SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI TERAPAN 2013 (Sekolah Vokasi UGM)
“Pengembangan Teknologi Terapan yang Unggul, Bermartabat, dan Profesional”
Yogyakarta, 26 Oktober 2013
SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2013 i
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL TEKNOLOGI TERAPAN (SNTT) 2013
ISBN 978-602-14066-2-5
© 2013 oleh: Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada
Hak Publikasi dilindungi oleh undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian maupun seluruh isi prosiding ini dalam bentuk apapun tanpa izin tertulis dari penerbit.
ii
SUSUNAN PANITIA Penanggung Jawab Ir. Hotma Prawoto, M.T. (Direktur Sekolah Vokasi) Ma’un Budiyanto, S.T., M.T. (Wakil Direktur bidang Penelitian Pengabdian dan Kerjasama) Wikan Sakarinto, S.T., M.Sc., Ph.D. (Wakil Direktur bidang Akademik & Kemahasiswaan) Wiryanta, S.T., M.T. (Wakil Direktur bidang SDM & Keuangan) Tim Penelitian & Pengabdian (PPM) SV UGM TAHUN 2013 Nursyamsu Hidayat, S.T., M.T., M.Eng. Agus Kurniawan, S.T., M.T. dr . Nurwestu Rusetianti, M.Kes., Sp.KK Esti puspitaningrum, S.T., M.Eng. Faizatush Sholikhah, M.A. Ir. F. Eko Wismo Winarto, M.Sc., Ph.D. Isnan Nur Rifai, S.Si. Diklusari Isnarosi Norsita, S.T.P., M.Si. Retno Galih J.W., A.Md. Sri Istiyani, S.E. Siti Muslikhah, S.E. Ibnu Masud Tim Pelaksana Fitri Damayanti Berutu, S.E., S.S., M.Sc. (Koordinator) Jayanthy Giantari Elisa Candra Eka Sari Sam Manisi Santi Astuti Sindy Oktiana Agitya Rachmatullah Rizky Rachmatika Putri Fera Dwi Lestari Naufanti Zulfah Dayat Fadila Muchammad Faizal Fahmi Suciati Sekarningrum S. La Muhammad Alif Abadi Novelia Sufian Adim Purnama Putra Nabilli Hilal Ramadani Mohammad Tsalatsa Rizal Rahmat Yulio Yohanes Bangun S. Armando Dhamara Ady Mustakin
Akuntansi Akuntansi Akuntansi Akuntansi Bahasa Korea Komputer & SistemInformasi Komputer & SistemInformasi Komputer & SistemInformasi Komputer & SistemInformasi Komputer & SistemInformasi Manajemen Manajemen Manajemen Teknik Elektro Teknik Geomatika Teknik Mesin Teknik Mesin Teknik Mesin Teknik Mesin Teknik Mesin iii
Tim Reviewer
Drs. Winarto
Dr. Budiadi, S.Hut., M.Agr.Sc
Aris Munandar, S.S., M.Hum
Rohman, S.Hut., MP
Drs. Muslikh Madiyant, M.Hum
Drh. Erif Maha Nugraha Setiawan, M.Sc
Drs. Machmoed Effendhie, M.Hum
Lilik Dwi Setyana, ST., MT
Suprapto, Drs., M.Ikom
Ir. Felixtianus Eko Wismo Winarto, M.Sc.,Ph.D
Abdul Ro’uf, M.Ikom Dr. Wahyudi Istiono, M.Kes Ir. Lukman Subekti, MT Muhammad Arrofiq, ST., MT., Ph.D Dr. Ir. Adi Djoko Guritno, MSIE Dr. Moh. Affan Fajar Falah, STP., M.Agr Agus Kurniawan, ST., MT., Ph.D Nursyamsu Hidayat ST., MT., Ph.D
Prof. Tri Widodo, M.Ec.Dev., Ph.D Dr. Sony Warsono, MAFIS Drs. Retnadi Heru Jatmiko., M.Sc Dr. Nurul Khahim, S.Si., M.Si Ir. Prijono Nugroho, MS., Ph.D Joko Setiono, S.H., M.Hum Prof. Bambang Purwanto., M.A
Alamat Sekretariat Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada Jl. Kaliurang KM 1, Sekip 1 Yogyakarta Telp/Fax: (0274) 588999 e-mail :
[email protected] website : www.sv.ugm.ac.id
SAMBUTAN KETUA PANITIA SNTT 2013
Pertama‐tama kita panjatkan puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan anugerah‐Nya kita dapat bertemu pada acara Seminar Nasional Teknologi Terapan (SNTT) 2013 dengan tema “Pengembangan Teknologi Terapan yang Unggul, Bermartabat, dan Profesional”. Seminar ini sesungguhnya dapat dikatakan sebagai kelanjutan penelitian dosen-dosen Sekolah Vokasi UGM. Kita menyadari bahwa memasuki era globalisasi kita dihadapkan pada fenomena perubahan yang sangat cepat pada bidang teknologi, informasi dan ilmu yang lainnya. Dalam proses perubahan tersebut timbul pula krisis sosial budaya, hukum, dan ekonomi serta etika. Oleh karena itu kita harus dapat menyikapi dan melihat dengan perspektif yang berkembang dari berbagai sudut pandang yang ada. Melalui seminar ini diharapkan kita dapat melengkapi kemampuan akademik secara komprehensif, baik dari sudut pandang teoritik maupun dari sudut pandang terapan. Maksud diadakannya SNTT‐2013 ini adalah para peneliti dapat saling bertemu sehingga dapat mempublikasikan hasil penelitianpenelitian yang telah dilakukan secara nasional, dan juga sebagai media interaksi antara para peneliti
dengan
dunia
industri
(mitra)
sehingga
Tridharma
Perguruan
Tinggi
dapat
diimplementasikan bagi kemajuan bangsa dan negara menuju kemandirian bangsa yang bermartabat. Di samping itu seminar ini juga diharapkan sebagai wadah link and match antara perguruan tinggi dengan industri. Dengan demikian, pengembangan riset, teknologi, dan kualitas akademik dapat lebih dipersiapkan menuju masyarakat mandiri dan unggul. Kita berharap seminar ini dapat mengintegrasikan ilmu dan teknologi sehingga mampu mengatasi permasalahan-permasalahan bangsa. SNTT-2013 menampilkan pembicara kunci Ir. R. Sudirman, M.M., Asisten Menteri Kementerian Lingkungan Hidup Republik Indonesia. SNTT‐2013 diikuti lebih dari 200 peserta pemakalah dari berbagai Perguruan Tinggi di Indonesia. Kami mengucapkan banyak terima kasih kepada para pemakalah sehingga seminar ini dapat berjalan sukses. Kami juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu terselenggaranya seminar ini. Selamat mengikuti diskusi dan berseminar. Semoga kontribusi yang diberikan oleh para peneliti dapat bermakna untuk kemakmuran dan kesejahteraan umat manusia.
Yogyakarta, 26 Oktober 2013
Fitri D. Berutu, S.E., S.S., M.Sc.
Daftar Isi Halaman Judul ............................................................................................................................ I Hak Cipta ................................................................................................................................... ii Susunan Panitia ........................................................................................................................ iii Kata Pengantar ......................................................................................................................... iv Daftar Isi .................................................................................................................................... v
Analisis Kelembagaan pada Program Sertifikasi Hutan Rakyat Di Kabupaten Gunungkidul ......................................................................................................... 1 Wiyono, Silvi Nur Oktalina Rotator Antena Televisi Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535 dan Ponsel Android ................... 9 Unang Sunarya , Danu Dwi Sanjoyo, Qushay Bagas Isworo Kandungan Nitrogen pada Lahan Bekas Erupsi Gunung Merapi yang Didominasi Acaciadecurrens ....................................................................................................................... 13 Puji Lestari, Prasetyo Nugroho Pengaruh Sistem Tata Usaha Kayu Hutan Rakyat terhadap Pendapatan Asli Daerah di Kabupaten Gunungkidul Daerah Istimewa Yogyakarta ........................................................... 17 Silvi Nur Oktalina Wiyono Pengaruh Permainan Berbasis Kearifan Budaya Lokal terhadap Derajat Depresi dan Kadar Kortisol Pada Siswa Taman Kanak-Kanak di Hunian Tetap Gondang Cangkringan Sleman ... 25 Hadianto Ismangoen, Sumarni Keunggulan dan Kelemahan Lampu Led Dibandingkan dengan Lampu Lhe........................ 35 Suyoto, Lukman Subekti, M. Sidik Sobari Analisis Unjuk Kerja Video Conference melalui Jaringan 3g ..................................................... 43 Budi Bayu Murti, Nur Rohman Rosyid Klasifikasi Citra Elektrokardiogram untuk Deteksi Kondisi Jantung ........................................... 50 Nur Sulistyawati Aplikasi Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (Anfis) untuk Klasifikasi Suara Jantung sebagai Alat Bantu Diagnosis Gangguan Jantung .................................................................. 60 Hidayat Nur Isnianto, Esti Puspitaningrum
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013)
Rangkaian Pemicu Berbasis Mikrokontroler untuk Thyristor...................................................... 68 Muhammad Arrofiq, R. Arif Tri Rahmawanto Pengaturan Kecepatan Motor Induksi Tiga Fase 90w dengan Inverter Berbasis Mikrokontroler ........................................................................................................................... 74 Lukman Subekti, Muhammad Arrofiq, Irshadi Azhhar Ekstraksi Ciri Sinyal Suara Manusia dengan Menggunakan Metode Pengolahan Grafik Sederhana ................................................................................................................................ 82 Esti Puspitaningrum, Hidayat Nur Isnianto, Maun Budiyanto Harmonik Tegangan dan Harmonik Arus Akibat Perbaikan Faktor Daya................................... 90 Maun Budiyanto, Daroto Analisis Karakteristik Kelulusan Mahasiswa dengan Pendekatan Aturan Asosiasi Fp-Growth Studi Kasus Program Diploma Teknik Elektro Ugm................................................................. 97 Sri Lestari, Y. Wahyo Setiyono
Sifat Elektrofisis Kabel Berisolasi Xlpe .................................................................................... 104 Daroto, Sri Lestari
Sistem Deteksi Kondisi Kolesterol dan Jantung Melalui Pengolahan Citra Iris Mata .............. 108 Nur Sulistyawati Pemetaan Wilayah Cakupan Komunikasi Seluler Berdasarkan Sebaran Spektrum Frekuensi Tinggi ...................................................................................................................................... 115 Budi Bayu Murti, Unan Yusmaniar Oktiawati
Sistem Monitoring Terpadu Pembacaan Sensor pada Mud Logging ....................................... 123 Rizal, Nur Sulistyawati
Perbaikan Akurasi Penambangan Log Serangan Malware Berdasarkan Data Nilai Hash Malware .................................................................................................................................. 128 Nur Rohman Rosyid, Ma'un Budiyanto
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Studi Penerapan E - Procurement pada Proses Pengadaan di Pemerintah Kota Yogyakarta ............................................................................................................................. 136 Bambang Herumanta, Agus Kurniawan
Pengaruh Penambahan Aspal Hayati Terhadap Sifat-Sifat Teknis Campuran Lapis Tipis Aspal Beton ............................................................................................................................ 145 Iman Haryanto, Wiryanta Kalibrasi Pengujian Kadar Air Antara Metode Speedy, Spiritus dan Oven di Laboratorium (Calibration Of Testing Moisture Between Speedy, Spiritus And Oven Methods In Laboratory) ............................................................................................................................. 152 Supriyono, Hotma Prawoto S.
Efektivitas Kinerja dan Desain Ulang Simpang Bundaran Mengacu pada Manual Kapasitas Jalan Indonesia 1997 (Performance Effectivity And Redesigning Of Roundabouts Referring To Indonesian Highway Capacity Manual 1997) ..................................................................... 160 Suwardo, Heru Budi Utomo
Pengaruh Keberadaan Utilitas Jalan Terhadap Tingkat Pelayanan Trotoar ............................ 171 Nursyamsu Hidayat, Suwardo Pengaruh Penambahan Bioaspal Terhadap Nilaistabilitas, Flow Dan Marshall Quotient Pada Campuran Lapis Aspal Beton.................................................................................................. 177 Heru Budi Utomo, Iman Haryanto Penyusunan Prioritas Pemeliharaan Infrastruktur Berbasis Penilaian Indek Kondisi .............. 184 Agus Nugroho, Supriyono
Identifikasi Produktifitas Tenaga Kerja Konstruksi Berdasarkan Ergonomis Kerja ................... 193 Hotma Prawoto S, Agus Nugroho
Pemanfaatan Abu Vulkanis Dan Kapur Sebagai Bahan Stabilisasi Subgrade (Volcanic Ash And Lime Utilization As Stabilization Material Subgrade) .................................................... 201 Devi Oktaviana Latif, Teguh Sudibyo
Kajian Mortar dengan Substitusi Limbah Karbit ....................................................................... 209 Edi Kurniadi, Fathi Basewed
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013)
Penggunaan Beton Serat Kelapa untuk Aplikasi Atap ............................................................. 216 Agus Kurniawan, Dian Sestining Ayu
Tinjauan Perubahan Perilaku Bata Beton (Paving Block) Akibat Penambahan Serat Alami dan Serat Buatan .................................................................................................................... 223 Dian Sestining Ayu, Bambang Herumanta Kajian Kuat Lentur dan Tarik Belah pada Penyambungan Beton Baru ke Beton Lama dengan Perekat Sikalatex Dan Paku ....................................................................................... 230 Fathi Basewed, Edi Kurniadi
Restorasi Kali Belik di Kawasan Kampus Ugm........................................................................ 239 Muhammad Sulaiman, Adhy Kurniawan
Sistem Informasi untuk Mendukung Sistem Tata Air Berkelanjutan di Kampus Ugm .............. 249 Adhy Kurniawan, Muhammad Sulaiman, Fahrudin Hanafi Optimalisasi Perancangan Turbin Air Jenis Pelton untuk Menghasilkan Torsi Maksimum yang Diaplikasikan Pada Air Terjun Sungai Minggir di Desa Sendangrejo, Kabupaten Sleman, Yogyakarta ................................................................................................................ 258 Surojo Analisis Pengaruh Penggunaan Sistem Minimum Quantity Lubrication (Mql) Terhadap Keausan Pahat dan Kekasaran Permukaan Benda Kerja ...................................................... 266 Budi Basuki, Istyawan Priyahapsara
Pengaruh Variasi Laju Regangan Linier Terhadap Data Hasil Uji Tarik Plat Aluminium ......... 272 Handoko, Benidiktus Tulung Prayoga Pemanfaatan Panas Pada Kompor Gas Lpg untuk Pembangkitan Energi Listrik menggunakan Generator Thermoelektrik ................................................................................ 280 Sugiyanto, Soeadgihardo Siswantoro
Potensi Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Savonius sebagai Alternative Pembangkitan Listrik Tenaga Angin .............................................................................................................. 286 F. Eko Wismo Winarto, Sugiyanto
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Memprediksi Nilai Konduktivitas Termal Buah Melon, menggunakan Pendekatan Metode Numerik, pada Proses Pendinginan Buah Secara Konveksi Alami.......................................... 293 Susanto Johanes, Fathurahman
Perbandingan Efisiensi Waktu dan Biaya Peleburan Dapur Lebur Listrik dengan Dapur Lebur Gas Lpg (Comparation Of Eficiency Time And Cost Melting Electric Furnace To Lpg Furnace) ................................................................................................................................. 300 Nugroho Santoso, Bambang Suharnadi Pengaruh Tungsten Terhadap Keausan Material Abrasion-Resistant Cast Iron ..................... 305 Lilik Dwi Setyana, Tarmono
Desain Stabilitas Sensor IMU (Inertial Measurement Unit) Pada Perangkat Autopilot Pesawat Udara Tanpa Awak ................................................................................................... 312 Setyawan Bekti Wibowo, Budi Basuki, Praja Sapta Pilihan Moda Antara Kereta Api dan Truk Untuk Angkutan Barang Dari dan Menuju Pelabuhan Tanjung Tembaga Probolinggo (Modal Choice Between Rail And Truck Freight To And FromThe Port Of Tanjung Tembaga In Probolinggo) ........................................................................................................ 319 Suwardo, Joko Murwono
Variasi Tekanan Injeksi pada Sepeda Motor Injeksi Berbahan Bakar Premium Terhadap unjuk Kerja Mesin ................................................................................................................... 329 Harjono, F. Eko Wismo W.
Pengaruh Injeksi Uap Air Terhadap Kualitas Gas Buang Pada Mobil Mitsubishi L300 ............ 336 Ir. Greg. Sukartono Pengujian Pengembangan Knalpot Hemat Energi Berbasis Generator Thermoelektrik pada Sepeda Motor Tipe Matic 110 Cc ........................................................... 345 Sugiyanto, Fathurahman, Andri Sepeda Motor Jenis Cub......................................................................................................... 352 F.X. Sukidjo, Ir., M.T, Erwin Saptanto
Data Handling System For Capturing And Managing Process Planner Knowledge ................ 357 Wikan Sakarinto, Hiroshi Narazaki, Keiichi Shirase
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Kekuatan Lentur Komposit Matriks Kaca Limbah dengan Penguat Partikel Aluminium Limbah yang Dibuat dengan Metode Tanpa Penekanan ......................................................... 367 Suryo Darmo
Estimasi Produktivitas Tanaman Padi Sawah Menggunakan Citra Alos Palsar Full Polarimetric di Sebagian Kabupaten Sleman .......................................................................... 375 Like Indrawati, Retnadi Heru Jatmiko Aplikasi Pemodelan Spasial 3 Dimensional untuk Model Medan Lapangan Nyata p ada Simulator Wahana Udara ........................................................................................................ 382 Barandi Sapta Widartono, Taufik Hery Purwanto
Perbandingan Akurasi Pemodelan Spasial Kerentanan Wilayah Terhadap Penyakit Leptospirosis Berbasis Ekologi dan Administrasi (Studi Kasus Di Kecamatan Bantul, Jetis Dan Imogiri Kabupaten Bantul) ....................................................................................................... 387 Prima Widayani, Iswari Nur Hidayati
Perbandingan Akurasi Pemodelan Spasial Kerentanan Wilayah Terhadap Penyakit Leptospirosis Berbasis Ekologi Dan Administrasi (Studi Kasus Di Kecamatan Bantul, Jetis dan Imogiri Kabupaten Bantul) ................................................................................................ 396 Sudaryatno, Agus Joko Pitoyo
Aplikasi Pemetaan Berbasis Partisipasi untuk Up-Dating Batas Wilayah Sebagian Kota Yogyakarta.............................................................................................................................. 404 Zuharnen, Ibnu Kadyarsi
Pengukuran Akurasi Posisi Menggunakan Gnss Rtk Berbasis Cors Sebagai Titik Ikat Koreksi Geometri Pada Citra Hasil Pemotretan Pesawat Udara Tanpa Awak ......................... 411 Karen Slamet Hardjo, R. Ibnu Rosyadi
Penggabungan Hard Classification Dan Soft Classification untuk Klasifikasi Penutup Lahan pada Citra Penginderaan Jauh Digital di Sebagian Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta ..... 415 R. Ibnu Rosyadi, Karen Slamet Hardjo
Pengaruh Modifikasi Sistem Pengapian Standar Menjadi Sistem Pengapian Ganda pada Kinerja Mesin Empat Langkah ............................................................................................... 419 Ir. Greg. Sukartono, Sujono
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Pemanfaatan Sistem Informasi Geografi untuk Analisis Ketahanan Pangan di Daerah Basis Pertanian Kabupaten Sleman ...................................................................................... 428 Rika Harini, Emilia Nurjani
Pemetaan Konsentrasi Klorofil-A Berdasarkan Data Digital Aqua Modis Level 1-A di Perairan Selat Bali................................................................................................................................. 439 Retnadi Heru Jatmiko, Yan Budiharti Flow-Line: A Proposed Method For Tracing Subterranean River Networks By Means Of Remote Sensing And Gis ................................................................................................... 449 Eko Haryono, Taufik Hery Purwanto
Pemanfaatan Sig untuk Analisis Sebaran Spasialperkembangan Harga Lahan di Kecamatan Sleman ............................................................................................................ 457 Sri Rahayu Budiani, Sudrajat
Ekstraksi Morfometri Daerah Aliran Sungai Dari Data Digital Surface Model (Studi Kasus Das Opak)............................................................................................................................... 465 Taufik Hery Purwanto
Kajian Akurasi Dtm Foto Udara Uav Sebagai Alternatif Penyedia Data Topografi ................... 475 Ruli Andaru, Rochmad Muryamto
Peningkatan Kualitas Videogrametri untuk Mendukung Manajemen Lalu Lintas ..................... 483 Harintaka, Christine Noegroho Kartini
Optimasi Jaring Kontrol Horisontal Berdasarkan Persyaratan Matriks Kriteria untuk Studi Geodinamika di Patahan Sungai Opak ................................................................................... 490 Dwi Lestari, Yulaikhah
Self-Adaptive User Interface For Dss Applied On Cnc Operator Knowledge Management System ................................................................................................................................... 498 Wikan Sakarinto, Surojo, Keiichi Shirase Penentuan Kecepatan Pergerakan Titik Kontrol Geodesi di Pulau Jawa ................................ 508 Hidayat Panuntun, Nurrohmat Widjajanti
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Pengaruh Pupuk Organik dan Pupuk Hayati Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Jagung (Zea Mays L.) di Lahan Tercemar Kromium Limbah Industri Penyamakan Kulit ............................. 521 Rizki Fauziah R, Irfan D. Prijambada, Tohari Konsolidasi Lahan Sawah Kawasan Situ Gede, Bogor .......................................................... 527 Yudith Vega Paramitadevi, Felisa Dwi Pramesthi Analisis Komparatif Risiko Produktivitas, Dan Efisiensi Produksi Kelapa Sawit Ptpn Iii dan Ptpn Xiv .......................................................................................................................... 532 Lili Dahliani Aplikasi Alat Pemotong Elbow Sebagai Solusi Kebutuhan Elbow Sudut Tertentu .................. 538 Wahyu Jaya , Nanang W , Nurul M
Peranan Sistem Informasi Manajemen Puskesmas (Simpus) Sebagai Alat Komunikasi Antar Tenaga Kesehatan di Puskesmas Gondokusuman Ii ............................................................. 547 Nur Rokhman, Nuryati
Penentuan Kandungan Klorofil Daun Tanaman Sagu Muda (Metroxylon Sagu Rottb.) dengan Menggunakan Spad 502 Chlorophyll Meter ........................................................................... 554 Ratih Kemala Dewi, H. M. H. Bintoro
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013)
DESAIN STABILITAS SENSOR IMU(INERTIAL MEASUREMENT UNIT) PADA PERANGKAT AUTOPILOT PESAWAT UDARA TANPA AWAK Setyawan Bekti W., Budi Basuki, Praja Sapta Program Diploma Teknik Mesin Sekolah Vokasi Universitas Gadjah Mada Jl. Yacaranda Sekip Unit IV Yogyakarta
[email protected]
Abstrak Beberapa misi penerbangan membutuhkan perangkat efisien dengan meminimalisir resiko personil penerbang. Pesawat udara tanpa awak (UAV) memiliki kemampuan yang cukup efektif dalam mengatasi kesulitan tersebut dengan resiko dan biaya yang lebih kecil. Kegunaan UAV untuk berbagai kegiatan baik sipil maupun militer
seperti untuk misi pengawasan
perbatasan, survilance, maupun pemotretan udara diperlukan kemampuan dari UAV untuk bisa terbang mandiri dengan stabilitas yang tinggi. Performa handal dari UAV tersebut ditentukan oleh kontroler autopilot yang akan mengendalikan UAV tersebut dengan akurasi yang tinggi terbang secara mandiri sesuai misi penerbangan yang diinginkan. Autopilot berisi sensor-sensor penting seperti GPS, altimeter dan IMU (Inertial Measurement Unit). Penggunaan IMU yang berisikan sensor accelerometer, gyroscope dan magnetometer sangat diperlukan untuk menjaga kestabilan pesawat. Data-data yang didapatkan dari sensor IMU akan diolah dengan methode Kalman filter dan menggabungkan beberapa data sensor menggunakan methode fusion untuk mendapatkan hasil yang presisi sehingga pengolahan data kestabilan menjadi lebih akurat. Hasil dari penelitian ini telah didapatkan sebuah prototipe autopilot dengan mengimplementasikan algoritma kestabilan pembacaan sensor IMU. Hasil pengujian sistem menggunakan metode ini menunjukkan tingkat keakuratan yang tinggi dengan nilai error mendekati 0% untuk sumbu x dan 0.1% untuk sumbu y. Kata kunci : UAV, Autopilot, Pesawat Tanpa Awak, Stabilisasi, IMU
merupakan
1. PENDHULUAN Teknologi
robot
sebagai
jenis
dikembangkan.
penggerak
robot
Akan
paling
tetapi
banyak
keterbatasan
otomatis sudah sangat banyak digunakan sebagai
terhadap akses tujuan (halangan maupun kondisi
alat bantu mulai dari rumah tangga hingga
permukaan tanah) pada kondisi-kondisi tertentu
keperluan
menyebabkan
militer.
Robot
darat
dengan
kelemahan
pada
robot
darat
sehingga mengalami kesulitan dam mencapai
menggunakan penggerak roda maupun kaki
312
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) tujuan. Untuk mengatasi hal tersebut maka perlu
ADAHRS (Air Data Attitude Heading Reference
dikembangkan robot udara atau pesawat udara
System) yang memberikan data-data pembacaan
tanpa
sebagai
keadaan dan perilaku pesawat berupa berupa
Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Penggunaan
ketinggian, koordinat posisi, kecepatan, tekanan
UAV sebagai alternatif pesawat berawak memiliki
udara,
beberapa keuntungan seperti pengawasan lebih
pesawat berupa roll, pitch, dan yaw.
awak
yang
sering
disebut
efektif, biaya operasional lebih hemat serta
temperature, Untuk
mengurangi resiko bagi personil penerbang.
kondisi
bisa
manual
serta
perilaku
mengubah menjadi
(attitude)
operator
sistem
dari
autopilot
Pesawat udara tanpa awak merupakan
diperlukan identifikasi data terbang (flight data)
pesawat udara yang dapat melakukan misi secara
ADAHRS yang akan digunakan sebagai sumber
mandiri dengan menggunakan beberapa sensor-
data autopilot. Setelah dilakukan pemodelan
sensor, komputer, penggerak dan sistem kendali.
untuk mendapatkan karakteristik terbang pesawat
Pesawat udara tanpa awak dengan sayap tetap
udara tanpa awak, perlu ditambahkan algoritma
(fixed wing) memiliki banyak kegunaan dan
untuk stabilitas terbang pesawat agar pesawat
aplikasi baik untuk keperluan militer maupun sipil,
mampu terbang secara mandiri.
antara lain : pengintaian, pesawat udara tanpa
Penggunaan sensor Inertial Measurement
awak tempur, pengawasan, inspeksi, survey,
Unit (IMU) yang berisikan sensor Accelero, Gyro,
pencarian dan penyelamatan, pemetaan dan lain-
dan Magneto sangat signifikan sebagai informasi
lain. Beberapa jenis pesawat udara tanpa awak
terhadap kondisi kestabilan pesawat. Pembacaan
memiliki ukuran dan spesifikasi sesuai dengan
data yang stabil dan akurat akan mempengaruhi
kebutuhan misi maupun besarnya biaya.
autopilot
dalam
mengambil
keputusan
Keterbatasan pandangan operator dan
pengendalian pesawat udara secara mandiri.
jarak jelajah mengakibatkan perlunya sistem
Oleh karenannya perlu dilakukan pengembangan
autopilot UAV sehingga pesawat udara akan
algorithma terhadap pembacaan data sensor IMU.
terbang secara mandiri sesuai arahan navigasi
Dalam penelitian ini akan dirancang dan
dan mengirimkan data ke stasiun bumi (ground
dibuat sistem stabilitas terbang pada pesawat
digunakan
udara tanpa awak sebagai pengembangan sistem
sebagai pengendali pesawat haruslah mempunyai
autopilot dengan menerapkan algoritma fusion
kemampuan
sensor dan Kalman filter untuk stabilitas data
segment).
Sistem
autopilot
mengatur
yang
dan
mengendalikan
pesawat sesuai misi yang telah ditentukan. Oleh karenanya
diperlukan
sistem
berfungsi
menggantikan
autopilot
operator
pada sensor IMU.
yang dalam
2. DASAR TEORI DAN TINJAUAN
mengoperasikan pesawat udara tanpa awak.
PUSAKA
Flight Control System merupakan salah satu bagian yang penting dalam sebuah UAV.
Sebuah pesawat memiliki 3 translational
Yang mana dalam Flight Control System terdapat
motions (vertical, horizontal, dan transversal), tiga
fungsi yang dapat digunakan untuk menentukan
rotational motion (pitch, yaw, dan roll) dan
posisi keadaan pesawat agar tetap stabil dan
beberapa
sesuai dengan misi terbang yang dilakukan.
mengurangi komplektivitas dari model matematis
Pengontrolan posisi keadaan pesawat disini
maka
membutuhkan sebuah informasi data – data dari
diasumsikan pergerakan pesawat memiliki deviasi
313
kebebasan
digunakan
sudut
elastis.
penyederhanaan.
Untuk
Pertama,
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) kecil dari equilibrium kondisi terbangnya. Kedua,
serta perangkat lain yang membutuhkan data
diasumsikan pesawat dapat dianalisa dengan
attitude heading maupun altitude-nya.
memisahkan persamaan menjadi 2 bagian yaitu: -
-
Kalman filter juga dikenal sebagai (LQE),
Linear
adalah
sebuah
Persamaan Longitudinal : terdiri dari gaya X,
Quadratic
Estimation
gaya Z, dan persamaan momen pitch.
algoritma
yang
Persamaan lateral: terdiri dari gaya Y dan
pengukuran yang diamati dari waktu ke waktu,
persamaan momen yaw serta roll.
mengandung
menggunakan
noise
ketidakakuratan
serangkaian
(variasi
lainnya,
acak)
dan
dan
menghasilkan
perkiraan vertikal yang tidak diketahui yang cenderung lebih tepat daripada yang didasarkan pada pengukuran tunggal saja (Mou, 2005). State dari system pada waktu k ditunjukkan pada persamaan :
… 1) Dan Gambar 1. Kendali gerakan pesawat
model
pengukuran
menggunakan persamaan :
Inertial Measurement Unit (IMU) merupakan salah
satu
komponen
terpenting
…….. (2)
dalam
Penggunaan
melakukan control system pada keadaan UAV.
Kalman
Mangoose adalah sebuah platform IMU yang
BMP085
barometric
dan
magnetometer,
pressure
sensor
dimungkinkan
…… 3
dalam
Setelah dilakukan update perhitungan
sebuah board PCB berukuran mini. Data dari
innovation dan kalman gain maka dapat di update
sensor diproses oleh sebuah ATMega328P yang
estimasi dari posteriori pada keadaan sekarang.
telah ditanamkan Arduino bootloader di dalamnya.
Dimana
Output dari modul ini dapat diakses melalui
persamaan
estimasi
………..(4)
ditanamkan firmware AHRS yang dirancang dan untuk
mendukung
gyro
dan
Setelah
magnetometer yang baru serta tambahan sensor barometric
pressure.
menyediakan
sebuah
Mangoose
juga
telah
Windows
GUI
untuk
posteriori
ditunjukkan pada persamaan 2.
koneksi serial. Dalam board ini juga telah telah diupdate
untuk
ditunjukkan pada persamaan :
accelerometer, ITG-3200 triple axis gyroscope, axis
sangat
menggunakan
Iterasi penggunaan fusion Kalman filter akan
Board ini mengkombinasikan ADXL345 triple axis triple
filter
data
Fusion
memperbaiki keluaran dari sejumlah data sensor.
berukuran kecil yang sudah berfitur lengkap.
HMC5883L
dengan
Zk
kemudian
dilakukan
dilakukan
covariance matriks sebelumnya
menampilkan semua data dari sensor-sensor
estimasi
estimasi
tersebut
priori
berdasarkan error
yang didefinisikan seperti
persamaan 5.
secara real-time. Mongoose banyak digunakan
….. 5
pada aplikasi autopilot, UAV, image stabilization,
314
error
pada
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Beberapa penelitian yang berkaitan dengan
Mou
(2005)
telah
mengembangkan
autopilot dan sistem kestabilan terbang telah
algoritma
banyak dilakukan.
mengoptimalkan untuk penggunaan data fusion. Dari
Setyawan dan Hilmi (2011) mengembangkan
karakteristik terbang pada pesawat udara jenis
diimplementasikan udara
pada
tanpa
pengendali
awak.
mengimplementasikan
yang
hasil
untuk mengembangkan algorithma kesetabilan
pesawat bisa
pemodelan
pada
bahwa
Proses utama dalam penelitian ini adalah
akan
Untuk
menyebutkan
dan
3. METODE PENELITIAN
Wing Dragon. Hasil dari pemodelan adalah dasar
penelitian
Filter
dalam proses komputasinya.
pesawat udara tanpa awak untuk mengetahui
terbang
hasil
Kalman
penggunaan Kalman Filter lebih ringan dan efisien
pemodelan untuk sistem identifikasi terhadap
persamaan
untuk
data sensor IMU dan mengimplementasikan dalam perangkat autopilot pesawat udara tanpa awak.
pesawat udara tanpa awak perlu ditambahkan
Secara
algoritma untuk stabilitas terbang dari pesawat,
umum
rancangan
penelitian
disajikan pada Gambar 2.
sehingga bisa terbang mandiri secara aman. Adrianus Prima telah melakukan sebuah penelitian terkait dengan pesawat tanpa awak sayap
tetap,
difokuskan
dimana
pada
penelitian
bagian
tersebut
ADAHRS.
Bagian
tersebut menangani data inputan apa saja yang diterima oleh pesawat tanpa awak yang nantinya data tersebut digunakan sebagai kontrol pada system autopilot. ADAHRS yang dibuat dalam penelitian
tersebut
terdiri
dari
IMU,
GPS,
BMP085,dan sensor kecepatan. (Adrianus, 2012). Setyawan (2012) mengembangkan perangkat autopilot untuk berbasis
pesawat udara tanpa awak
mikrokontroller
Autopilot ini beberapa
Gambar 2. Alur Penelitian
ATXMega128AU.
dikembangkan untuk membaca
sensor
yang
diperlukan
Pada
peneelitian
ini
akan
sebagai
mengimplementasikan metode Kalman filter yang
ADAHRS dan sistem komunikasi dengan ground
diterapkan pada code program C++. Untuk
station (GS).
mengimplementasikan
Langkah pertama yaitu proses predict,
pada IMU. Sistem yang dibuat meliputi fusion dan
gyroscope
tersebut
dan update.
berhasil mengembangkan Algoritma Kalman Filter accelerometer
filter
dilakukan beberapa tahapan yaitu tahap predict
Lauszus (2012) pada penelitian-nya telah
sensor
Kalman
dimana
yang
proses
tersebut
melakukan
prediksi
keadaan sekarang dan error covariance matrik
kemudian digunakan pada robot penelitiannya
pada waktu k. Filter akan mencoba mengestimasi
yang disebut dengan Balancing robot.
state sekarang berdasarkan pada semua keadaan
315
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) sebelumnya dan menggunakan perhitungan dari
Pembacaan data sensor IMU dilakukan
gyro. Persamaan untuk proses ini disebut dengan
untuk masing-masing sumbu X, Y, dan Z dan
priori state yang ditunjukan pada persamaan 6.
selanjutnya diterapkan pada algoritma fusion sensor dan Kalman Filter. Pengujian dilakukan dengan
membandingkan
data
hasil
yang
diperoleh sebelum dilakukan algoiritma maupun setelahnya serta hasil respon oleh servo akibat
…… 6)
koreksi error dan implementasi algoritma.
Estimasi priori dari sudut adalah
4. PEMBAHASAN
,
Pada
ini sebanding dengan estimasi state sebelumnya
keluaran sudut tanpa menggunakan Kalman filter.
langsung estimasi bias keadaan sekarang maka
Pengujian
biasnya dianggap sama sebelum dan sesudahnya
180
adalah
sudut
o
pada
keadaan
diam
tanpa
diberikan
data untuk accelerometer disajikan dalam Tabel 1
keras yang terdiri dari IMU GY-86 dengan
dan Gambar 4.
mikrokontroller Arduino UNO R3 serta servo sebagaimana
diberikan
gangguan berupa getaran. Hasil dari pengambilan
kemiringan pesawat udara digunakan perangkat
penggerak
yang
accelerometer pada dua sudut istimewa yaitu
implementasi
penggunaan algoritma ini sebagai penstabil data
sebagai
accelerometer
data mentah yang diproses langsung menjadi
dan delta time. Karena tidak dapat dihitung secara
dalam
sudut
dilakukan pengamatan dari keluaran nilai raw atau
dijumlahkan dengan waktu unbias rate
Selanjutnya
pengujian
tersajikan
Sementara
dalam gambar 3 di bawah.
untuk
data
mentah
dari
gyroscope ditunjukkan pada Tabel 2 dan Gambar 5. Jumlah data yang diambil untuk masing-masing sensor
sejumlah
500
data
baik
untuk
accelerometer maupun gyroscope. Tabel 1. Data sudut accelerometer pada o kemiringan 180 o o Sudut X ( ) Sudut Y( ) Max 181.73 181.43 Min 179.62 179.67 Rata - rata 180.6403 180.4798 Std-dev 0.388336 0.292286 Gambar 3 Konfigurasi perangkat keras Untuk melakukan pengujian pembacaan data kemiringan dan respon yang dilakukan servo perlu dilakukan kalibrasi terhadap posisi sudut masing-masing servo pada saat kondisi normal pesawat udara. Sudut tersebut sebagai sudut Gambar 4 Grafik sudut accelerometer pada o keadaan diam 180
reverensi besarnya nilai perubahan kemiringan pesawat udara saat melakukan gerakan terbang.
316
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Dari
data
oleh
terdapat juga data getaran yang berefek pada
accelerometer menunjukkan data yang berosilasi
terjadinya noise. Pada sudut yang dihasilkan oleh
baik untuk sumbu x maupun sumbu y. Standar
gyroscope data yang dikeluarkan tidak terdeteksi
deviasi untuk sudut X sebesar 0,388336 yang
adanya getaran, namun pada gyroscope tersebut
berarti
dalam
terdapat perubahan bias kondisi nol nya terhadap
pembacaan berkisar diantara angka ±0,38 dari
waktu yang mengakibatkan munculnya drift atau
nilai rata – rata bacaan. Sedangkan untuk sudut Y
saat mengintegralkan luarannya menjadi sudut.
sebaran
yang
variasi
dikeluarkan
yang
terjadi
didapatkan standar deviasi sebesar 0.292286
Dan dengan menggabungkan hasil dari
yang berarti sebaran dari variasi pembacaan
kedua data sensor menggunakan fusion data dan
sudut Y berkisar diantara nilai ±0,29 dari nilai rata
dengan
mengimplementasikan
– rata bacaan tersebut.
Kalman
filter
maka
dari
pada hasil
metode pengujian
didapatkan grafik pada Gambar 6 dan Gambar 7,
Tabel 2. Nilai sudut gyroscope pada posisi
yang mana data yang dikeluarkan memiliki
o
Max Min Rata – rata Std-dev
kemiringan 180 o o Sudut X ( ) Sudut Y ( ) 180.59 180.86 179.12 179.58 179.85402 180.21988 0.42697477 0.36884696
keakuratan seperti accelerometer dan memiliki data yang sedikit noise dari getaran yang dimiliki oleh sifat gyroscope.
Gambar 6 Grafik sudut accelerometer dengan o FK pada kemiringan sensor 180
Gambar 5 Grafik sudut gyroscope keadaan diam o pada posisi kemiringan sensor 180 Dari Gambar 5 tersebut dapat diketahui sifat dari keluaran sudut gyroscope pada keadaan diam saat belum diolah. Pada setiap perubahan data terdapat pengurangan pada sudut X dan penambahan dikeluarkan
pada oleh
sudut
gyroscope
Y.
Data
tidak
Gambar 7 Grafik sudut gyroscope dengan KF o pada kemiringan sensor 180
yang
Tabel 3. Nilai sudut Kalman filter pada posisi o kemiringan 180
terdeteksi
adanya getaran, namun pada gyroscope tersebut
Sumbu X
terdapat perubahan bias kondisi nol nya terhadap waktu yang mengakibatkan munculnya drift atau datanya
melayang
tidak
statis
saat
mengintegralkan luarannya menjadi sudut. Dari hasil pengujian sudut yang dilakukan dengan penggunaan Kalman Filter didapatkan
Sdt Busur o ( )
KalX o ( )
Selisih o ( )
Error (%)
Akurasi (%)
90
90.0
0.0
0.0
100.0
180
179.9
0.1
0.1
99.9
270
270.1
0.1
0.0
100.0
360
359.8
0.2
0.1
99.9
0.0
100.0
Rata – rata Sumbu Y
hasil pada saat awal accelerometer menghasilkan sudut dengan keakuratan yang baik namun
317
Seminar Nasional Teknologi Terapan – SNTT 2013 (26/10/2013) Sdt Busur o ( )
KalY o ( )
Selisih o ( )
Error (%)
Akurasi (%)
penelitian Sekolah Vokasi dan kepada Komunitas
90
90.2
0.2
0.2
99.8
wadah dalam kelompok peneliti pesawat udara
180
180.0
0.03
0.0
100.0
270
269.8
0.22
0.1
99.9
tanpa awak UGM.
360
359.7
0.3
0.1
99.9
0.1
99.9
Rata – rata
Pengujian
sensor
IMU
N2 UAV Gama Universitas Gadjah Mada sebagai
7. DAFTAR PUSTAKA Prima, A., 2012, “Purwarupa Inertial Measurement Unit dengan 9 Derajat Kebebasan Untuk Platform Unmanned Aerial Vehicle Sayap Tetap”, Skripsi, Jurusan Ilmu Komputer dan Elektronika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
menggunakan
algoritma Kalman filter juga dilakukan dengan melakukan suatu rotasi kemiringan sudut pada sensor dengan mengamati data keluaran dalam keadaan
tersebut
dengan
dibandingkan
menggunakan busur sudut dimana busur sudut
Lauszus, K., 2012, “A Practical Approach to Kalman Filter and How to Implement It.
o
tersebut memiliki tingkat ketelitian sebesar 0,5 . Data hasil pengujian dinamis dari penggunaan metode
Kalman
filter
pada
sensor
Mau, Sandra. 2005. What is the Kalman Filter and How can it be used for Data Fusion, Robotic Math Report of experiments “PROSPECT: Wide Area Prospecting Using Supervised Autonomous Robots.”, NASA
IMU
ditunjukkan pada Tabel 3. Dari hasil pengujian tersebut didapatkan suatu perbandingan antara sensor dengan alat
Setyawan dan Hilmi, 2012, Desain Sistem Identifikasi untuk Pengembangan Autopilot Pesawat Udara Tanpa Awak, Penelitian DPP-SV UGM Setyawan, 2012, Desain Sistem Identifikasi untuk Pengembangan Autopilot Pesawat Udara Tanpa Awak, Penelitian Dosen Muda, LPPM-UGM
ukur sebenarnya dimana selisih yang didapatkan merupakan error dari sensor terhadap nilai ukur sebenarnya, dimana error tersebut untuk masing – masing sumbu X dan Y adalah 0.0% dan 0.1%.
5. KESIMPULAN DAN SARAN Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahawa penggunaan metode fussion sensor pada Kalman Filter dapat memperbaiki pembacaan sensor IMU untuk menjaga posisi kesetimbangan pada pesawat udara tanpa awak. Pada metode ini nilai error yang terjadi pada besaran sudut respon balik dibandingkan dengan perubahan kondisi kemiringan pesawat sebesar 0% untuk sumbu X dan 0.1% untuk sumbu Y, sehingga hasil dari penelitian ini bisa digunakan
sebagai
algoritma
dalam
sistem
autopilot pada pesawat udara tanpa awak.
6. UCAPAN TERIMA KASIH Ucapan terima kasih disampaikan kepada Direktur Sekolah Vokasi atas bantuan dana
318
