekanik, Rancangan Elektronik Rancangan Softwere Pembuatan Laporan Perancangan Integrasi Joystick Pembuatan Rancangan Mekanik, Rancangan Elektronik Rancangan Softwere Pembuatan Laporan
2
Calon Dosen Pembimbing : 1 Ir. Harris Pirngadi , MT. NIP.198103252005011002
T.Tangan ____
2.Eko Pujiatno Matni, Spd NIP. 197103301994031002 T.Tangan ____ Uraian Judul Tugas Akhir : Teknologi 4 aksis yang digunakan anggap sebagai teknologi kurang bisa mewakili pergerakan pesawat di udara,dimana teknologi ini hanya mampu melakukan manufer maju,mundur , ke kanan dan ke kiri. Kondisi ini juga di akui oleh pihak TNI AU. Atas dasar itu dasar itu saya akan mengankat judul tentang system 6 aksis yang yang
D-11
kurang lebih bisa mewakili kondisi di lapangan. Sistem ini bergerak dengan 6 pergerakan putar yaitu naik-turun, kanan-kiri, pitch, yaw,roll. Sehingga sitem ini lebih komplek dari 4 dof atau 4 pergerakan yang sekarang di terapkan di Indonesia karena hanya terdiri dari majumundur,kanan kiri, naik turun dan yaw. Dari alas an merancang sebuah sistem simulator berbasis steward platform (6 dof) yang terdiri dari platform 6 dof , rangkain joystick,rangkaian USB To Com, rangkai servo controller dan Microsoft Flight Simulator X. Rangkaian joystick digunaka sebagai input dari sistem yang membuat game Microsoft Fligt Simulator X mengeluarkan data. Data tersebut kemudian di konversikan dan dikirimkan secara serial pada rangkaian servo controller untuk menggerakan platform yang menggunakan penggerak motor servo. Tingkat keberhasilan pada sistem ini setelah mengalami pengujian adalah cukup baik walau tidak bisa mewakili penuh kareana gerakan platform yang terbatas sistem yang ada bisa diterapkan pada actuator laoan karean metodenya sudah terbentuk. Kata Kunci : Steward Platform (6 Dof), Joystick, Komunikasi Serial, Motor Servo , Game Microsoft Flight Simulator X Latar Belakang Salah satu alutsista yang terpenting milik TNI AU untuk menunjang keutuhan dan keamanan Negara Kesatuan Republik Indonesia adalah Pesawat Tempur . Selain alutsista tentunya diperlukan sumber daya manusia yang unggul juga. Ada pepatah bijak mengatakan bahwa “sebaik-baiknya sebuah senjata tergantung pada kemampuan pemakainya”. Maka, untuk menunjang hal itu TNI AU sangat serius dalam mendidik dan membekali pilot pilotnya dengan pelatihan pelatihan baik simulasi ataupun pratik diudara secara langsung. Kondisi yang nyata diPusat Latihan Penerbangan TNI AU Yogyakarta pearalatan simulasi kendali pesawat tempur Indonesia kurang relevan dengan kondisi yang ada saat ini. Teknologi 4 aksis yang digunakan kami anggap sebagai teknologi kurang bisa mewakili pergerakan pesawat di udara, dimana teknologi ini hanya mampu melakukan manufer maju,mundur, ke kanan dan ke kiri. Kondisi ini juga diakui oleh pihak TNI AU. Sedang pada kenyataanya pesawat tempur bergerak dengan sudut sudut yang ekstrim. Teknologi ini memang sudah ada namun masih belum banyak yang memproduksi, hal ini membuat harganya sangat mahal dan didalam negri belum ada
D-12
vendor yang berani memproduksinya. Bahkan untuk alat simulasi yang dimiliki sekarang yaitu yang bebasiskan 4 dof saja masih impor dari rusia dengan harga yang juga sangat mahal, besamaan dengan pengadaan pesawat tempur sukhoi Su-30 MK tahun 2011. Hal ini jelas kurang relevan jika kita menginkan pilot pilot kita menjadi pilot pilot handal yang diperhitungkan di asia atau di dunia. Padahal, TNI AU sangat membutuhkan agar para pilot mudah beradaptasi dan siap dengan segala kemungkinan di udara.
Tujuan : Membuat sebuah sistem simulator pesawat tempur berbasis 6 aksis pergerakan ( 6 dof) dengan menggunakan motor servo. Mengitegrasikan hardwere 6 dof platform dengan game microsoft simulator x dan joystick 6 aksis.
Metodologi : Studi Pustaka dan Survey Data Awal: Materi yang terkait dengan pengukuran besaran temperatur dan kelembaban yang akan diukur dicari dari internet. ruang baca, dan perpustakaan. Materi meliputi teknik pengukuran, macam teknologi yang dipakai, dan cara analisis pengukuran. Perencanaan dan pembuatan hardwere : 1.Pembuatan mekanik penyangga mekanik 2.Pemasangan motor servo 3.Pembuatan rangkaian pulser 4.Komunikasi rangkaian elektronik dengan game simulator Penyusunsan sofwere interface dan integrasi softwere. Uji Coba dan Analisis Data: Uji coba dilakukan di Laboratorium dengan beberapa peralatan penunjang . Penyusunan Laporan: Penyusunan Laporan dilakukan setelah beberapa data pengukuran yang didapat sudah mencukupi.
D-13
Kebutuhana Peralatan dan Dana : Kebutuhan Alat Sewa
Kebutuhan Bahan Habis Pakai
Kebutuhan baiya Perjalanan
D-14
Kebutuhan Biaya Laporan
Manfaat/Relevansi : 1. Manfaat Untuk Masyarakat ( Dunia Penerbangan Indonesai dan TNI AD) 2. Membantu menyumbangkan sebuah gagasan baru berupa sistem simulator pesawat tempur bebasis 6 dof sebagai acuan untuk pengembangan simulator pesawat berbasis 6 dof
Gambaran Alat
D-15
D-16
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : Aji Wijanarko TTL : Jombang , 7-8-1991 Kelamin : Laki-laki Agama : Islam Alamat : Ds.Sumberejo RT 03/RW 01 Kec.Jombang Kab.Jombang Telp/HP : 085733567199 E-mail : [email protected]
RIWAYAT PENDIDIKAN 1. 1998 – 2004 : SD Negeri Sumberejo 2. 2004 – 2007 : SMP Negeri 1 Jombang 3. 2007 – 2010 : SMA Negeri 1 Jombang 4. 2011 – 2014 : D3 Teknik Elektro bidang studi Teknik Listrik FTI Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
PENGALAMAN KERJA 1. Kerja Praktek di PT.PLN (Persero) Area Pelayanan Mojokerto Jawa Timur 2. PT.IPMOMI PLTU Paiton Jawa Timur
PENGALAMAN ORGANISASI 1. Kepala Biro bidang Keilmiahan Departemen Kesejahteraan Mahasiswa Forum Komunikasi Mahasiswa D3 Teknik Elektro Industri ITS 2012-2013 2. Kepala Departemen Kesejahteraan Mahasiswa Forum Komunikasi D3 Teknik Elektro Industri ITS 2013-2014
E-1
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : TTL : Kelamin : Agama : Alamat :
Rizky Alfin Martian Kediri , 8-9-1993 Laki-laki Islam Dsn.Ngaglik RT 03/RW 03 Ds.Surat Kec.Mojo Kab.Kediri Telp/HP : 085790394463 E-mail : [email protected]
RIWAYAT PENDIDIKAN 1. 1999 – 2005 : SD Negeri Mojo 2. 2005 – 2008 : SMP Negeri 1 Mojo 3. 2007 – 2011 : SMA Negeri 7 Kediri 4. 2011 – 2014 : D3 Teknik Elektro bidang studi Teknik Listrik FTI Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
PENGALAMAN KERJA 1. Kerja Praktek di PT. Gudang Garam Tbk Kediri Jawa Timur 2. Kerja Praktek di PT. Bungawangsa Jatim Park Group Batu Jawa Timur
PENGALAMAN ORGANISASI 1. Staff Biro bidang Hubungan Luar Departemen Hubungan Luar dan Pengabdian Masyarakat Forum Komunikasi D3 Teknik Elektro Industri ITS 2012-2013. 2.Staff Biro Staff Biro bidang Pengabdian Mayarakat Departemen Hubungan Luar dan Pengabdian Masyarakat Forum Komunikasi D3 Teknik Elektro Industri ITS 2013-2014.
E-1
