10
2.2 SENSOR SUDUT KEMIRINGAN
GY-521 adalah modul sensor sudut kemiringan yang di dalamnya tedapat chip MPU6050 didalamnya terdapat accelerometer dan gyrometer tiga axis. Keluaran
sensor diakses menggunakan antarmuka I2C. Rentang skala accelerometer ±2g higga ±16g. Modul ini dapat dicatu dengan menggunakan tegangan minimal 3.3V
karena memiliki regulator arus searah linier 3.3V LDO Low Drop Output.
Gambar 2.6. Skema Rangkaian GY-521
Gambar 2.5. Bentuk Fisik GY-521
11 …. 1
…. 2 Berikut merupakan penjelasan konfigurasi pin output pada gambar 4 :
- VCC : Tegangan input
- GND : Ground
- SCL
: Serial Clock Line dalam protokol pengiriman data i2c. -
SDA : Serial Data Line dalam protokol pengiriman data i2c. -
XDA : Serial Data Line dalam protokol pengiriman data i2c. -
XCL : Serial Clock Line dalam protokol pengiriman data i2c. -
AD0 : Pemilihan address sensor, apabila bernilai high 0x69 -
INT : Pin untuk interrupt.
Output pin chip digital adalah open collector dengan logic high adalah floating dan logic low adalah 0 V. Sehingga harus ditambahkan resistor sebagai pull-up
yang disambung pada pin I2C untuk membuat nilai floating menjadi nilai high. Di dalam perancangan ini, GY-521 dengan keluaran output accelerometer dan
gyrometerm digunakan untuk mengukur besarnya sudut. Cara untuk menentukan sudut adalah :
1. Menghitung nilai percepatan dan kecepatan sudut
Agar perhitungan dapat akurat ditentukan terlebih dahulu nilai sensitivitas, agar hasil accelerometer dalam satuan g dan gyro dalam satuan °detik .
Keluaran dari MPU6050 dapat mengukur hingga percepatan ±16g, serta kecepatan sudut 2000°detik
=
��
� ⁄
��
= � � = �
� � � ⁄
16384 untuk sensitivitas ±2g 8192 untuk sensitivitas ±4g
4096 untuk sensitivitas ±8g 2048 untuk sensitivitas ±16g
= �
°detik =
��
� ⁄
12 …. 3
…. 4
…. 5
��
= � � = �
� � � ⁄
13,1 untuk sensitivitas 250° 65,6 untuk sensitivitas 500°
32,8 untuk sensitivitas 1000° 16,4 untuk sensitivitas 2000°
= � °detik
2. Menghitung sudut
Setelah didapatkan nilai percepatan gravitasi dan kecepatan sudut tiap sumbu x, y, dan z, nilai-nilai tersebut dapat dimasukan dalam persamaan. Percepatan
gravitasi merupakan vector, dengan menggunakan persamaan pytagoras tiga dimensi dapat diketahui besarnya sudut yang terukur dengan menggunakan
persamaan :
� =
−
[ √
+ ]
� = � ℎ
ℎ � �
� =
−
[
� √�
2
+ �
2
] � = �
ℎ ℎ �
�
� =
−
[ √
+ ]
� = � ℎ
ℎ � �
13 Gambar 2.7. Sudut yang Terukur Sensor pada Sumbu X, Y, Dan Z
…. 6
…. 7 Dari perhitungan nilai yang terukur dalam satuaan radian, untuk
mengubahnya dalam
satuan derajat
dikalikan dengan
konstanta 57.295779513 yang didapat dari :
= 8
� 3.
Filtering nilai sudut Seluruh sensor elektronika pasti memiliki noise, untuk memperkecil nilai
noise dibutuhkan filter. Filter yang digunakan pada perancangan ini adalah complementary filter. Complementary filter menggabungkan nilai yang
terukur pada accelerometer dengan nilai gyrometer. Faktor slerp adalah nilai konstanta dari complementary filter yang memiliki nilai nol hingga satu.
�
�
= ∗ �
�−
+ ∗
�
+ −
∗
�
�
= � � �
�
�−
= � � �
− = �
= � = �
�
= �
14 GY-521 menggunakan Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar
komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didesain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL Serial Clock
dan SDA Serial Data yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya. Piranti yang dihubungkan dengan sistem I2C Bus dapat dioperasikan
sebagai master dan slave. Master adalah piranti yang memulai transfer data pada I2C bus dengan membentuk sinyal start, mengakhiri transfer data dengan membentuk
sinyal stop, dan membangkitkan sinyal clock. Slave adalah piranti yang dialamati master [10].
2.3 KONTROLER
