i
SKRIPSI
RANCANG BANGUN PARASUT OTOMATIS DAN SISTEM PENGIRIMAN SMS PADA QUADCOPTER
Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Program S-1 Pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh :
USWATUN HASANAH 20120120009
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2016
ii
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini :
Nama : Uswatun Hasanah NIM : 20120120009 Jurusan : Teknik Elektro
Menyatakan bahwa :
Semua yang ditulis dalam naskah skripsi ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri dan bukan menjiplak hasil karya dari pihak manapun, kecuali dasar teori yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Hasil skripsi yang Saya buat disusun sebagai salah satu syarat untuk menyandang gelar Strata Satu (S1) di Perguruan Tinggi. Demikian surat pernyataan ini Saya buat agar dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Yogyakarta, 1 Agustus 2016 Menyatakan,
iii
MOTTO
“Allah akan meninggikan orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan. (QS. Al-Mujadalah:11)
Sesungguhnya para malaikat itu merendahkan sayapnya kepada penuntut ilmu karena senangnya atas apa yang dilakukan para penuntut ilmu ”. (H.R Ibnu
Abdul Barr).
“...Bersyukurlah kepadaKu dan kepada kedua dua orang ibu bapakmu, hanya kepadaKu lah kembalimu(QS. Lukman:14)
“ I think a girl can do anything! She just needs to believe in her self”(Elvira Meliksetyan)
iv
PERSEMBAHAN
Karya Tugas Akhir ini kupersembahkan untuk :
Ummi dan Abi, yang selalu memberikan cinta tulus tanpa syarat dan tanpa batas kepadaku,
v
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Syukur alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT atas rahmat, taufik, kesehatan, kecerdasan dan bermacam nikmat yang diberikan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan skripsi yang berjudul “RANCANG
BANGUN PARASUT OTOMATIS DAN SISTEM PENGIRIMAN SMS PADA QUADCOPTER”. Skripsi ini merupakan salah satu matakuliah wajib
program studi Teknik Elektro jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta serta merupakan salah satu syarat kelulusan jenjang pendidikan Strata Satu Teknik Elektro.
Dengan penuh rasa syukur dan kerendahan hati, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada :
1. Allah SWT karena atas izin-Nya skripsi ini dapat terselesaikan
2. Bapak Ir. Agus Jamal M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.
3. Bapak Dr. Ramadoni Syahputra, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing I tugas akhir yang telah memberikan arahan dan bimbingan selama pembuatan, dan penyusunan laporan ini.
4. Bapak Rama Oktawiyagi, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing II tugas akhir yang telah memberikan arahan, pembelajaran dan bimbingan dengan penuh kesabaran kepada penulis selama melakukan proses perencanaan, pembuatan, dan penyusunan skripsi ini.
vi
5. Bapak Muhamad Yusvin Mustar, S.T., M.Eng., selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
6. Kedua orang tua tercinta Bapak Ach. Roziqin, S.Ag dan Ibu Dra. Rusmilawati atas semua pengorbanan, doa, semangat, dukungan materil dan nonmateril yang kalian berikan. Serta ke tiga adikku, Khairatun Hisan, M. Jundi Rabbani dan Hilyatul Atqiya atas doa, semangat dan bantuannya.
7. Untuk abang Daru Barro Saputro sebagai kakak dan partner terbaik yang telah banyak memberikan bantuan, perhatian, dan kesabarannya selama ini. Maaf uswah banyak merepotkan.
8. Gunawan Eka Prasetya dan Dwi Verdi Firmansyah atas ilmu dan kesabarannya selama membantu pengerjaan skripsi ini.
9. Team Squad (Nadya Afrisahandani, Andryan Rangkuti, Rizqilillah Seputra, Adis Wijaya, Daru Barro Saputro, Widiya Muninggar, Afiqoh Akmalia F. dan Amalia ) atas bantuan dan doa kalian.
10. Untuk Endah Dian Ariany dan Dewi Kesuma Handayani atas kebersamaan di kontrakan sederhana kita selama 4 tahun ini.
11. Fikriyan Fajar Al Farobi, Agem Jaya Dini, Yulia Ariska Sudarsono, Widya Ranuna, Anugerah Fitrah Gusnanda, Azhar Zahar Makmur, M. Faisal Ramadhan, Amien Harist Hardiansyah, Jarot Wicakmoko dan Mukti Syarif Razen serta teman-teman Teknik Elektro UMY 2012.
12. Kepada para belahan jiwa Chairini Hayati dan Achmad Abdul Jalil Saleh atas semangat dan doanya.
vii
13. Dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang juga turut memberikan dukungan dan doa hingga terlaksananya penyelesaian laporan ini.
Penulis berharap semoga yang sudah direncakan dapat terlaksana dan tidak terlepas dari Qodrat dan Irodhatnya Allah Subhanahu Wata’ala.
Tidak ada yang sempurna di dunia kecuali Dia Yang Maha Sempurna. Penulis menyadari bahwa Tugas akhir ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu dengan senang hati penulis menanti saran dan kritikannya yang sifatnya membangun bagi penulis untuk lebih berkembang kedepannya.
Akhir kata, semoga Allah Subhanahu Wata’ala memberikan berkah-Nya kepada kita semua. Amiin
Yogyakarta, 1 Agustus 2016
viii DAFTAR ISI
Judul Skripsi ... i
Lembar Pengesahan I ... ii
Lembar Pengesahan II ... iii
Lembar Pernyataan... iv Intisari ... v Abstract ... vi Motto ... vii Persembahan ... viii Kata Pengantar ... ix
Daftar Isi... xii
Daftar Gambar ... xiv
Daftar Tabel ... xvi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan ... 2
1.5 Manfaat Yang Diperoleh... 3
1.6 Sistematika Penulisan Laporan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1 Quadcopter ... 5 2.2 Gerak Jatuh... 6 2.3 Mikrokontroler ... 7 2.3.1 Arduino Nano... 7 2.3.2 Arduino Uno ... 12 2.3.3 Arduino IDE... 17 2.4 Jalur Komunikasi ... 19 2.4.1 PWM ... 19 2.4.2 I2C ... 21 2.4.3 UART ... 23 2.5 GPS ... 24 2.5.1 GPS UBLOX NEO-6M ... 25
2.6 SMS(Short Message Service) ... 25
2.6.1 SMS Gateway ... 26 2.7 GSM MODUL SIM800L ... 27 2.7.1 AT-Command ... 27 2.8 Sensor BMP180 ... 28 2.9 Motor Servo ... 29 2.9.1 Servo TowerPro SG90S ... 31
ix
BAB III METODOLOGI PERANCANGAN ... 33
3.1 Prosedur Perancangan ... 33
3.1.1 Penjelasan Blog Diagram ... 34
3.2 Skenario Alat ... 37
3.3 Perancangan Perangkat Keras ... 40
3.3.1 Perancangan Catu Daya ... 43
3.3.2 Perancangan Sensor ... 44
3.3.3 Perancangan Modul GSM SIM800L ... 45
3.3.4 Perancangan GPS ... 46
3.3.5 Perancangan Tabung Parasut ... 46
3.3.6 Perancangan Servo ... 48
3.3.7 Perancangan Akhir ... 49
3.4 Perancangan Perangkat Lunak ... 51
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM ... 53
4.1 Data Percobaan... 53
4.1.1 Pengujian Catu Daya ... 53
4.1.2 Pengujian BMP180 ... 55
4.1.3 Pengujian GPS ... 59
4.1.4 Pengujian SIM800L ... 68
4.1.5 Pengujian Servo ... 69
4.2 Analisa Secara Keseluruhan ... 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 75
5.1 Kesimpulan ... 74
5.2 Saran ... 74
DAFTAR PUSTAKA ... 77
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sudut Pitch, Roll, Yaw Quadcopter ... 5
Gambar 2.2 Arduino Nano ... 8
Gambar 2.3 Konfigurasi pin Arduino Nano V3.0 ... 9
Gambar 2.4 Arduino Uno ... 13
Gambar 2.5 Konfigurasi pin Arduino Uno ... 16
Gambar 2.6 Tampilan window Arduino IDE ... 18
Gambar 2.7 Sinyal PWM dan Persamaan Vout PWM ... 20
Gambar 2.8 Duty Cycle ... 21
Gambar 2.9 Kondisi sinyal start dan stop ... 22
Gambar 2.10 Bit data pada saat berlangsung komunikasi antar perangkat ... 23
Gambar 2.11 GPS U-Blox Neo6M ... 25
Gambar 2.12 Arsitektur Dasar Jaringan SMS ... 26
Gambar 2.13 GSM Modul SIM800L ... 27
Gambar 2.14 BMP180 Barometic Sensor ... 28
Gambar 2.15 Skematik BMP180 ... 29
Gambar 2.16 Pulsa Kendali Motor Servo ... 31
Gambar 2.17 Servo TowerPro MS-SG90S ... 32
Gambar 3.1 Diagram Blok Prosedur Perancangan ... 33
Gambar 3.2 Diagram Blok Keseluruhan Sistem ... 35
Gambar 3.3 Skenario Pertama Saat Alat Akan Dijatuhkan Dari Atas Gedung ... 38
Gambar 3.4 Skenario Kedua Saat Alat Telah Dijatuhkan Dari Atas Gedung ... 39
Gambar 3.5 Skenario Ketiga Saat Parasut Keluar Dari Tabung Dan SIM800L Mengirimkan Sms ... 39
Gambar 3.6 Skenario Keempat Saat Parasut Telah Terbuka Dan Penguji Menerima Sms Lokasi ... 40
Gambar 3.7 Tampilan layout PCB 1 ... 41
Gambar 3.8 Tampilan layout PCB 2 ... 41
Gambar 3.9 Proses pemindahan skematik rangkaian ke PCB ... 42
Gambar 3.10 Regulator DC to DC mini... 43
Gambar 3.11 Skema Perancangan regulator ... 44
Gambar 3.12 Skematik Perancangan BMP180 dengan Arduino Nano ... 44
Gambar 3.13 Sambungan pin arduino dengan SIM800L... 45
Gambar 3.14 Skema Rangkaian GPS ke Arduino Nano ... 46
Gambar 3.15 Bagian Luar Tabung Parasut ... 47
Gambar 3.16 Bagian Dalam Tabung Parasut ... 48
Gambar 3.17 Skema Rangkaian Mikrokontroler dengan Servo ... 49
Gambar 3.18 Hasil jadi rangkaian mikrokontroller ... 50
xi
Gambar 3.20 Flowchart perancangan perangkat lunak ... 51
Gambar 3.21 Menu Tools arduino IDE ... 52
Gambar 4.1 Pengukuran Tegangan Regulator Pertama ... 53
Gambar 4.2 Pengukuran Tegangan Regulator Kedua ... 54
Gambar 4.3 Pengukuran Tegangan Pin Tx SIM800L ... 54
Gambar 4.4 Pengujian BMP180 ... 55
Gambar 4.5 Diagram Pengujian Ketinggian Sensor BMP180 ... 59
Gambar 4.6 Diagram Uji Coba Data Latitude Gps U-Blox ... 67
Gambar 4.7 Diagram Uji Coba Data Longitude Gps U-Blox ... 68
Gambar 4.8 Pemrograman Arduino IDE untuk Mengirim SMS ... 68
Gambar 4.9 Hasil Pengiriman SMS dari SIM800L ... 69
Gambar 4.10 Posisi Servo Sebelum Uji Coba Jatuh ... 69
Gambar 4.11 Posisi Servo Setelah Uji Coba Jatuh ... 70
Gambar 4.12 Parasut Keluar Dari Tabung ... 71
Gambar 4.13 Parasut Keluar Dari Tabung ... 72
Gambar 4.14 SMS Data Lokasi Masuk Ke Handphone Pengujian ... 72
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Arduino Nano V3.0 ... 10
Tabel 2.2 Tabel Spesifikasi Arduino Uno ... 13
Tabel 2.3 Beberapa AT-Command ... 28
Tabel 4.1 Tabel Nilai Tegangan... ... 54
Tabel 4.2 Pengujian Sensor BMP180... ... 55
