Perancangan Dan Implementasi Muatan Roket Sebagai Pengindera Parameter Metrologi

iv

ABSTRACT

A technological development of rocket has growing rapidly, especially to the outer space and aerospace. It is used for payload carrier in meteorological parameter measurement. By the study, design a payload with specialization in meteorological measurement involves temperature, humidity, and air pressure.

Payload uses basic stamp 2p40 microcontroller as a control unit, SHT75 for temperature and humidity, MPXA6115A6U for air pressure, and completed by MMA3201EG to find out a velocity of gravity experienced by payload Hitachi HM55B serve as compass censor of controlling system reference brushless motor and propeller as an actuator. Payload moving autonomously for seeking based on set point.

The measurement result of censors transformed to the computer in wireless. It is shows that all censors working properly with temperature reading level of

98,1% in achievement of 30 sampling data, with average error of 0,5oC. The

range of achievement in humidity reading is 91,2% of 30 sampling data with average error of 5,3%RH. The range of achievement in air pressure reading is 97,7% of 30 sampling data with average error of 2,1kPa. The data sampling transformation period in average is 0,38 second/data without impairment. The range of achievement in payload seeking by examination result is 93,1% of 50

sampling data with average error of 2,06o.

iii

ABSTRAK

Perkembangan teknologi roket telah berkembang pesat, terutama di dunia antariksa dan kedirgantaraan. Roket digunakan sebagai pembawa muatan roket

(payload) yang berfungsi untuk mengukur parameter meteorologi. Pada penelitian

ini, dirancang sebuah payload yang dapat mengukur parameter meteorologi diantaranya pengukuran suhu, kelembaban dan tekanan di udara.

Payload ini menggunakan mikrokontroler basic stamp 2p40 sebagai control

unit, SHT75 sebagai pengukur suhu dan kelembaban, MPXA6115A6U sebagai

pengukur tekanan udara, dan dilengkapi juga dengan MMA3201EG untuk mengetahui percepatan gravitasi yang dialami payload, hitachi HM55B sebagai sensor kompas untuk referensi sistem kendali, brushless motor dan propeller

sebagai aktuator. Payload dapat bergerak secara autonomous mencari arah gerak

(seeking) sesuai dengan set point yang diberikan.

Hasil pengukuran sensor-sensor tersebut akan dikirim ke komputer melalui jalur udara (wireless). Hasil pengujian menunjukkan semua sensor dapat bekerja dengan baik, tingkat keberhasilan pengujian pembacaan suhu, yaitu 98,1% dari 30 data sampling dengan rata-rata error 0,5oC. Tingkat keberhasilan pengujian pembacaan kelembaban, yaitu 91,2% dari 30 data sampling dengan rata-rata error

5,3%RH. Tingkat keberhasilan pengujian pembacaan tekanan udara, yaitu 97,7% dari 30 data sampling dengan rata-rata error 2,1kPa. Waktu sampling pengiriman data rata-rata yang diperoleh, yaitu 0,38 detik/data tanpa adanya data yang rusak. Tingkat keberhasilan pencarian arah gerak payload (seeking) berdasarkan hasil pengujian, yaitu93,1% dari 50 data sampling dengan rata-rata error 2,06o.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Penguasaan teknologi roket di dunia antariksa dan kedirgantaraan saat ini sangatlah penting karena roket dibutuhkan untuk memenuhi berbagai macam keperluan suatu bangsa atau negara. Indonesia sebagai negara yang mempunyai batas wilayah yang sangat luas haruslah menguasai teknologi roket tersebut guna menunjang kemandirian bangsa pada sektor lain.

Pada umumnya roket digunakan untuk kebutuhan di bidang militer, seperti roket kendali (missile). Namun, roket digunakan juga untuk kebutuhan pengorbitan wahana antariksa, seperti pengorbitan satelit dan sebagai pembawa muatan yang disebut Roket Uji Muatan (RUM) yang dibuat dengan tujuan membawa muatan yang dinamakan payload. Payload adalah instrumen yang dimuat dalam roket untuk memenuhi misi tertentu, salah satunya pengukuran parameter meteorologi yang meliputi pengukuran suhu, kelembaban dan tekanan di udara.

Pada kesempatan ini penulis melakukan perancangan sebuah payload yang dapat mengukur parameter meteorologi sebagai tugas akhir. Sesuai dengan topik yang diangkat, penulis memberi judul pada tugas akhir ini, yaitu: “Perancangan dan Implementasi Muatan Roket sebagai Pengindera Parameter Meteorologi”.

1.2Rumusan Masalah

Permasalahan yang akan dibahas pada tugas akhir ini adalah:

1. Bagaimana merancang sistem pengiriman data pengukuran parameter meteorologi menggunakan frekuensi radio.

2. Bagaimana sistem ini dapat melakukan pencarian arah gerak payload

sesuai dengan set point yang diberikan.

2 1.3Maksud dan Tujuan

Maksud dari perancangan tugas akhir ini adalah merancang payload yang dapat mengirimkan data pengukuran parameter meteorologi, di antaranya: pengukuran suhu, kelembaban dan tekanan udara dengan memanfaatkan media

wireless menggunakan frekuensi radio serta merancang sistem kendali yang dapat

melakukan pencarian arah gerak payload sesuai dengan set point yang diberikan. Sedangkan, tujuan dari tugas akhir ini adalah hasil data pengukuran tersebut dapat digunakan oleh lembaga meteorologi untuk prakiraan cuaca maupun pemetaan kondisi alam suatu lokasi.

1.4Batasan Masalah

Pada perancangan yang akan dibuat ini terdapat beberapa batasan masalah, yaitu:

1. Penggunaan mikrokontroler Basic Stamp 2p40.

2. Penggunaan brushless motor dan ESC (Elektronic Speed Control)

sebagai aktuator propeller yang dikendalikan oleh mikrokontroler. 3. Penggunaan baterai LiPo (Lithium Polymer) sebagai sumber tegangan. 4. Penggunaan kontrol PID (Proporsional Integral dan Derivatif) sebagai

pengontrolan sistem kendali untuk pencarian arah gerak payload.

5. Ukuran dan berat payload yang dibuat, yaitu: diameter (100 ± 1) mm, tinggi (200 ± 1) mm dan berat (1000 ± 10) g.

6. Sensor-sensor yang digunakan pada payload, yaitu: Kompas : Hitachi HM55B

Accelerometer : MMA3201EG

Suhu dan Kelembaban : SHT75 Tekanan Udara : MPXA6115A6U

7. Mode komunikasi lewat radio secara half duplex, radio yang digunakan YS-1020UB RF Data Transceiver.

3 1.5 Metode Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan penulis di antaranya: 1. Studi Kepustakaan

Melakukan pengumpulan bahan materi yang berhubungan dengan tugas akhir, seperti buku-buku dan browsing di internet serta melakukan pengumpulan komponen-komponen yang dibutuhkan pada perancangan

payload yang dibuat.

2. Perancangan

Mengaplikasikan teori yang didapat dalam perancangan sistem untuk perangkat keras dan perangkat lunak

3. Percobaan Eksperimental

Melakukan ujicoba perangkat keras maupun perangkat lunak, meliputi pengujian setiap komponen atau sensor-sensor dengan mengkalibrasi setiap sensor yang digunakan.

4. Pengujian

Melakukan pengujian alat secara keseluruhan, yaitu pengujian payload

yang dibuat. 5. Analisa data

Melakukan analisa berdasarkan hasil pengujian payload yang dibuat. 6. Simpulan

Mengambil sebuah simpulan dari hasil analisa yang dilakukan. 7. Laporan

Membuat laporan berdasarkan hasil penelitian tugas akhir yang dibuat.

1.6 Sistematika Penulisan

Tugas akhir ini tersusun atas beberapa bab pembahasan. Sistematika pembahasan tersebut adalah sebagai berikut :

1. BAB I Pendahuluan

Mencakup latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

4 2. BAB II Tinjauan Pustaka

Mengemukakan dan menjelaskan tinjauan pustaka tentang topik yang akan dibahas berdasarkan studi literatur dan percobaan yang dilakukan. 3. BAB III Perancangan

Mengemukakan tentang perancangan alat yang dibuat untuk tugas akhir ini, meliputi garis besar sistem, perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan, sehingga menjadi suatu alat yang dapat bekerja dengan baik.

4. BAB IV Hasil dan Pembahasan

Berisi tentang pengujian-pengujian serta analisa perangkat keras dan perangkat lunak, analisa kelayakan perancangan payload dan pengintegrasian sistem secara keseluruhan.

5. BAB V Simpulan dan Saran

Berisi simpulan berdasarkan penelitian dan saran yang diajukan oleh penulis.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Perangkat Keras

2.1.1 Mikrokontroler (Basic Stamp 2p40)

Basic stamp adalah mikrokontroler yang dikembangkan oleh Parallax

Inc yang diprogram menggunakan format bahasa pemrograman basic. Program yang telah dibuat akan diunduh melalui port serial. Mikrokontroler

basic stamp membutuhkan power supply saat mengunduh program dan

program yang sudah diunduh tidak akan hilang meskipun baterai atau power

supply dilepas.

Kode pemograman basic disimpan di dalam EEPROM serial pada

board basic stamp. EEPROM menyediakan penyimpanan yang sulit diubah

dan menjaga memory saat kehilangan power. EEPROM digunakan dalam

basic stamp yang dijamin menyimpan data selama 40 tahun ke depan dan

mampu ditulisi ulang 10.000.000 kali per lokasi memori.

Mikrokontroler basic stamp memiliki versi yang berbeda-beda. Basic stamp memiliki versi, yaitu basic stamp 1, basic stamp 2, basic stamp 1e,

basic stamp 2P, basic stamp 2Pe dan basic stamp 2sx. Pada modul basic

stamp terdapat IC regulator LM7805 dengan output 5 volt yang mengubah

input 6 hingga 15 volt (pada pin VIN) turun menjadi 5 volt yang dibutuhkan komponen. Basic stamp yang dipakai adalah basic stamp 2P40 yang mempunyai 32 pin I/O. Berikut ini adalah tampilan basic stamp 2P40.

6

Basic stamp ini mempunyai spesifikasi hardware sebagai berikut:

1. Mikrokontroler basic stamp 2P40 Interpreter Chip

(PBASIC48W/P40).

2. 8 x 2Kbyte EEPROM yang mampu menampung hingga 4000 instruksi.

3. Kecepatan prosesor 20MHz Turbo dengan kecepatan eksekusi program hingga 12000 instruksi per detik.

4. RAM sebesar 38byte (12 I/O, 26 variabel) dengan Scratch Pad

sebesar 128 byte.

5. Jalur input/output sebanyak 32 pin.

6. Tersedia jalur komunikasi serial UART RS-232 dengan konektor DB9.

7. Tegangan input 9 – 12 VDC dengan tegangan output 5 VDC.

Berikut ini adalah alokasi pin yang terdapat pada mikrokontroler basic

stamp BS2P40.

Gambar 2.2 Alokasi pin basic stamp

2.1.2 Konektor DB-9 Port Serial Komputer

DB-9 adalah konektor yang digunakan untuk menghubungkan perangkat keras luar komputer (eksternal) dengan komputer pada komunikasi serial. Pada komputer IBM PC kompatibel biasanya terdapat satu atau dua buah konektor DB-9 yang biasa dinamai COM 1 dan COM 2. Standar sinyal yang dikeluarkan port serial adalah standar RS232, sehingga sering juga dinamakan Com RS232. Konektor DB-9 seperti yang terlihat pada gambar 2.3.

7

Gambar 2.3Konektor DB-9 pada bagian belakang CPU

Berikut ini merupakan tabel konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 seperti yang terlihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9

Nomor Pin

Nama

Sinyal Fungsi Keterangan

1 DCD Input Data Carrier Detect/Received Line Signal Detect 2 RxD Input Receive Data

3 TxD Output Transmite Data 4 DTR Output Data Terminal Ready

5 GND - Ground

6 DSR Input Data Set Ready 7 RTS Output Request to Send 8 CTS Input Clear to Send 9 RI Input Ring Indicator

Keterangan mengenai saluran RS232 pada konektor DB-9 sebagai berikut :

1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE

memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal masukan ada data masuk.

2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE.

3. Transmite Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE.

4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan

kesiapan sinyalnya.

5. Signal Ground, saluran Ground.

6. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE

bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.

7. Clear to Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa

8

8. Reques to Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data

oleh DTE.

9. DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE

sudah siap.

2.1.3 Pengubah Level Digital ke RS232 (MAX232)

Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah standar RS232 yang dikembangkan oleh Electrical Industry Association and

The Telecommunication Industry Association (EIA/TIA) yang pertama kali

dipublikasikan pada tahun 1962. ini jauh sebelum IC TTL popular sehingga sinyal ini tidak ada hubungan sama sekali dengan level tegangan IC TTL. Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer (Data

Terminal Equipment – DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data

Circuit Terminal Equipment – DCE). Standar RS232 inilah yang biasa

digunakan pada port serial IBM PC kompatibel.

Saluran RS232 hanya dipakai untuk menghubungkan DTE dengan DCE dalam jarak pendek. RS232 mencakup ketentuan tentang karakteristik sinyal, macam-macam sinyal dan konektor yang dipakai, serta konfigurasi sinyal pada kaki-kaki di konektor dan juga penentuan tata cara pertukaran informasi antara komputer dan alat-alat pelengkapnya. Standar RS232 sama sekali tidak membicarakan protokol (tata cara) transmisi data.

Ditinjau dari standar elektonik, RS232 dikenal sebagai saluran data transmisi tunggal (single-ended/unbalanced data transmission). Dalam saluran data transmisi tunggal, satu sinyal dikirim dengan satu utas kabel ditambah kabel ground. IC yang digunakan untuk saluran RS232 adalah max 232 seperti yang terlihat pada gambar 2.4.

9

Gambar 2.4 MAX232

Berikut ini adalah konfigurasi pin IC MAX232 seperti yang terlihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5 Konfigurasi pin IC MAX232

2.1.4 Aktuator

Aktuator merupakan perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Dapat dibuat dari sistem motor listrik, sistem pneumatic atau perangkat hidrolik.

Aktuator yang digunakan pada payload sebagai penghasil gerakan yaitu salah satunya brushlles motor.

2.1.4.1 Brushless Motor

Brushless motor merupakan Motor yang mempunyai permanen

magnet pada bagian "rotor" sedangkan elektro-magnet pada bagian "stator"-nya. Secara umum, kecepatan putaran brushless motor yang

10 keluar dari ESC diatur oleh pulsa dari mikrokontroler, sehingga berbeda dengan brushed.

Gambar 2.6Brushless motor

Keuntungan dari brushless motor sebagai berikut:

1. Komputer dapat mengatur kecepatan motor lebih baik sehingga membuat brushless motor lebih efisien.

2. Tidak adanya storing/electrical noise.

3. Tidak menggunakan brushes yang dapat rusak setelah lamanya pemakaian.

4. Dengan posisi electromagnets di bagian stator, maka pendinginan motor menjadi lebih mudah.

5. Jumlah electromagnets di stator dapat sebanyak mungkin untuk mendapatkan kontrol yang lebih akurat.[8]

2.1.4.2 Electronic Speed Controller (ESC)

ESC (Elektronic Speed Control) yang berfungsi sebagai pengatur kecepatan motor, selain itu juga berfungsi untuk menaikan jumlah arus yang diperlukan oleh motor. ESC dapat dikatakan juga sebagai driver motor dengan mengeluarkan pulsa untuk brushless

11

Gambar 2.7Elektronic Speed Control (ESC)

2.1.4.3 Propeller

Baling-baling atau propeller merupakan jenis kipas yang menghasilkan tenaga dengan mengkonversi gerakan rotasi menjadi daya dorong untuk menggerakkan sebuah benda. Bilah-bilah dari

propeller berperan sebagai sayap yang berputar menghasilkan sebuah

perbedaan tekanan antara permukaan depan dan belakang bilah tersebut.

Gambar 2.8 Propeller

2.1.5 Catu Daya

Catu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal perancangan sebuah payload. Pemilihan catu daya yang tepat akan menghasilkan payload yang bekerja dengan baik.

Penentuan sistem catu daya yang akan digunakan ditentukan oleh banyak faktor, diantaranya:

1. Tegangan

Setiap aktuator tidak memiliki tegangan yang sama. Hal ini akan berpengaruh terhadap disain catu daya. Tegangan tertinggi dari salah satu aktuator akan menentukan nilai tegangan catu daya.

12 2. Arus

Arus memiliki satuan Ah (Ampere-hour). Semakin besar Ah, semakin lama daya tahan baterai bila digunakan pada beban yang sama.

3. Teknologi Baterai

Baterai isi ulang ada yang dapat diisi hanya apabila benar-benar kosong, dan ada pula yang dapat diisi ulang kapan saja tanpa harus menunggu baterai tersebut benar-benar kosong.

Baterai yang digunakan pada perancangan payload ini berjenis lithium

polymer (LiPo). Baterai ini dapat diisi ulang (rechargeable). Baterai yang

digunakan memiliki tegangan 11,1 Volt dan arus sebesar 2200 mAh dengan 3 cell di dalamnya. Cell merupakan teknologi konversi energi elektrokimia yang mampu mengubah senyawa hidrogen dan oksigen menjadi air, dan dalam prosesnya menghasilkan listrik. Pemakaian baterai jenis ini harus dihentikan atau dilepas jika tegangan baterai turun mendekati batas tegangan 11,1 Volt, sehingga harus diisi ulang agar melebihi tegangan 11,1 Volt. Berikut ini adalah contoh sebuah baterai lithium polymer.

Gambar 2.9 Baterai lithium polymer

Selain jenis baterai lithium polymer (LiPo), masih banyak lagi jenis baterai yang tersedia di pasaran dengan spesifikasi yang beragam dan dapat digunakan untuk catu daya. Diantaranya baterai Ni-Cd, Alkaline, Lead Acid

dan sebagainya, yang masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangannya.

13 2.1.6 Pengubah Sinyal Analog ke Digital (ADC0832)

Analog to Digital Converter (ADC) adalah sebuah piranti yang

dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog menjadi sinyal-sinyal digital. ADC ini digunakan bila ada inputan tegangan analog. IC ADC yang ada seperti 0804, 0808 dan 0832 adalah IC ADC yang sudah ada dari pabrik dan bisa dimanfaatkan sesuai dengan kebutuhan. IC jenis ini bekerja secara cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu masukan tegangan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan ADC adalah tegangan maksimum yang dapat dikonversikan oleh ADC dari rangkaian pengkondisi sinyal, resolusi, pewaktu eksternal ADC, tipe keluaran, ketepatan dan waktu konversinya.

Pada perancangan payload ini, menggunakan ADC0832. ADC0832 memiliki dua channel sinyal input dan juga memiliki tegangan referensi

(VREF) yang terhubung langsung pada tegangan sumber +5V, sehingga penggunaannya lebih sederhana karena tidak membutuhkan banyak rangkaian tambahan.

Berikut ini bentuk fisik IC ADC0832 seperti yang terlihat pada gambar 2.10.

14 Berikut ini adalah konfigurasi pin IC ADC0832 seperti yang terlihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Konfigurasi pin IC ADC0832

Fitur yang dimiliki ADC0832, yaitu:

Mudah interface untuk semua mikroprosesor.

TTL/MOS input/output compatible TTL/MOS input/output yang kompatibel.

Beroperasi dengan link data serial.

Mudah untuk digunakan bersama rangkaian mikroprosessor. Tidak diperlukan penyesuaian yang rumit.

mempunyai 2 channelmultiplexer dengan 2 buah alamat logika. Jangkauan input berkisar 0-5 volt dengan satu buah catu daya 5

volt. [1]

2.1.7 Radio Frekuensi (Modul Radio YS-1020UB)

Sistem komunikasi radio tidak menggunakan kabel dalam penyampaian informasi atau data, melainkan melalui udara sebagai pengantarnya. Dalam komunikasi radio memiliki sebuah pemancar TX yang memancarkan dayanya menggunakan antena ke arah tujuan. Sinyal yang dipancarkan berbentuk gelombang elektromagnetik. Sinyal yang diterima kemudian diteruskan ke sebuah pesawat penerima Rx.

15 Jenis komunikasi dapat dibedakan berdasarkan aliran datanya, antara lain:

Simplex comunication merupakan komunikasi satu arah, aliran data

hanya satu arah, contoh sistem komunikasi TV, Radio broadcast.

Half duplex comunication merupakan komunikasi dua arah, data

dapat mengalir kedua arah secara bergantian, hanya satu arah saja pada suatu saat. Contoh pada Sistem Walkie-talkies.

Full duplex communication merupakan komunikasi dua arah secara

simultan, pada saat yang sama data mengalir ke dua arah secara bersamaan. Contoh akses internet dan telepon lewat saluran TV

cable, pada saat bersamaan.

Pada perancangan payload ini menggunakan komunikasi half duplex

dan radio yang digunakan dalam pengiriman data ini adalah RF Data Transceiver YS-1020UB. RF Data Transceiver YS-1020UB adalah sebuah device yang dapat mengirimkan data serial melalui media udara. Device tersebut melakukan proses data serial digital ke frekuensi pembawa dengan frekuensi yang lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada penerima frekuensi pembawa yang mengandung data ditangkap dan dipisahkan dari data yang dibawa.

Modul YS-1020UB Wireles Data Transceiver dapat mengirimkan dan menerima data serial melalui media udara, dengan frekuensi 433MHz ISM band dan baud rate air sebesar 9600bps. Penggunaan modul tersebut cukup praktis karena dari segi ukuran cukup kecil dan lansung dapat dihubungkan dengan RS232. Modul tersebut bekerja dengan catu daya antara 3,3 sampai 5Volt DC. Dalam satu modul dapat digunakan sebagai pengirim dan sekaligus penerima. Bentuk fisik dari modul YS-1020UB adalah seperti yang terlihat pada Gambar 2.12. Data serial yang akan dipancarkan melalui RF dikirim ke modul YS-1020UB oleh mikrokontroler secara serial. Begitu pula data yang diterima, akan diambil oleh mikrokontroler secara serial.

16

Gambar 2.12 RF Data Transceiver YS-1020UB

Modem radio ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Mempunyai 8 kananl untuk pengiriman/penerimaan data

Tipe modulasi yang dipakai adalah Gaussian Frequensy Shift

Keying (GFSK) dengan menggunakan Gaussian filter untuk

memperhalus penyimpangan frekuensi yang terjadi.

Dapat menggunakan level Transistor-Transistor Logic (TTL) dan RS232.

Integrasi antara receiver dan transmitter memerlukan waktu 10 ms antara pengiriman dan penerima.

Berikut ini adalah gambar dimensi dan susunan pin, serta tabel yang menjelaskan konfigurasi pin-pin pada radio YS-1020UB yang diperlihatkan pada gambar 3.13 dan tabel 2.2.

17

Tabel 2.2 Pin-pin Modul Radio YS-1020UB

No. Pin Nama Pin Fungsi Level

1 GND Ground

2 Vcc Tegangan Input +3.3 s/d 5.5 V

3 RXD/TTL Input Serial Data TTL

4 TXD/TTL Output Serial Data TTL

5 DGND Digital Grounding

6 A(TXD) Aof RS-485 or TXD of RS-232 A (RXD)

7 B(RXD) B of RS-485, RXD or RS-232 B (TXD)

8 SLEEP Sleep Control (Input) TTL

9 Test Testing

2.1.8 Sensor Kompas (Hitachi HM55B)

Modul kompas digital berbasis hitachi HM55B, digunakan untuk mengetahui orientasi arah gerak pada payload. Modul hitachi HM55B merupakan salah satu sensor kompas digital yang dikembangkan oleh parallax yang mempunyai keluaran digital sebanyak 2 axis, yaitu axis X dan axis Y.

(a) (b)

Gambar 2.14 (a) Bentuk fisik modul hitachi HM55B, (b) Rangkaian dalam modul hitachi HM55B

18 Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan konfigurasi pin pada modul hitachi HM55B ditunjukkan pada tabel 2.3.

Tabel 2.3 Konfigurasi pin modul Hitachi HM55B

No. Pin Nama Pin Fungsi

1 Din Serial data input

2 Dout Serial data output

3 GND Ground

4 CLK Synchronous clock input

5 /EN Active-low device enable

6 Vcc +5 V power input

Modul kompas ini memiliki regulator onboard yang mengubah tegangan sumber menjadi 3 V, tegangan ini merupakan daerah kerja modul kompas ini. Kecepatan sensitivitas 30-40 ms setelah program dijalankan. Penggunaan mikrokontroler dapat memudahkan untuk menampilkan arah dalam format 3600. Berikut di bawah ini spesifikasi modul hitachi HM55B:

Tegangan sumber: 3V (Onboard regulator). Sensitivitas: 1.0 - 1.6 uT/lsb.

Resolusi: 6 bit (64 direction). Waktu konversi: 30 - 40 ms.

Synchronous serial interface.

Dimensi: 0.3 inci, 6-pin DIP package. Range pengoperasian: 0 - 70oC.

2.1.9 Sensor Percepatan (MMA3201EG)

Sensor MMA3201EG berfungsi untuk mengukur percepatan gravitasi yang dialami payload. Sensor MMA3201EG berbentuk IC yang memiliki dua puluh pin. Bentuk fisik sensor MMA3201EG diperlihatkan pada gambar 2.15.

19

Gambar 2.15 Sensor percepatan MMA3201EG

Komponen sensor percepatan MMA3201EG memiliki kisaran pengukuran (-40 hingga 40) g, dimana 1(satu) g = 9,8 m/s2. Nilai akurasinya sebesar ±0,2 g. Waktu tanggap atau yang juga sering disebut response time

dari alat ini cukup cepat, yaitu 2 ms.

Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan konfigurasi pin pada sensor MMA3201EG diperlihatkan pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Pin-pin sensor MMA3201EG

No. Pin Nama Pin Keterangan

1 sampai 3 - Leave unconnected.

4 - Tidak ada koneksi internal. Leave unconnected.

5 ST Logika masukan pin yang digunakan untuk

memulai self-test.

6 XOUT Data output accelerometer, untuk arah X.

7 STATUS Logika keluaran untuk menujukan kesalahan.

8 VSS The power supply ground.

9 VDD The power supply input.

10 AVDD Power supply input (Analog).

11 YOUT Data output accelerometer, untuk arah Y.

12 sampai 16 - Used factory trim. Leave unconnected.

17 sampai 19 - Tidak ada koneksi internal. Leave unconnected.

20 GND Ground.

2.1.10 Sensor Suhu dan Kelembaban (SHT 75)

Dibandingkan dengan seri sensor SHT lainnya (SHT 11, SHT 15, SHT 71), sensor SHT75 merupakan sensor suhu dan kelembaban yang mempunyai tingkat akurasi data yang lebih baik. Akurasi kelembaban SHT75 adalah ±1.8 % RH dan akurasi suhunya adalah 0.3 oC. Bentuk fisik sensor SHT75 diperlihatkan pada gambar 2.16.

20

Gambar 2.16 Sensor suhu dan kelembaban SHT 75

Komponen ini dilengkapi dengan serial clock input agar dapat disesuaikan dengan clock mikrokontroler. Data berubah ketika clock

berubah dari high ke low (falling edge) dan akan valid atau ditahan ketika

clock berubah dari low ke high (rising edge). Berikut ini spesifikasi SHT75, di antaranya:

Output digital.

Antarmuka: 2-wire serial (bukan I2C). Supply: 2,4 – 5,5 VDC.

Sensor kelembaban: kisaran (0 hingga 100) %RH, resolusi 0,05 %RH, akurasi ±1,8 %RH.

Sensor suhu: kisaran (-40 hingga +123,8) oC, resolusi 0,01oC, akurasi ±0,3oC.

Berikut ini adalah tabel yang menjelaskan konfigurasi pin pada sensor SHT75 diperlihatkan pada tabel 2.5.

Tabel 2.5 Pin-pin sensor SHT75

No. Pin Nama Pin Keterangan

1 SCK Serial clock input

2 VDD Supply 2,4 – 5,5 V

3 GND Ground

21 2.1.11 Sensor Tekanan Udara (MPXA6115A6U)

Sensor MPXA6115A6U berfungsi untuk mengukur tekanan udara di sekitar payload. Sensor MPXA6115A6U tahan terhadap kelembaban tinggi dan juga meningkatkan akurasi pada temperatur tinggi. Sensor MPXA6115A6U memiliki resolusi atau tingkat kesalahan maksimum 1,5%. Bentuk sensor MPXA6115A6U diperlihatkan pada gambar 2.17.

Gambar 2.17 Sensor tekanan udara MPXA6115A6U

2.2 Perangkat Lunak

Pengontrolan Proporsional Integral dan Derivatif (PID)

Sistem kontrol merupakan proses pengendalian error dengan cara memasukkan error tersebut kedalam input yang akan dibandingkan dengan sistem pengendalian. Tujuan untuk mengurangi error tersebut dan menghasilkan output atau keluaran yang sesuai dengan set point yang diberikan. Agar set ponit tercapai maka perancangan payload ini menggunakan pengontrolan Proporsional Integral dan Derivatif (PID). Secara umum, pengontrolan PID menggunakan close loop atau umpan balik, yaitu program diolah pada mikrokontroler, lalu menjalankan actuator,

setelah itu mengeluarkan output. Hasil output akan diperiksa oleh sensor agar dapat mencapai set point atau keluaran yang diinginkan.

22 Di bawah ini gambar blok diagram pengontrol PID dengan close loop

yang diperlihatkan pada gambar 2.18.

Gambar 2.18 Pengontrolan PID dengan close loop

Berikut persamaan pengontrol PID yang diperlihatkan pada persamaan 2.1. [4]

Dengan : (2.1)

dan Keterangan :

: output dari pengontrol PID atau Manipulated Variable

: gain proporsional

: time integral

: time derivatif

: gain integral

: gain derivatif

Pada dasarnya aksi kontrol PID bertujuan untuk menggabungkan kelebihan komponen-komponen dasar PID, kelebihan komponen tersebut antara lain:

1. Pengontrol proporsional berfungsi untuk mempercepat respon.

Ciri-ciri pengontrol proporsional:

Jika nilai Kp kecil, pengontrol proporsional mampu melakukan koreksi kesalahan yang kecil, sehingga akan

Penggerak

(Actuator) Proses

Sensor

Set Point _Output

Kontrol PID

MV CO

ERROR

+

-23 menghasilkan respon sistem yang lambat (menambah rase- time).

Respon sistem akan semakin cepat mencapai keadaan mantapnya (mengurangi rase time), jika nilai Kp dinaikkan. Namun, jika nilai Kp diperbesar sehingga mencapai harga yang berlebihan, akan mengakibatkan sistem bekerja tidak stabil atau respon sistem akan berosilasi.

Nilai Kp dapat diatur sehingga mengurangi steady state error.

2. Pengontrol Integral berfungsi untuk menghilangkan error steady.

Ciri-ciri pengontrol integral:

Keluaran pengontrol integral membutuhkan selang waktu tertentu, sehingga pengontrol integral cenderung memperlambat respon.

Keluaran pengontrol akan bertahan pada nilai sebelumnya, ketika sinyal kesalahan berharga nol.

Keluaran akan menunjukkan kenaikkan atau penurunan yang dipengaruhi oleh besarnya sinyal kesalahan dan nilai Ki, jika sinyal kesalahan tidak berharga nol.

Ki yang berharga besar akan mempercepat hilangnya nilai

offset. Tetapi semakin besar nilai Ki akan mengakibatkan

peningkatan osilasi dari sinyal keluaran pengontrol.

3. Pengontrol derivatif berfungsi untuk memperbaiki sekaligus mempercepat respon transient.

Ciri-ciri pengontrol derivatif:

Pengontrol tidak dapat menghasilkan keluaran jika tidak ada perubahan pada input (berupa sinyal perubahan kesalahan). Jika sinyal kesalahan berubah terhadap waktu, maka keluaran yang dihasilkan pengontrol tergantung pada nilai Kd dan laju perubahan sinyal kesalahan.

Pengontrol diferensial mempunyai suatu karakter untuk mendahului, sehingga pembangkit kesalahan menjadi sangat

24 besar. Jadi pengontrol diferensial dapat mengantisipasi pembangkit kesalahan, memberikan aksi yang bersifat

korektif dan cenderung meningkatkan stabilitas sistem.

Dengan meningkatkan nilai Kd, dapat meningkatkan stabilitas sistem dan mengurangi overshoot.

25

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Bab ini akan membahas tentang perancangan sistem pengiriman data pengukuran parameter meteorologi serta pencarian posisi terhadap arah gerak

payload (seeking). Pada perancangan sistem ini dibagi menjadi tiga bagian

penting, yaitu:

Perancangan mekanik,

Perancangan perangkat keras, dan Perancangan perangkat lunak.

3.1 Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik payload, dirancang berdasarkan ukuran dan berat agar pencarian posisi terhadap arah gerak payload dapat tercapai. Ukuran dan berat payload yang dirancang adalah sebagai berikut:

Diameter Payload : (100 ± 1) mm Tinggi Payload : (200 ± 1) mm Berat Payload : (1000 ± 10) g

Gambar 3.1 menunjukkan payload tampak depan dengan kondisi sayap terbuka.

26 Gambar 3.2 menunjukkan payload tampak samping dengan kondisi sayap terbuka.

Gambar 3.2 Payload tampak samping dengan kondisi sayap terbuka

Gambar 3.3 menunjukkan payload tampak atas dengan kondisi sayap terbuka.

Gambar 3.3 Payload tampak atas dengan kondisi sayap terbuka

Penempatan komponen:

Brushless motor dan propeller dipilih sebagai aktuator agar payload

dapat melakukan pencarian posisi terhadap arah gerak payload. Aktuator ini ditempatkan pada bagian kanan dan kiri sayap payload agar memudahkan pada saat melakukan pencarian posisi (seeking).

27 Sensor-sensor ditempatkan pada bagian tengah payload. Khusus untuk sensor suhu ditempatkan terpisah dari komponen-komponen elektronika yang dapat menimbulkan panas untuk menjamin keakuratan data suhu udara yang terukur di sekitar payload.

Mikrokontroler master diletakkan pada bagian bawah sensor-sensor. Mikrokontroler slave diletakkan pada bagian bawah mikrokontroler

master.

Catu daya ditempatkan di bagian belakang payload.

Modul radio ditempatkan pada bagian depan payload beserta antenanya yang dipasang secara vertikal.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

Diagram blok sistem yang akan dibuat ditunjukkan pada gambar 3.4.

28 Berikut penjelasan blok-blok yang terdapat pada gambar 3.4.

a. Mikrokontroler Master

Bagian blok ini memuat Mikrokontroler Basic Stamp 2p40. Bagian blok ini berfungsi sebagai pengolah data yang diterima dari sensor tekanan udara, sensor accelerometer, sensor suhu dan kelembaban. Blok ini juga berfungsi sebagai pengatur komunikasi data untuk pengiriman data telemetri.

b. Mikrokontroler Slave

Bagian blok ini memuat Mikrokontroler Basic Stamp 2p40. Bagian blok ini berfungsi sebagai pengolah data yang diterima dari sensor kompas dan juga berfungsi sebagai pengendali arah gerak payload.

c. Sensor Tekanan Udara

Bagian blok ini memuat sensor MPXA6115A6U. Bagian blok ini berfungsi sebagai pengukur tekanan di udara yang kemudian datanya akan diolah pada mikrokontroler master.

d. Sensor Accelerometer

Bagian blok ini memuat sensor MMA3201EG. Bagian blok ini berfungsi sebagai pengukur percepatan geravitasi yang dialami payload yang kemudian datanya akan diolah pada mikrokontroler master.

e. Sensor Suhu dan Kelembaban

Bagian blok ini memuat sensor SHT75. Bagian blok ini berfungsi sebagai pengukur suhu dan kelembaban di sekitar payload yang kemudian datanya akan diolah pada mikrokontroler master.

29 f. Sensor Kompas

Bagian blok ini memuat sensor hitachi HM55B. Bagian blok ini berfungsi untuk mengetahui arah kompas atau arah gerak payload yang kemudian datanya akan diolah pada mikrokontroler slave.

g. Pendeteksi Kondisi Sayap

Bagian blok ini memuat rangkaian push button yang dibuat sebagai pendeteksi kondisi sayap.

h. Modem

Blok ini memuat modul radio YS-1020UB yang berfungsi mengubah sinyal informasi ke dalam sinyal pembawa (carrier) dan siap untuk dikirimkan, serta memisahkan sinyal informasi (yang berisi data atau pesan) dari sinyal pembawa (carrier) yang diterima sehingga informasi tersebut dapat diterima dengan baik.

i. Aktuator

Bagian blok ini memuat brushless motor dan propeller. Bagian blok ini berfungsi sebagai penggerak payload. Blok ini dikendalikan oleh mikrokontroler slave.

3.2.1 Mikrokontroler (Basic Stamp 2p40)

Mikrokontroler yang digunakan pada perancangan payload ini adalah mikrokontroler jenis basic stamp 2P40 dengan 32 port yang dapat digunakan sebagi input atau output. Pemilihan mikrokontroler jenis ini didasari kemampuannya yang cukup handal dan pemrograman yang tidak terlalu sulit. Pada perancangan payload yang dibuat, penulis menggunakan dua buah mikrokontroler basic stamp 2p40, yaitu sebagai mikrokontroler

30 Berikut ini merupakan konfigurasi port yang digunakan mikrokontroler master, seperti yang terlihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1 Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler master.

Nama Pin No. Pin Fungsi Keterangan

MAIN I/O 0 Output Penerima (RX) ke RF

MAIN I/O 2 Input Pengirim (TX) dari RF

MAIN I/O 12 Output SHT75 (CLK)

MAIN I/O 14 Input SHT75 (Data)

AUX I/O 5 Output Pengirim (TX) ke

mikrokontroler slave

AUX I/O 6 Output ADC 0832 (Cs)

AUX I/O 7 Input Penerima (RX) dari

mikrokontroler slave

AUX I/O 8 Output ADC 0832 (CLK)

AUX I/O 10 Output ADC 0832 (Dout)

AUX I/O 12 Input ADC 0832 (Din)

AUX I/O 14 Input Data pendeteksi sayap

Berikut ini merupakan konfigurasi port yang digunakan mikrokontroler slave, seperti yang terlihat pada tabel 3.2.

Tabel 3.2 Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler slave.

Nama Pin No. Pin Fungsi Keterangan

MAIN I/O 5 Input Penerima (RX) dari

mikrokontroler master

MAIN I/O 7 Output Pengirim (TX) ke

mikrokontroler master

MAIN I/O 10 Output HM55B (CLK)

MAIN I/O 12 Output HM55B (En)

MAIN I/O 14 Input-Output HM55B (Din dan Dout)

AUX I/O 1 Output Motor brushless kanan

AUX I/O 3 Output Motor brushless kiri

Mikrokontroler master berfungsi untuk mengolah data dan sebagai pengatur pengiriman data (telemetri), sedangkan mikrokontroler slave

berfungsi untuk membaca data pengukuran sensor kompas dan pengendali arah gerak payload. Dua buah mikrokontroler ini akan saling berkomunikasi satu sama lain. Mikrokontroler master meminta hasil data pengukuran sensor kompas kepada mikrokontroler slave dan secara bersamaan mengirimkan data set point serta memberi tahu kapan payload siap untuk

31 dikendalikan. Rangkaian komunikasi mikrokontroler master dengan mikrokontroler slave, seperti yang terlihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian komunikasi mikrokontroler master dengan mikrokontroler slave

3.2.2 Pendeteksi Sayap (Rangkaian Push button)

Mikrokontroler master melakukan pengecekan kondisi pada sayap dengan membaca nilai output dari rangkaian yang dibuat untuk mengetahui kondisi sayap. Pada saat kondisi salah satu atau kedua sayap tertutup maka rangkaian ini akan memberikan nilai 0 (low). Jika kondisi kedua sayap terbuka maka rangkaian ini akan memberikan nilai 1 (high) pada mikrokontroler master, hasil nilai pemeriksaan yang dilakukan mikrokontroler master akan dikirim ke mikrokontroler slave sebagai perintah kapan payload siap untuk dikendalikan. Mikrokontroler slave akan melakuan pengendalian arah pada payload sesuai dengan setpoint yang diberikan oleh mikrokontroler master dengan memanfaatkan data pengukuran kompas sebagai acuan. Rangkaian yang dibuat sebagai pendeteksi sayap, ditunjukkan pada gambar 3.6.

32 Tabel 3.3 menunjukkan output yang diinginkan sesuai kodisi sayap.

Tabel 3.3 Tabel kebenaran untuk kondisi sayap.

Sayap Kiri Sayap Kanan Output

Tertutup Tertutup Low (0)

Tertutup Terbuka Low (0)

Terbuka Tertutup Low (0)

Terbuka Terbuka High (1)

3.2.3 Pengubah Level Digital ke RS232 (MAX232)

Rangkaian RS232 berfungsi untuk komunikasi antara modem dengan komputer. Komponen utama menggunakan IC MAX232, yaitu sebuah IC yang dapat mengubah format digital ke dalam sebuah format atau level

RS232, dimana pada level RS232, tegangan high diwakili dengan tegangan +3 sampai +25 V. Diantara -3 dan +3 merupakan tegangan invalid. Rangkaian RS232 ditunjukkan pada gambar 3.7.

Gambar 3.7Rangkaian RS232

3.2.4 Pengubah Sinyal Analog ke Digital (ADC0832)

ADC yang digunakan pada perancangan payload ini, yaitu menggunakan ADC0832. Pemilihan ADC jenis ini disesuaikan dengan kebutuhan perancangan payload. Pada perancangan payload ini, memerlukan dua channel sinyal input ADC yang digunakan untuk membaca

33 sensor accelerometer dan sensor tekanan udara.

ADC0832 memiliki tegangan referensi (VREF) yang terhubung langsung dengan tegangan sumber (Vcc), sehingga penggunaannya lebih sederhana karena dapat langsung digunakan tanpa adanya rangkaian tambahan.

Channel 0 (pin 2) digunakan sebagai sinyal input untuk membaca data

keluaran dari sensor accelerometer dan channel 1 (pin 3) digunakan sebagai sinyal input untuk membaca data keluaran dari sensor tekanan udara. Pada dasarnya Analog To Digital Converter (ADC) memiliki 2 bagian, yaitu bagian multiplexer dan bagian converter. Bagian multiplexer ini mempunyai 2 buah masukan, setiap masukan memilki alamat sendiri sehingga dapat dipilih secara terpisah melalui address A0 dan A1. Tabel 3.4 menunjukkan alamat multiplexer dari masing-masing masukan channel.

Tabel 3.4 MUX Addressing: ADC0832 Single-Ended MUX Mode

MUX address Channel

SGL/DIF ODD/SIGN 0 1

1 0 +

1 1 +

3.2.5 Sensor Kompas (Hitachi HM55B)

Pada perancangan payload ini menggunakan hitachi HM55B sebagai sensor kompas. Pemilihan sensor ini didasari kemampuannya yang cukup handal dan kemampuan pembacaan data yang cepat, hanya 30 sampai 40 ms antara pengukuran awal dan data siap dibaca kembali. Tentunya pembacaan data yang cepat ini sangat dibutuhkan agar pencarian arah gerak payload

dapat tercapai dengan baik. Penggunaan modul hitachi HM55B ini juga sangat sederhana karena tidak memerlukan rangkaian tambahan yang rumit. Rangkaian komunikasi modul hitachi HM55B dengan Basic Stamp, diperlihatkan pada gambar 3.8.

34

Gambar 3.8 Rangkaian komunikasi modul hitachi HM55B dengan Basic Stamp 2p40

Modul hitachi HM55B akan mengirimkan data axis x dan axis y, kedua data kedua axis ini akan diolah oleh mikrokontroler slave yang kemudian diubah dalam satuan derajat dengan menggunakan persamaan di bawah ini.

(3.1)

3.2.6 Sensor Percepatan (MMA3201EG)

Pada perancangan payload ini menggunakan sensor MMA3201EG yang digunakan sebagai sensor accelerometer, yaitu pengukur data percepatan gravitasi yang terjadi pada payload.

Pemilihan sensor ini didasari kemampuannya yang mempunyai sensitivitas hingga 40g pada sumbu X dan sumbu Y, dimana 1(satu) g = 9,8 m/s2. Rangkaian sensor MMA3201EG yang digunakan pada perancangan

35

Gambar 3.9 Rangkaian sensor MMA3201EG

3.2.7 Sensor Suhu dan Kelembaban (SHT75)

Pada perancangan payload ini menggunakan sensor SHT75 yang digunakan untuk pengukur suhu dan kelembaban di sekitar payload. Pemilihan sensor ini didasari kemampuannya yang mempunyai tingkat akurasi data yang baik, yaitu untuk akurasi kelembaban adalah ±1,8 %RH dan untuk akurasi suhunya adalah 0.3 oC. Data output dari sensor SHT75 ini berupa data digital, sehingga penggunaannya tidak terlalu sulit. Selanjutnya data output ini akan diolah oleh mikrokontroler master. Rangkaian komunikasi sensor SHT75 dengan basic stamp ditunjukkan pada gambar 3.10.

36 Sensor SHT75 akan mengirimkan data output berupa data suhu dan kelembaban yang akan diolah oleh mikrokontroler master. Data suhu tersebut akan diubahdalam satuan derajat celcius (0C) dengan menggunakan persamaan 3.2, sedangkan data kelembaban diubah ke dalam satuan %RH dengan menggunakan persamaan 3.3.

(3.2) (3.3)

Keterangan :

= Kelembaban dalam satuan %RH

= data kelembaban yang terukur dari sensor SHT75 = Suhu dalam satuan derajat celcius (0C)

= data suhu yang terukur dari sensor SHT75

3.2.8 Sensor Tekanan Udara (MPXA6115A6U)

Pada perancangan payload ini menggunakan sensor MPXA6115A6U yang digunakan untuk pengukuran tekanan di udara. Pemilihan sensor ini didasari kemampuannya yang mempunyai tingkat error yang kecil, yaitu 1,5%. Rangkaian sensor MPXA6115A6U yang digunakan pada perancangan alat yang dibuat, diperlihatkan pada gambar 3.11.

37 Data output dari sensor MPXA6115A6U berupa data analog. Data ini akan diubah ke dalam desimal dengan ADC, kemudian diberikan ke mikrokontroler master yang hasilnya diubah ke dalam satuan kilo pascal

(kPa) dengan menggunakan persamaan 3.4.

(3.4)

3.2.9 Radio Frekuensi (Modul Radio YS-1020UB)

Media komunikasi yang digunakan pada perancangan alat yang dibuat, yaitu melalui frekuensi radio (RF) dengan menggunakan modul radio YS-1020UB. Modul radio YS-1020UB mempunyai 8 kanal dengan frekuensi yang berbeda. Frekuensi yang digunakan pada payload ini adalah 433 Mhz pada kanal 6. Jarak jangkauan komunikasi maksimal sekitar 800 meter pada baudrate 9600 bps.

Dari konfigurasi pin-pin radio YS-1020UB, pin yang digunakan pada perancangan payload hanya terdiri dari GND, Vcc, RXD/TTL dan TXD/TTL yang dihubungkan langsung pada pin di mikrokontroler.

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Setelah dalam pembuatan perangkat keras selesai, bagian yang paling penting dalam pembuatan tugas akhir ini yaitu dalam merancang suatu perangkat lunak. Dalam tugas akhir ini, perancangan perangkat lunak dibagi menjadi dua bagian yaitu:

Perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler master. Perancangan perangkat lunak untuk mikrokontroler slave.

38 3.3.1 Diagram Alir Program Mikrokontroler Master

Mulai

Cek perintah mulai apakah command =

“R0500” ?

Tunggu data pengukuran kompas dari uC slave dan kirim nilai deteksi sayap serta command dari PC

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Cek nilai variabel i = 20 ? Panggil prosedur ADC (pembacaan sensor accelerometer dan tekanan udara) Panggil prosedur pembacaan sensor suhu dan

kelembaban

Panggil prosedur pembacaan sensor suhu

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Panggil prosedur pembacaan

sensor kelembaban

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Panggil prosedur ADC (pembacaan sensor accelerometer

dan tekanan udara)

Tunggu data pengukuran kompas dari uC slave dan kirim nilai deteksi sayap serta command dari PC

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Tunggu data flag dan command dari PC

Cek nilai deteksi sayap = 1 ?

Sayap = 1

Tunggu data pengukuran kompas dari uC slave dan kirim nilai deteksi sayap serta command dari PC

B

Nilai variabel i = i +1

Cek perintah stop apakah command = “R0600”

?

Kirim command = “R0600”

ke uC slave Cek nilai variabel

i = 500 ?

Nilai variabel i = i + 1 A a b c d e f g h i x y z aa j l m n u o r s q v w ya ya ya ya ya tidak tidak tidak tidak tidak

Nilai variabel i = 1

t Nilai variabel i = 1

Inisialisasi program

Panggil prosedur

reset sensor suhu dan kelembaban

ab

Tunggu command dari PC

k

p

39

B

Flag = 0

Tunggu data flag dan command dari PC

Cek apakah nilai command = “R0600”

?

Kirim command = “R0600”

ke uC slave Cek nilai variabel

i = 500 ?

Nilai variabel i = i + 1

Panggil prosedur ADC (pembacaan sensor accelerometer

dan tekanan udara)

Kirim flag dan command ke uC slave Cek nilai variabel

i = 10 ?

Tunggu data pengukuran kompas dari uC slave

Kirim flag dan command ke uC slave

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Kirim flag dan command ke uC slave

Tunggu data flag dan command dari PC

Cek apakah nilai command = “R0600”

?

Kirim command = “R0600”

ke uC slave Cek nilai variabel

i = 500 ?

Nilai variabel i = i + 1 A

A

Nilai variabel i = i + 1

Nilai variabel i = 1 tidak

tidak

tidak

tidak tidak

Nilai variabel i = 1

Nilai variabel i = 1

Panggil prosedur pembacaan sensor

suhu

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC

Panggil prosedur pembacaan sensor

kelembaban

Kirim seluruh hasil data pengukuran ke PC Kirim flag dan command

ke uC slave

Kirim flag dan command ke uC slave

Kirim flag dan command ke uC slave

Kirim flag dan command ke uC slave ac ba bc bd be ad af at au av aw ax ay az ag ah ai aj ak al am ap aq ar as an ya ya ya ya ya bf ae ao bb

40 Berikut ini penjelasan diagram alir program pada mikrokontroler master:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Tunggu data command dari PC.

d. Pemeriksaan apakah data yang dikirim PC merupakan perintah untuk memulai eksekusi seluruh program, jika data command =

’R0500’ maka lanjutkan ke poin e, jika tidak maka eksekusi akan kembali dilakukan pada poin c.

e. Panggil prosedur untuk mengatur ulang perangkat koneksi sensor suhu dan kelembaban.

f. Panggil prosedur pembacaan ADC, yaitu data pengukuran sensor

accelerometer dan sensor tekanan udara.

g. Tunggu data hasil pengukuran sensor kompas dari mikrokontroler

slave dan mengirimkan data deteksi sayap serta data command

dari PC.

h. Panggil prosedur pembacaan sensor suhu dan kelembaban.

i. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC.

j. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

k. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 20, jika ya lanjut ke poin y, jika tidak lanjut ke poin l.

l. Panggil prosedur pembacaan ADC, yaitu data pengukuran sensor

accelerometer dan sensor tekanan udara.

m. Tunggu data hasil pengukuran sensor kompas dari mikrokontroler

slave dan mengirimkan data deteksi sayap serta data command

dari PC.

n. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC.

o. Tunggu data flag dan command dari PC.

p. Pemeriksaan apakah data command yang dikirim PC merupakan perintah untuk menghentikan eksekusi, jika data command =

41

‘R0600’ maka lanjutkan ke poin u, jika tidak maka lanjutkan ke poin q.

q. Pemeriksaan nilai deteksi sayap apakah bernilai 1, jika bernilai 1 maka lanjutkan ke poin s, jika tidak lanjutkan ke poin r.

r. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian lanjutkan ke poin j. s. Isi nilai pada variabel sayap dengan nilai 1.

t. Tunggu data hasil pengukuran sensor kompas dari mikrokontroler

slave dan mengirimkan data deteksi sayap serta data command

dari PC.

u. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

v. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 500, jika ya kembali ke poin c, jika tidak lanjutkan ke poin w.

w. Memberikan perintah untuk mengirim data command, yaitu

’R0600’ ke mikrokontroler slave.

x. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian lanjutkan ke poin u.

y. Panggil prosedur pembacaan data suhu.

z. Mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC. aa. Panggil prosedur pembacaan data kelembaban.

ab. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data

pengukuran sensor-sensor ke PC, setelah data diterima kembali ke poin i.

ac. Isi nilai pada variabel flag dengan nilai 0. ad. Tunggu data flag dan command dari PC.

ae. Pemeriksaan apakah data command yang dikirim PC merupakan perintah untuk menghentikan eksekusi, jika data command =

‘R0600’ maka lanjutkan ke poin bc, jika tidak maka lanjutkan ke poin af.

42 ag. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 10, jika ya lanjutkan

ke poin au, jika tidak lanjutkan ke poin ah.

ah. Panggil prosedur pembacaan ADC, yaitu data pengukuran sensor

accelerometer dan sensor tekanan udara.

ai. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

aj. Tunggu data hasil pengukuran sensor kompas dari mikrokontroler

slave.

ak. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

al. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC.

am.Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

an. Tunggu data flag dan command dari PC.

ao. Pemeriksaan apakah data command yang dikirim PC merupakan perintah untuk menghentikan eksekusi, jika data command =

‘R0600’ maka lanjutkan ke poin aq, jika tidak maka lanjutkan ke poin ap.

ap. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian lanjutkan ke poin af.

aq. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

ar. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 500, jika ya kembali ke poin c, jika tidak lanjutkan ke poin as.

as. Memberikan perintah untuk mengirim data command, yaitu

’R0600’ ke mikrokontroler slave.

at. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian lanjutkan ke poin aq.

43 av. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

aw. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC.

ax. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

ay. Panggil prosedur pembacaan data kelembaban.

az. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

ba. Memberikan perintah untuk mengirim seluruh hasil data pengukuran sensor-sensor ke PC.

bb. Memberikan perintah untuk mengirim data variabel flag dan

command pada mikrokontroler slave.

bc. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

bd. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 500, jika ya kembali ke poin c, jika tidak lanjutkan ke poin be.

be. Memberikan perintah untuk mengirim data command, yaitu

’R0600’ ke mikrokontroler slave.

bf. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian lanjutkan ke poin bc.

Diagram alir di atas adalah program untuk mikrokontroler master pada saat menerima data dari komputer (PC). Data string ’R0500’ yang diberikan

pada mikrokontroler master digunakan untuk memulai jalannya seluruh instruksi program, dan data string ’R0600’ digunakan untuk menghentikan jalannya program kemudian siap untuk dijalankan kembali (stanby). Data

karakter yang diikuti dengan data desimal, seperti ’R’0030 digunakan untuk

memberikan nilai set point 30o, data ’R’0090 digunakan untuk memberikan nilai set point 90o, data ’R’0180 digunakan untuk memberikan nilai set point

44

Karakter bagian depan data, yaitu huruf ’R’ dibuat sebagai inisialisasi

awal data, jika komputer (PC) mengirimkan data tidak didahului dengan

huruf ’R’ maka pada mikrokontroler master data tidak diterima karena dianggap bukan data dari komputer (PC) pengendali payload. Satu digit data

desimal setelah karkter ’R’, merupakan nilai untuk variabel flag dan tiga digit data desimal berikutnya merupakan nilai data untuk variabel command,

nilai tiga digit data desimal ini akan dikirim oleh mikrokontroler master ke mikrokontroler slave. Data ini akan diproses pada mikrokontroler slave

sebagai nilai set point yang akan dibandingkan dengan data hasil pengukuran sensor kompas.

45 3.3.2 Diagram Alir Program Mikrokontroler Slave

Mulai a

b

Tunggu data delta (deteksi sayap) dan command (setpoint) dari uC master

Panggil prosedur pembacaan sensor

kompas

Kirim data pengukuran kompas ke uC master

Cek nilai delta = 1 ? tidak

Nilai variabel i = 100 ? Nilai variabel i = 1

Inisialisasi motor brushless kanan dan kiri tidak

Nilai variabel i = i + 1 Delta = 0

Nilai variabel i = 10 ? Nilai variabel i = 1

Panggil prosedur pembacaan sensor

kompas

Kirim data pengukuran kompas ke uC master

Nilai variabel i = i + 1 Panggil prosedur

pengendalian payload dengan

pengontrol PID Tunggu data delta (deteksi

sayap) dan command (setpoint) dari uC master

ya ya ya c d e f g h k l m n o p q r i j tidak Inisialisasi program

46 Berikut ini penjelasan diagram alir program pada mikrokontroler slave:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Tunggu data delta (deteksi sayap) dan command (setpoint) dari mikrokontroler master.

d. Panggil prosedur pembacaan sensor kompas.

e. Memberikan perintah untuk mengirimkan hasil data pengukuran sensor kompas ke mikrokontroler master.

f. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel delta (deteksi sayap) = 1, jika ya lanjutkan ke poin g, jka tidak kembali ke poin c.

g. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

h. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 100, jika ya lanjutkan ke poin k, jika tidak lanjutkan ke poin i.

i. Inisialisasi motor brushless kanan dan kiri.

j. Jumlahkan nilai pada variabel i dengan nilai 1, kemudian hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian kembali ke poin h.

k. Isi nilai pada variabel delta dengan nilai 0. l. Isi nilai pada variabel i dengan nilai 1.

m. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel i = 10, jika ya lanjutkan ke poin n, jika tidak lanjutkan ke poin o.

n. Tunggu data delta (deteksi sayap) dan command (setpoint) dari mikrokontroler master, setelah data diterima kembali ke poin l. o. Panggil prosedur pembacaan sensor kompas.

p. Memberikan perintah untuk mengirimkan hasil data pengukuran sensor kompas ke mikrokontroler master.

q. Panggil prosedur untuk pengontrolan kendali payload dengan menggunakan pengontrol PID.

r. Jumlahkan isi nilai variabel i dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel i, kemudian kembali ke poin m.

47 Diagram alir pada gambar 3.14 adalah program untuk mikrokontroler

slave pada saat menerima data dari mikrokontroler master. Mikrokontroler

master akan mengirimkan data pada mikrokontroler slave, setelah data

diterima oleh mikrokontroler slave, maka mikrokontroler slave akan menjalankan instruksi program, namun tidak semua instruksi dijalankan. Di dalam mikrokontroler slave terdapat instruksi pemeriksaan data pendeteksi sayap, yaitu data yang dikirim oleh mikrokontroler master, jika data ini bernilai 0, maka prosedur kontrol PID tidak dijalankan, pemeriksaan ini akan terus berlangsung ketika mikrokontroler master mengirimkan data.

Pada saat instruksi kontrol PID dijalankan akan terdapat pemeriksaan data string, yaitu ’R0600’, jika mikrokontroler master mengirimkan data tersebut, maka mikrokontroler slave akan menghentikan proses instruksi kontrol PID, pemeriksaan ini akan terus berlangsung selama mikrokontroler

48 3.3.3 Diagram Alir Prosedur Pembacaan ADC (pembacaan sensor

accelerometer dan tekanan udara)

Mulai

Inisialisasi program

Kirim perintah untuk pembacaan alamat channel

sebagai pembacaan sensor tekanan udara

Ambil hasil pembacaan ADC pada channel pembacaan

sensor tekanan udara

Return Kirim perintah untuk pembacaan alamat channel

sebagai pembacaan sensor accelerometer

Ambil hasil pembacaan ADC pada channel pembacaan

sensor accelerometer

Ubah kedalam satuan gravitasi (G) Ubah kedalam satuan

kilopascal (kPa) Memberikan nilai high

pada pin cs

Memberikan nilai low

pada pin cs

Memberikan nilai high pada pin cs

Memberikan nilai low

pada pin cs a b c d e f g h i j k l m

49 Berikut ini penjelasan diagram alir prosedur pembacaan ADC:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Memberikan nilai high pada pin CS ADC. d. Memberikan nilai low pada pin CS ADC.

e. Mengirimkan perintah untuk membaca alamat channel yang digunakan untuk pembacaan sensor tekanan udara.

f. Mengirimkan perintah untuk membaca hasil pengukuran tekanan udara dan menyimpannya pada variabel yang disediakan.

g. Hasil pengukuran diubah kedalam satuan kilopascal (kPa). h. Memberikan nilai high pada pin CS ADC.

i. Memberikan nilai low pada pin CS ADC.

j. Mengirimkan perintah untuk membaca alamat channel yang digunakan untuk pembacaan sensor accelerometer.

k. Mengirim perintah untuk membaca hasil pengukuran percepatan dan menyimpannya pada variabel yang disediakan.

l. Hasil pengukuran diubah kedalam satuan gravitasi (G).

m. Keluar dari prosedur dan kembali mengeksekusi intruksi berikutnya pada program utama.

50 3.3.4 Diagram Alir Prosedur Perintah Reset untuk Sensor Suhu dan

Kelembaban

Mulai

Inisialisasi program

Kirim perintah untuk mengaktifkan reset pada

sensor suhu dan kelembaban

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Memberikan nilai low pada pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Return a

b

c

d

e

f

g

h

i

j

k

l

Gambar 3.16 Diagram alir prosedur reset untuk sensor suhu dan kelembaban

51 Berikut ini penjelasan diagram alir prosedur perintah reset untuk sensor suhu dan kelembaban:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

d. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu dan kelembaban. e. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu dan

kelembaban.

f. Memberikan nilai high pada pin clock sensor suhu dan kelembaban.

g. Memberikan nilai low pada pin masukan data dari sensor suhu dan kelembaban.

h. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu dan kelembaban.

i. Memberikan nilai high pada pin clock sensor suhu dan kelembaban.

j. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu dan kelembaban. k. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu dan

kelembaban.

l. Keluar dari prosedur dan kembali mengeksekusi intruksi berikutnya pada program utama.

52 3.3.5 Diagram Alir Prosedur Pembacaan Sensor Suhu

Mulai

Inisialisasi program

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Memberikan nilai low pada pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Variabel ram1 = 00011

Kirim perintah untuk membaca pengukuran

suhu

Baca acknowledgment dari sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Variabel timeout = 0

Variabel ram1 = 1

Cek nilai variabel ram1 = 250 ?

Cek nilai variabel shtdata = 0 ?

Berhenti 1 milidetik

Variabel ram1 = ram1 + 1 Cek nilai variabel

ram1 = 250 ?

Variabel timeout = 1 Variabel ackbit = 0

Baca hasil pengukuran suhu

Kirim acknowledgment ke sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Simpan MSB hasil pengukuran suhu ke

variabel tC

Variabel ackbit = 1

Baca hasil pengukuran suhu

Kirim acknowledgment ke sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Simpan LSB hasil pengukuran suhu ke

variabel tC

Ubah hasil pengukuran suhu kedalam satuan

derajat Return a b c d e f g h i j k l n m o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ah ag ya ya ya tidak tidak tidak

53 Berikut ini penjelasan diagram alir prosedur pembacaan sensor suhu:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu. d. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu. e. Memberikan nilai high pada pin clock sensor suhu.

f. Memberikan nilai low pada pin masukan data dari sensor suhu. g. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu.

h. Memberikan nilai high pada pin clock sensor suhu. i. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu. j. Memberikan nilai low pada pin clock sensor suhu. k. Isi variabel ram1 dengan nilai biner 00011.

l. Mengirim perintah untuk membaca pengukuran suhu. m. Baca acknowledgment dari sensor suhu.

n. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu. o. Isi variabel timeout dengan nilai 0.

p. Isi variabel ram1dengan nilai 1.

q. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel ram1 = 250, jika ya lanjutkan ke poin u, jika tidak lanjutkan ke poin r.

r. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel shtdata = 0, jika ya lanjutkan ke poin u, jika tidak lanjutkan ke poin s.

s. Berhenti selama 1 milidetik.

t. Jumlahkan nilai pada variabel ram1 dengan nilai 1 dan hasil pejumlahan simpan kembali pada variabel ram1, kemudian lanjutkan ke poin q.

u. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel ram1 = 250, jika ya lanjutkan ke poin w, jika tidak lanjutkan ke poin v.

v. Isi variabel ackbit dengan nilai 0. w. Isi variabel timeout dengan nilai 1.

x. Mengirim perintah untuk membaca hasil data pengukuran suhu. y. Mengirim perintah acknowledgment ke sensor suhu.

54 z. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu.

aa. Menyimpan MSB hasil pengukuran suhu pada variabel tC. ab. Isi variabel ackbit dengan nilai 1.

ac. Mengirim perintah untuk membaca hasil data pengukuran suhu. ad. Mengirim perintah acknowledgment ke sensor suhu.

ae. Menentukan pin masukan data dari sensor suhu.

af. Menyimpan LSB hasil pengukuran suhu pada variabel tC.

ag. Hasil data pengukuran suhu diubah ke dalam satuan derajat

celcius (oC).

ah. Keluar dari prosedur dan kembali mengeksekusi instruksi berikutnya pada program utama.

55 3.3.6 Diagram Alir Prosedur Pembacaan Sensor Kelembaban

Mulai

Inisialisasi program

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Memberikan nilai low pada pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Memberikan nilai high

pada pin clock

Menentukan pin masukan data

Memberikan nilai low pada pin clock

Variabel ram1 = 00101

Kirim perintah untuk membaca pengukuran

suhu

Baca acknowledgment dari sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Variabel timeout = 0

Variabel ram1 = 1

Cek nilai variabel ram1 =250 ?

Cek nilai variabel shtdata =0 ?

Berhenti 1 milidetik

Variabel ram1 = ram1 + 1 Cek nilai variabel

ram1 = 250 ?

Variabel timeout = 1 Variabel ackbit = 0

Baca hasil pengukuran suhu

Kirim acknowledgment ke sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Simpan MSB hasil pengukuran suhu ke

variabel rH

Variabel ackbit = 1

Baca hasil pengukuran suhu

Kirim acknowledgment ke sensor suhu

Menentukan pin masukan data

Simpan LSB hasil pengukuran suhu ke

variabel rH

Ubah hasil pengukuran suhu kedalam satuan

%RH Return tidak tidak tidak ya ya ya a b c d e f g h i j k l n m o p q u w x y z aa ab ac ad ae af ah ag s t v r

56 Berikut ini penjelasan diagram alir prosedur pembacaan sensor kelembaban:

a. Memulai awal program.

b. Pendeklarasian program. Pengaturan nama prosesor, nama kompiler, konfigurasi pin-pin dan deklarasi variabel.

c. Menentukan pin masukan data dari sensor kelembaban. d. Memberikan nilai low pada pin clock sensor kelembaban. e. Memberikan nilai high pada pin clock sensor kelembaban.

f. Memberikan nilai low pada pin masukan data dari sensor kelembaban.

g. Memberikan nilai low pada pin clock sensor kelembaban. h. Memberikan nilai high pada pin clock sensor kelembaban. i. Menentukan pin masukan data dari sensor kelembaban. j. Memberikan nilai low pada pin clock sensor kelembaban. k. Isi variabel ram1 dengan nilai biner 00101.

l. Mengirim perintah untuk membaca pengukuran kelembaban. m. Baca acknowledgment dari sensor kelembaban.

n. Menentukan pin masukan data dari sensor kelembaban. o. Isi variabel timeout dengan nilai 0.

p. Isi variabel ram1 dengan nilai 1.

q. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel ram1 = 250, jika ya lanjutkan ke poin u, jika tidak lanjutkan ke poin r.

r. Pengecekan apakah nilai pada variabel shtdata = 0, jika ya lanjutkan ke poin u, jika tidak lanjutkan ke poin s.

s. Berhenti selama 1 milidetik.

t. Jumlahkan nilai pada variabel ram1 dengan nilai 1 dan hasil penjumlahan simpan kembali pada variabel ram1, kemudian lanjutkan ke poin q.

u. Pemeriksaan apakah nilai pada variabel ram1 = 250, jika ya lanjutkan ke poin w, jika tidak lanjutkan ke poin v.

v. Isi variabel ackbit dengan nilai 0. w. Isi variabel timeout dengan nilai 1.

57 x. Mengirim perintah untuk membaca hasil data pengukuran

kelembaban.

y. Mengirim perintah acknowledgment ke sensor kelembaban. z. Menentukan pin masukan data dari sensor kelembaban.

aa. Menyimpan MSB hasil pengukuran kelembaban pada variabel rH. ab. Isi variabel ackbit dengan nilai 1.

ac. Mengirim perintah untuk membaca hasil data pengukuran kelembaban.

ad. Mengirim perintah acknowledgment ke sensor kelembaban. ae. Menentukan pin masukan data dari sensor kelembaban.

af. Menyimpan LSB hasil pengukuran kelembaban pada variabel rH. ag. Hasil data pengukuran kelembaban diubah kedalam satuan %RH. ah. Keluar dari prosedur dan kembali mengeksekusi instruksi

58 3.3.7 Diagram Alir Prosedur Pembacaan Sensor Kompas

Mulai

Inisialisasi program

Memberikan nilai high

pada pin enable

Memberikan nilai low pada pin enable

Kirim perintah untuk mengaktifkan reset pada

sensor kompas

Memberikan nilai high

pada pin enable

Memberikan nilai low pada pin enable

Kirim perintah untuk memulai pengukuran

kompas

Nilai variabel setatus = 0

Memberikan nilai high

pada pin enable

Memberikan nilai low pada pin enable

Kirim perintah untuk pengecekan status dari

sensor kompas

Baca status dari sensor kompas

Cek nilai variabel status = 1100 ?

Baca hasil pengukuran (nilai axis X dan nilai axis Y)

Memberikan nilai high pada pin enable

Cek nilai axis y bit ke-10 = 1 ?

Variabel y = y | 1111100000000000

Cek nilai axis x bit ke-10 = 1 ?

Variabel x = x | 1111100000000000

Variabel x = x - (sumbu x)

Variabel y = y – (sumbu y)

Variabel angle = x ATN -y

Variabel status = 0

Variabel table0 = (nilai table current)

Variabel table1 = (nilai table previous)

Cek nilai variabel angle >= table1 ?

Cek nilai variabel angle <= table0 ?

Variabel x = (255 – table1) + table0

Variabel y = angle – table1

Variabel y = y * 16

Variabel angle = (y / x) + ((y // x) / (x / 2))

Variabel angle = ((status - 1 & $F) * 16) + angle

Variabel angle = angle & $ff

Variabel angle = angle */ 360

Return

Variabel x = table0 + (255 - table1)

Variabel y = angle + (255 - table1)

Variabel status = status - 1

Variabel table0 = (nilai table

previous)

Variabel table1 = table0

Variabel status = status + 1

Ambil data (nilai hasil kalibrasi) simpan pada

variabel table0

Cek nilai variabel angle <= table0 and angle >

table1 ?

Variabel x = table0 - table1

Variabel y = angle - table1 a b c d e f g h i j k l n m o p q r s t u v w x y z aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at tidak tidak tidak tidak tidak tidak ya ya ya ya ya ya

84

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Alldatasheet. ADC0831A, ADC0832A, ADC0831B, ADC0832B A/D Peripherals with serial control. Diakses 12 Februari 2011, dari http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/97129/TI/ADC0832/+75Q_ -UPGZzEE8CNN+/datasheet.pdf.

[2]. Alldatasheet. High Temperature Accuracy Integrated Silicon Pressure Sensor for Measuring Absolute Pressure, On-Chip Signal Conditioned, Temperature Compensated and Calibrated. Diakses 12 Februari 2011, dari http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/310109/FREESCALE/MPX A6115A6U/+21122AVDPE.T.EOIfTXfKhwDpOlk+/datasheet.pdf.

[3]. Alldatasheet. Hitachi HM55B Compass Module (#29123). Diakses 12 Februari 2011, dari http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet- pdf/view/228104/ ETC2/HM55B/+Q2J227VwSw9bIPvzH+/datasheet.pdf.

[4]. Alldatasheet. Humidity & Temperature Sensor. Diakses 12 Februari 2011, dari http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/91103/ETC/SHT75/+ 71QQWUCRC/1ypUzv+/datasheet.pdf.

[5]. Alldatasheet. Surface Mount Micromachined Accelerometer. Diakses 12 Februari 2011, dari http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/ 188044/FREESCALE/MMA3201EG/+07JQ57VDPE.T.EOIfTuIDDCDSu+ /datasheet.pdf.

[6]. Budiharto, Widodo. (2006). Belajar Sendiri Menbuat Robot Cerdas. Jakarta: Elex Media Komputindo.

[7]. Malvino, A. P. (2003). Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Salemba Teknika.

[8]. Michael. Brushless Conversion. Diakses 12 Februari 2011, dari http://miketigabelas.webs.com/brushless.html.

[9]. Ogata, Katsuhiko. (1996). Teknik Kontrol Automatik. Jakarta: Erlangga. [10]. Setiawan, Iwan. (2008). Kontrol PID Untuk Proses Industri. Jakarta: Elex

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigursai pin dan nama sinyal konektor serial DB-9... 7

Tabel 2.2 Pin-pin Modul Radio YS-1020UB ... 17

Tabel 2.3 Konfigurasi pin modul Hitachi HM55B ... 18

Tabel 2.4 Pin-pin sensor MMA3201EG ... 19

Tabel 2.5 Pin-pin sensor SHT75 ... 20

Tabel 3.1 Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler master ... 30

Tabel 3.2 Konfigurasi port yang digunakan pada mikrokontroler slave ... 30

Tabel 3.3 Menunjukan oytput yang diinginkan sesuai kondisi sayap ... 32

Tabel 3.4 MUX Addressing: ADC 0832 Single Ended Mux Mode ... 33

Tabel 4.1 Hasil pengujian komunikasi modul radio YS-1020UB ... 67

Tabel 4.2 Hasil pengujian sensor suhu dan kelembaban ... 69

Tabel 4.3 Hasil pengujian sensor tekanan udara ... 70

Tabel 4.4 Hasil pengujian sensor percepatan (MMA3201EG) ... 72

Tabel 4.5 Hasil pengujian sensor kompas (hitachi HM55B) pada arah 30° ... 73

v

KATA PENGANTAR

Bismillahirrahmaannirrahhim,

Assalaamu’alaikum Wr.wb.

Segala puji bagi Allah SWT. Pencipta dan pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW, keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Atas rahmat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, meskipun proses belajar sesungguhnya tak akan pernah berhenti. Tugas akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin penulis sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Sri Nurhayati, M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia.

2. Hidayat, M.T selaku dosen pembimbing I, yang telah banyak membantu penulis selama melaksanakan studi dan menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Maskie Zusane Oematan, S.kom selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak membantu penulis selama melaksanakan studi dan menyelesaikan tugas akhir ini.

4. Asep Solih Awalluddin, M.Si selaku dosen wali. Terima kasih banyak atas bimbingannya selama penulis menjalani masa perkuliahan.

5. Muhammad Aria, M.T. Terima kasih banyak atas arahan, saran dan bimbingannya.

6. Ir. Christianto Tjahyadi selaku managing director NEXT SYSTEM, terima kasih banyak atas bimbingannya.

7. Orang tua, kakak, adik dan keluarga besar tercinta yang senantiasa tidak henti-hentinya berdo’a, mencurahkan cinta, kasih sayang, perhatian, nasihat, serta motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

8. Bapak dan Ibu seluruh staff dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah banyak memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis.

9. Melvini Eka Mustika yang telah memberikan pelajaran berharga yang belum pernah penulis dapatkan sebelumnya.

10. Teman-teman seperjuangan, Bambang Ismoyo Jati, Hidayat Abdullah, Hilman Jaka Kuncara, Acep Sumarna, Wendy Destryana, Dadi Nurjaman, Andriyana Subhan, Hendrik Hermanto, Eko Deny Kharisma, Dosma Paruntungan Manalu, Dian Perdana, Seliwati. Semua

teman-vi

teman di angkatan 2005, 2006 dan 2007. Semua teman-teman asisten sistem digital yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

11. Tim roket Arjuna S4D dan Aerose, terima kasih atas segala bantuan dan kebersamaanya selama mengerjakan tugas akhir ini.

12. Seluruh pihak yang mungkin terlupakan oleh penulis, namun telah banyak membantu penulis. Terima kasih sebanyak-banyaknya.

Akhirnya, penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang penulis dalami.

Wassalamu’alikum Wr.Wb.

Bandung, Februari 2011

LEMBARAN PENGESAHAN

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI MUATAN ROKET SEBAGAI PENGINDERA PARAMETER METEOROLOGI

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Sistem Komputer Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Liling Saputra Jaya Mudin (10206048)

Bandung, Februari 2011 Menyetujui,

Pembimbing I, Pembimbing II,

Hidayat, S.Kom, M.T NIP. 4127.70.05.011

Maskie Zusane Oematan, S.Kom NIP.

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Komputer

Sri Nurhayati, M.T NIP. 4127.70.05.013

ii

LEMBARAN PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Liling Saputra Jaya Mudin NIM : 10206048

Menyatakan bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri dan bukan merupakan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain yang pernah dipublikasikan atau yang sudah pernah digunakan untuk mendapatkan gelar di Universitas lain, kecuali pada bagian dimana sumber informasi dicantumkan dengan cara referensi yang semestinya.

Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya secara sadar dan bertanggung jawab dan saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan tugas akhir saya apabila terbukti melakukan duplikasi terhadap tugas akhir yang sudah ada.

Bandung, Februari 2011