Perancangan Kontroler Game Mobile Menggunakan Gyroscope Dengan Algoritma Pid Dan Kalman Filtering Berbasis Arduino Nano Dan Unity
21
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Game sudah menjadi bagian yang ada di dalam keseharian kita. Dahulu, game hanya
dijadikan sarana hiburan namun saat ini game telah menjadi luas fungsinya, misalnya
game dapat dijadikan sarana pembelajaran, lahan bisnis, dan dipertandingkan sebagai
salah satu dari cabang olahraga oleh para profesional. Perkembangan game juga dapat
dilihat secara langsung oleh masyarakat, pada mulanya game hanya dimainkan di
komputer dan console.
Game saat ini sudah memasuki era portable dan mobile, yakni game sudah dapat
didesain dan dimainkan menggunakan mobile devices, seperti PDA, smartphone, tablet
PCs, dan portable media player. Mobile game sudah dibuat di berbagai macam platform
seperti Symbian, Apple IOS, Android serta Windows Phone. Keuntungan tersendiri
memainkan mobile game adalah portabilitas, yaitu player dapat bermain game dimana
saja mereka berada selama mereka mempunyai mobile devices yang mampu
menjalankan mobile games.
Penggabungan teknologi akhir-akhir ini sudah sangat sering dilakukan,
mengingat pada penggunaan kontroler game berbasis hardware merupakan penunjang
dalam game yang semakin bervariatif untuk dimainkan. Dengan adanya beberapa
kombinasi penggunaan sensor membuat teknik maupun cara bermain lebih
menyenangkan serta menambah keilmuan untuk meningkatkan ide-ide kreatif yang
terbentuk dengan mengkombinasikan permainan dengan kontroler.
Arduino merupakan salah satu kontroler yang dapat diprogram untuk membaca
maupun memberikan sinyal kepada perangkat lain sesuai dengan kebutuhan. Dengan
penggunaan Arduino dan sensor gyroscope sebagai pengendali arah pada game akan
menimbulkan pembahasan untuk penggunaan kontrol PID sebagai penentu sinkronisasi
pembacaan sensor terhadap aksi yang terjadi pada sebuah permainan dan dengan
tambahan menggunakan algoritma Kalman-Filter sebagai filtering noise dan getaran
Universitas Sumatera Utara
22
yang terjadi akibat perubahan pembacaan sensor yang sangat sensitif dirasa mampu
untuk meningkatkan performa pada kontroler game yang akan dirancang.
Oleh karena hal tersebut, penulis mengambil penelitian dengan judul
“Perancangan Kontroler Game Mobile Menggunakan Gyroscope dengan Algoritma
PID dan Kalman-Filter Berbasis Arduino Nano dan Unity”.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah
bagaimana merancang game dan kontrolernya yang menarik dengan menggunakan
sensor Gyroscope berbasis Arduino Nano dan Unity.
1.3
Batasan Penelitian
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.4
1.
Penelitian ini hanya menggunakan Arduino Nano.
2.
Algoritma yang digunakan adalah algoritma Kalman-Filter dan PID.
3.
Game mobile dirancang untuk Android OS dan dalam bentuk 3D.
4.
Pengiriman data hanya satu arah (Mikrokontroler ke mobile).
5.
Bahasa pemrograman yang digunakan adalah C#.
6.
Kontroller ini hanya bisa digunakan di game labirin
Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Untuk mendapatkan kestabilan sistem kontrol menggunakan PID.
2. Untuk memberikan kinerja yang stabil dengan penggunaan Kalman-Filter.
3. Untuk membuat kontroler game berbasis Arduino Nano.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapat dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan sebuah alat yang
dapat digunakan untuk mengontrol game mobile. Game ini bertujuan untuk membantu
para pengguna dalam bermain game secara aktif.
Universitas Sumatera Utara
23
1.6
Metodologi Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan peninjauan terhadap buku, artikel, jurnal, maupun hasil
penelitian terdahulu sebagai referensi yang diperlukan dalam melakukan
penelitian.Ini dilakukan untuk memperoleh informasi yang terkait dengan
Algoritma Kalman-Filter, Algoritma PID, Bluetooth HC-05, Arduino Nano,
Gyroscope MPU 6050, serta pemrograman C#.
2. Analisis dan Perancangan
Tahap ini digunakan untuk mengolah data dari hasil studi literatur yang
kemudian dilakukan analisis dan perancangan menggunakan Algoritma
Kalman-Filter dan PID sehingga menjadi suatu aplikasi yang tersetruktur dan
jelas. Proses ini meliputi pembuatan algoritma program, Use case Scenario,
flowchart sistem, flowchart algoritma, rancangan aplikasi, dan pembuatan User
Interface aplikasi.
3. Implementasi
Algoritma Kalman-Filter dan Algoritma PID diimplementasikan ke dalam
pembuatan suatu aplikasi identifikasi citra dengan menggunakan bahasa
pemrograman C#.
4. Pengujian
Menguji apakah aplikasi yang dibuat telah berhasil berjalan sesuai dengan
keinginan dan melakukan perbaikan kesalahan jika masih tedapat error pada
aplikasi.
5. Dokumentasi
Pada tahap ini berisi laporan dan kesimpulan akhir dari hasil akhir analisa dan
pengujian dalam bentuk skripsi.
Universitas Sumatera Utara
24
1.7
Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan skripsi ini disusun menjadi beberapa bab, diantaranya
yaitu:
BAB 1
PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan latar belakang dari penilitian skripsi dengan judul
“Perancangan Kontroler Game Mobile Menggunakan Gyroscope dengan
Algoritma PID dan Kalman Filtering Berbasis Arduino Nano dan Unity”.
Pada bab ini juga termasuk ke dalamnya; rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, tinjauan pustaka,
dan sistematika penulisan yang digunakan pada penelitian ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas dan menjelaskan teori-teori yang berhubungan dengan
Algoritma Kalman Filtering dan Algoritma PID.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini berisi tentang uraian analisis proses kerja dari Algoritma Kalman
Filtering dan Algoritma PID yang terdiri dari flowchart, unified modeling
language (UML), serta perancangan dari aplikasi.
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada bab ini, dibahas tahap pembuatan sistem sesuai dengan analisis dan
perancangan yang telah dibuat yang kemudian dilakukan pengujian sistem.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab terakhir yang memuat kesimpulan isi dari
keseluruhan uraian yang ada pada bab-bab sebelumnya dan saran-saran dari
hasil yang diperoleh yang nantinya diharapkan dapat bermanfaat dalam
pengembang selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Game sudah menjadi bagian yang ada di dalam keseharian kita. Dahulu, game hanya
dijadikan sarana hiburan namun saat ini game telah menjadi luas fungsinya, misalnya
game dapat dijadikan sarana pembelajaran, lahan bisnis, dan dipertandingkan sebagai
salah satu dari cabang olahraga oleh para profesional. Perkembangan game juga dapat
dilihat secara langsung oleh masyarakat, pada mulanya game hanya dimainkan di
komputer dan console.
Game saat ini sudah memasuki era portable dan mobile, yakni game sudah dapat
didesain dan dimainkan menggunakan mobile devices, seperti PDA, smartphone, tablet
PCs, dan portable media player. Mobile game sudah dibuat di berbagai macam platform
seperti Symbian, Apple IOS, Android serta Windows Phone. Keuntungan tersendiri
memainkan mobile game adalah portabilitas, yaitu player dapat bermain game dimana
saja mereka berada selama mereka mempunyai mobile devices yang mampu
menjalankan mobile games.
Penggabungan teknologi akhir-akhir ini sudah sangat sering dilakukan,
mengingat pada penggunaan kontroler game berbasis hardware merupakan penunjang
dalam game yang semakin bervariatif untuk dimainkan. Dengan adanya beberapa
kombinasi penggunaan sensor membuat teknik maupun cara bermain lebih
menyenangkan serta menambah keilmuan untuk meningkatkan ide-ide kreatif yang
terbentuk dengan mengkombinasikan permainan dengan kontroler.
Arduino merupakan salah satu kontroler yang dapat diprogram untuk membaca
maupun memberikan sinyal kepada perangkat lain sesuai dengan kebutuhan. Dengan
penggunaan Arduino dan sensor gyroscope sebagai pengendali arah pada game akan
menimbulkan pembahasan untuk penggunaan kontrol PID sebagai penentu sinkronisasi
pembacaan sensor terhadap aksi yang terjadi pada sebuah permainan dan dengan
tambahan menggunakan algoritma Kalman-Filter sebagai filtering noise dan getaran
Universitas Sumatera Utara
22
yang terjadi akibat perubahan pembacaan sensor yang sangat sensitif dirasa mampu
untuk meningkatkan performa pada kontroler game yang akan dirancang.
Oleh karena hal tersebut, penulis mengambil penelitian dengan judul
“Perancangan Kontroler Game Mobile Menggunakan Gyroscope dengan Algoritma
PID dan Kalman-Filter Berbasis Arduino Nano dan Unity”.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam penelitian ini adalah
bagaimana merancang game dan kontrolernya yang menarik dengan menggunakan
sensor Gyroscope berbasis Arduino Nano dan Unity.
1.3
Batasan Penelitian
Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1.4
1.
Penelitian ini hanya menggunakan Arduino Nano.
2.
Algoritma yang digunakan adalah algoritma Kalman-Filter dan PID.
3.
Game mobile dirancang untuk Android OS dan dalam bentuk 3D.
4.
Pengiriman data hanya satu arah (Mikrokontroler ke mobile).
5.
Bahasa pemrograman yang digunakan adalah C#.
6.
Kontroller ini hanya bisa digunakan di game labirin
Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Untuk mendapatkan kestabilan sistem kontrol menggunakan PID.
2. Untuk memberikan kinerja yang stabil dengan penggunaan Kalman-Filter.
3. Untuk membuat kontroler game berbasis Arduino Nano.
1.5
Manfaat Penelitian
Manfaat yang didapat dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan sebuah alat yang
dapat digunakan untuk mengontrol game mobile. Game ini bertujuan untuk membantu
para pengguna dalam bermain game secara aktif.
Universitas Sumatera Utara
23
1.6
Metodologi Penelitian
Tahapan penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah :
1. Studi Literatur
Pada tahap ini dilakukan peninjauan terhadap buku, artikel, jurnal, maupun hasil
penelitian terdahulu sebagai referensi yang diperlukan dalam melakukan
penelitian.Ini dilakukan untuk memperoleh informasi yang terkait dengan
Algoritma Kalman-Filter, Algoritma PID, Bluetooth HC-05, Arduino Nano,
Gyroscope MPU 6050, serta pemrograman C#.
2. Analisis dan Perancangan
Tahap ini digunakan untuk mengolah data dari hasil studi literatur yang
kemudian dilakukan analisis dan perancangan menggunakan Algoritma
Kalman-Filter dan PID sehingga menjadi suatu aplikasi yang tersetruktur dan
jelas. Proses ini meliputi pembuatan algoritma program, Use case Scenario,
flowchart sistem, flowchart algoritma, rancangan aplikasi, dan pembuatan User
Interface aplikasi.
3. Implementasi
Algoritma Kalman-Filter dan Algoritma PID diimplementasikan ke dalam
pembuatan suatu aplikasi identifikasi citra dengan menggunakan bahasa
pemrograman C#.
4. Pengujian
Menguji apakah aplikasi yang dibuat telah berhasil berjalan sesuai dengan
keinginan dan melakukan perbaikan kesalahan jika masih tedapat error pada
aplikasi.
5. Dokumentasi
Pada tahap ini berisi laporan dan kesimpulan akhir dari hasil akhir analisa dan
pengujian dalam bentuk skripsi.
Universitas Sumatera Utara
24
1.7
Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan skripsi ini disusun menjadi beberapa bab, diantaranya
yaitu:
BAB 1
PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan latar belakang dari penilitian skripsi dengan judul
“Perancangan Kontroler Game Mobile Menggunakan Gyroscope dengan
Algoritma PID dan Kalman Filtering Berbasis Arduino Nano dan Unity”.
Pada bab ini juga termasuk ke dalamnya; rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitian, tinjauan pustaka,
dan sistematika penulisan yang digunakan pada penelitian ini.
BAB 2
LANDASAN TEORI
Bab ini membahas dan menjelaskan teori-teori yang berhubungan dengan
Algoritma Kalman Filtering dan Algoritma PID.
BAB 3
ANALISIS DAN PERANCANGAN
Bab ini berisi tentang uraian analisis proses kerja dari Algoritma Kalman
Filtering dan Algoritma PID yang terdiri dari flowchart, unified modeling
language (UML), serta perancangan dari aplikasi.
BAB 4
IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN
Pada bab ini, dibahas tahap pembuatan sistem sesuai dengan analisis dan
perancangan yang telah dibuat yang kemudian dilakukan pengujian sistem.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan bab terakhir yang memuat kesimpulan isi dari
keseluruhan uraian yang ada pada bab-bab sebelumnya dan saran-saran dari
hasil yang diperoleh yang nantinya diharapkan dapat bermanfaat dalam
pengembang selanjutnya.
Universitas Sumatera Utara