BAB III PERANCANGAN PENELITIAN
3.2. Perancangan Perangkat Keras
Dalam perancangan perangkat keras ini terdiri dari beberapa tahapan karena perangkat keras ini terdiri dari beberapa bagain. Bagian yang pertama adalah pembuatan perancangan bagian model pesawat. Dan bagian kedua adalah pembuatan perancangan bagian sarung tangan.
3.2.1. Perancangan Bagian Penggerak Model Pesawat
Pada bagian penggerak model pesawat terdapat pesawat yang terhubung ke tiang penyangga, di dalam bagian penopang bawah akan terdapat arduino, driver motor, dan modul nrf24L01, dibagian dalam pesawat akan terdapat servo-servo yang menggerakan pesawat. Rencana alat pada bagian model pesawat dapat dilihat pada Gambar 3.2 dan Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Perancangan Penggerak Model Pesawat (Tampak Samping)
3.2.2. Perancangan Bagian Sarung Tangan
Pada bagian sarung tangan terdapat sarung tangan yang terpasang oleh sensor MPU-6050, sensor flex, modul nRF24L01 dan arduino nano, juga baterai yang berada pada bagian bawah telapak tangan. Rencana alat pada bagian sarung tangan dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4. Perancangan Sarung Tangan
3.2.3. Perancangan Gerakan Yaw Pesawat
Gerakan yaw seperti yang telah dijelaskan pada bab II merupakan gerakan ke kanan dan ke kiri nya pesawat atau gerakan menggeleng pada pesawat (panah biru). Gerakan ini akan diatur oleh sebuah servo yang telah diatur letak pemasangannya seperti Gambar 3.5 dan Gambar 3.6. Sensor Flex Sensor MPU-6050 nRF24L01 Arduino Nano
Gambar 3.5. Perancangan Gerakan Yaw Pada Pesawat (Tampak Samping)
Gambar 3.6. Perancangan Gerakan Yaw Pada Pesawat (Tampak Atas)
3.2.4. Perancangan Gerakan Pitch Pesawat
Gerakan pitch seperti yang telah dijelaskan pada bab II merupakan gerakan keatas dan kebawah nya pesawat atau gerakan menggangguk pada pesawat (panah merah). Gerakan ini akan diatur oleh sebuah servo yang telah diatur letak pemasangannya seperti Gambar 3.7. dan Gambar 3.8.
Gambar 3.7. Perancangan Gerakan Pitch Pada Pesawat (Tampak Samping)
Gambar 3.8. Perancangan Gerakan Pitch Pada Pesawat (tampak atas)
3.2.5. Perancangan Gerakan Roll Pesawat
Gerakan roll seperti yang telah dijelaskan pada bab II merupakan gerakan berputar pesawat, yaitu gerakan kemiringan kekiri atau kemiringan kekanannya pesawat (panah hijau). Gerakan ini akan diatur oleh sebuah servo yang telah diatur letak pemasangannya seperti Gambar 3.9. dan Gambar 3.10.
Gambar 3.9. Perancangan Gerakan Roll Pada Pesawat (Tampak Depan)
3.2.6. Perancangan Rangkaian Sensor Flex
Rangkaian sensor flex memiliki dua kaki. Salah satu kaki pin diberikan tegangan +5 Volt, sedangkan kaki pin lainnya terhubung pada output data yang dihubungkan ke pin A0, resistor 10KΩ, serta ground. Sensor flex memberikan resistansi kepada mikrkontroler melalui rangkaian pembagi tegangan.
Tegangan keluaran arduino yang digunakan sebesar 5 V akan melewati rangkaian pembagi tegangan sehingga tegangan keluaran arduino akan dibagi menjadi tegangan output yang sebanding dengan resistansi yang dihasilkan sensor flex. Fungsinya adalah untuk membagi tegangan keluaran arduino dengan tegangan output sensor flex ke data (pin analog
input arduino). Tegangan output sensor flex ke data (pin analog input arduino) dapat
bervariasi dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan yaitu besarnya resistansi sensor
flex yang terukur dibagi dengan resistor pembagi tegangan yang dijumlahkan dengan
resistansi sensor flex yang terukur, lalu dikalikan tegangan keluaran arduino sebesar 5 Volt. Pembagi tegangan adalah resistor 10 KΩ karena menyesuaikan dengan hambatan datar sensor flex yang tertera di datasheet. Sensor flex memiliki dua kaki pin yaitu resistor pembagi tegangan yang terhubung dengan data masukan pin analog arduino dan diberikan tegangan vcc, sedangkan kaki pin yang lain sebagai tegangan output yang terhubung dengan
ground. Rangkaian sensor flex dihubungkan dengan kabel yang akan di hubungkan pada pin
analog arduino uno, ground dan vcc. Mikrokontroler mengkonversi data menggunakan ADC, dimana data masukannya didapat dari tegangan yang sudah terkena resistansi. Rangkaian sensor flex dan arduino nano dapat dilihat pada Gambar 3.11.
Pada Gambar 3.11. adalah konfigurasi rangkaian untuk sensor flex yang terhubung ke mikrokontroler Tx (Arduino Nano). Keluaran sensor flex akan masuk melalui pin A0 pada mikrokontroler. Pengujian sensor flex dilakukan dengan cara menekuk sensor agar menghasilkan nilai output. Nilai output yang dihasilkan dari proses menekuk sensor flex tersebut adalah nilai analog yang kemudian akan diubah menjadi nilai ADC.
Saat dilakukan percobaan, didapatkan nilai ADC dari sensor flex yang diperlihatkan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Tabel Pengukuran Nilai ADC Terhadap Posisi Sensor Flex Pada Jari
Posisi Sensor Flex
(posisi 1) (posisi 2) (posisi 3)
ADC (sensor flex) 640-680 700-760 770-900
Nilai-nilai ADC yang didapatkan dari hasil percobaan di atas akan digunakan sebagai nilai pembanding dengan nilai PWM pada putaran motor agar diperoleh kesesuaian gerakan sensor flex dan kecepatan putaran motor. Apabila sensor flex dalam keadaan datar dan tidak ditekuk maka memiliki nilai ADC ±640 yang berarti motor dalam kedaan diam atau tidak berputar. Apabila sensor flex dalam keadaan agak ditekuk dan memiliki nilai ADC ±700 maka motor akan berputar dengan kecepatan yang tidak terlalu kencang. Dan apabila sensor flex dalam keadaan ditekuk dan memiliki nilai ADC ±900 maka motor akan berputar dengan kecepatan maksimal.
3.2.7. Perancangan Sensor MPU-6050
Sensor MPU-6050 pada perancangan ini digunakan untuk pendeteksi gerakan dari tangan yang akan menentukan gerakan pesawat apakah akan bergerak yaw, pitch atau roll. Sensor MPU-6050 ini memiliki 3 keluaran yang sesuai dengan sumbunya yaitu sumbu X, sumbu Y dan sumbu Z. Nilai keluaran yang dihasilkan dari sensor MPU-6050 akan diproses oleh mikrokontroler Tx lalu dikonversi menjadi nilai sudut gerakan servo yaw, servo pitch dan servo roll yang kemudian akan kirim ke mikrokontroler Rx dan dikeluarkan menjadi
gerakan servo yaw, servo pitch dan servo roll. Rangkaian skematik sensor MPU-6050 dengan arduino nano dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Gambar 3.12. Rangkaian Skematik Sensor MPU-6050 Dengan Arduino Nano
Tabel 3.2. Tabel Konfigurasi Hubungan Pin Arduino Nano Dengan Sensor MPU-6050
No. Pin Arduino Nano Pin Sensor MPU-6050
1. 5 Volt VCC
2. GND GND
3. A4 SDA
4. A5 SCL
3.2.8. Perancangan Rangkaian Motor DC
Motor dc pada perancangan ini digunakan sebagai keluaran dari sensor flex. Kecepatan motor dc akan diatur keluarannya sesuai dengan kelengkungan sensor flex. Motor dc dihubungkan ke Driver motor L298N yang berfungsi untuk mengatur kecepatan dan arah putaran motor dc. Driver motor L298N disuplai oleh baterai 9 Volt.
Gambar 3.13. Rangkaian Skematik Motor DC Dengan Arduino Uno & Driver Motor
Tabel 3.3. Tabel Konfigurasi Hubungan Pin Arduino Uno Dengan Driver Motor
No. Pin Arduino Uno Pin Driver Motor
1. 5 Volt 5 Volt
2. D6 Enable
3. D4 IN1
4. D2 IN2
3.2.9. Perancangan Rangkaian Servo
Motor servo pada perancangan ini digunakan sebagai keluaran dari sensor MPU-6050. Perputaran servo 1, servo 2, dan servo 3 akan diatur sesuai dengan gerakan dari sensor
MPU-6050. Setiap motor servo dihubungkan ke arduino uno yang konfigurasi pinnya sesuai dengan Tabel 3.4. dibawah.
Gambar 3.14. Rangkaian Skematik Motor Servo Dengan Arduino Uno
Tabel 3.4. Tabel Konfigurasi Hubungan Pin Arduino Uno Dengan Motor Servo
No. Pin Arduino Uno Pin Servo Motor
1. 5 Volt 5 Volt
2. GND GND
3. D9 Servo 1
4. D5 Servo 2
3.2.10. Perancangan Rangkaian Modul nRF24L01
Modul nRF24L01 berfungsi sebagai modul komunikasi yang berfungsi untuk mengirim dan menerima data dari mikrokontroler Tx ke mikrokontroler Rx. Modul nRF24L01 ini terpasang di masing-masing arduino, yaitu pada arduino uno dan arduino nano. Konfigurasi pemasangan pin modul nRF24L01 pada arduino uno dapat dilihat pada Tabel 3.5. Sedangkan konfigurasi pemasangan pin modul nRF24L01 pada arduino nano dapat dilihat pada Tabel 3.6.
Gambar 3.15. Rangkaian Skematik Modul nRF24L01 Dengan Arduino Uno (Tx)
Tabel 3.5. Tabel Konfigurasi Hubungan Pin Arduino Uno (Tx) Dengan nRF24L01 No. Pin Arduino Uno Pin Modul nRF24L01
1. 3,3 Volt VCC 2. GND GND 3. 7 CE 4. 8 CS 5. 13 SCK 6. 11 MOSI 7. 12 MISO
Gambar 3.16. Rangkaian Skematik Modul nRF24L01 Dengan Arduino Nano (Rx)
Tabel 3.6. Tabel Konfigurasi Hubungan Pin Arduino Nano (Rx) Dengan nRF24L01
No. Pin Arduino Nano Pin Modul nRF24L01
1. 3,3 Volt VCC 2. GND GND 3. D7 CE 4. D8 CS 5. D13 SCK 6. D11 MOSI 7. D12 MISO