RANCANGAN SIMULATOR FLIGHT CONTROL SYSTEM MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050 BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK
PENERBANGAN SURABAYA COVER
TUGAS AKHIR
Oleh :
FARIZ NUR SEPTYANTO NIT. 30418082
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
RANCANGAN SIMULATOR FLIGHT CONTROL SYSTEM MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050 BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK
PENERBANGAN SURABAYA
TUGAS AKHIR
Diajukan sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mendapatkan Gelar Ahli Madya (A.Md) Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Oleh :
FARIZ NUR SEPTYANTO NIT. 30418082
PROGRAM STUDI DIPLOMA 3 TEKNIK PESAWAT UDARA POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
2021
iii
LEMBAR PERSETUJUAN
RANCANGAN SIMULATOR PRIMARY FLIGHT CONTROL MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050
BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh :
FARIZ NUR SEPTYANTO NIT. 30418082
Disetujui untuk diujikan pada : Surabaya, Agustus 2021
Pembimbing I : ADE IRFANSYAH, S.T., M.T NIP. 19801125 200212 1 002
...
Pembimbing II : RIFDIAN I. S., S.T., M.M., M.T NIP. 19810629 200912 1 002
...
iv
LEMBAR PENGESAHAN
RANCANGAN SIMULATOR PRIMARY FLIGHT CONTROL MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050
BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh :
FARIZ NUR SEPTYANTO NIT. 30418082
Telah dipertahankan dan dinyatakan lulus pada Ujian Tugas Akhir Program Pendidikan Diploma 3 Teknik Pesawat Udara
Politeknik Penerbangan Surabaya Pada Tanggal: Agustus 2021
1. Ketua : SUYATMO, ST., SPd., MT. ...
NIP. 19630510 198902 1001
2. Sekretaris : SUKAHIR, S.SiT., MT ...
NIP. 19740714 199803 1 001
3. Anggota : ADE IRFANSYAH, ST., MT ... ...
NIP. 19801125 200212 1 002
Ketua Program Studi D3 Teknik Pesawat Udara
BAMBANG JUNIPITOYO, S.T., M.T NIP. 19780626 200912 1 001
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat limpahan rahmat dan hidayahNya, Proposal Tugas Akhir yang berjudul RANCANGAN SIMULATOR FLIGHT CONTROL SYSTEM MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050 BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penyusunan Proposal Tugas Akhir ini dimaksudkan sebagai salah satu syarat menyelesaikan pendidikan di Politeknik Penerbangan Surabaya dan memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada segenap pihak yang telah membantu selama proses penyusunan Tugas Akhir ini, terutama kepada :
1. M. Andra Aditiyawarman, S.T., M.T., selaku Direktur Politeknik Penerbangan Surabaya.
2. Bambang Junipitoyo, S.T., M.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya.
3. Ade Irfansyah ,ST,MT selaku Pembimbing materi yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.
4. Rifdian I.S., ST,MM selaku pembimbing penulisan yang senantiasa membimbing dan membantu dalam penyusunan Tugas Akhir.
5. Seluruh Dosen dan Staff Pengajar Program Studi Teknik Pesawat Udara Politeknik Penerbangan Surabaya yang selalu memberikan ilmu pengetahuan khususnya tentang perawatan pada pesawat udara.
6. Kedua orang tua dan saudara yang telah memberikan doa, kasih sayang, dukungan moril dan material serta dorongan semangat kepada saya sampai terselesaikannya penulisan Tugas Akhir ini.
7. Teman-teman sekelas, atas kebersamaan dan kerjasamanya.
8. Teman-teman seangkatan dan junior, atas dukungan yang diberikan.
Tentunya karya tulis ini masih jauh dari sempurna. Penulis berharap semoga Proposal Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat khususnya bagi taruna Politeknik Penerbangan Surabaya. Atas segala kesalahan dan kata-kata yang kurang berkenan, kami memohon maaf. Saran dan kritik membangun kami harapkan demi karya yang lebih baik di masa mendatang.
Surabaya, 26 Januari 2021
FARIZ NUR SEPTYANTO
NIT.30418082
vi
ABSTRAK
RANCANGAN SIMULATOR PRIMARY FLIGHT CONTROL
MENGGUNAKAN SENSOR MPU 6050 BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO DI POLITEKNIK PENERBANGAN SURABAYA
Oleh:
FARIZ NUR SEPTYANTO 30418082
Flight Control System adalah suatu sistem pada pesawat terbang yang berfungsi sebagai pengontrol efek gaya (force) terhadap pesawat terbang, arah (direction) terbang dan sikap (attitude) pesawat terbang. AMTO 147 Politeknik Penerbangan Surabaya terdapat berbagai fasilitas penunjang pendidikan yang mendukung ilmu pengetahuan dan teknologi. Contohnya saat melakukan praktek tentang kerja flight control system menggunakan simulator primary flight control sytems, taruna akan mengamati bagaimana primary flight control bekerja dan apa yang akan terjadi pada simulator pesawat yang di gunakan diperlukan sebuah rancangan simulasi alat peraga sebagai sarana dan penunjang praktikum mata kuliah Flight Control System.
Penelitian ini menggunakan menggunakan beberapa metode yaitu pengumpulan data, identifikasi masalah. Alat peraga ini menggunakan material sterofoam, akrilik, kawat.
Hasil dari pengujian yang dilakukan adalah pemahaman terhadap cara kerja primary flight control pada pesawat terbang akan lebih mudah dikarenakan bisa memberikan pemahaman secara visual bagaimana efek dari gerakan joystick yang berfungsi sebagai steering terhadap flight control sesuai dengan program yang sudah diberikan ke microcontroller.
Kata kunci: Flight control system, microcontroller, Simulator.
vii ABSTRACT
PRIMARY FLIGHT CONTROL SIMULATOR DESIGN USING THE MPU 6050 SENSOR
BASED ON ARDUINO UNO MICROCONTROLLER IN AVIATION POLYTECHNIC OF SURABAYA
By:
FARIZ NUR SEPTYANTO 30418082
Flight Control System is a system on an airplane that functions as a control for the effect of force on the aircraft, the direction (direction) of flying and the attitude (attitude) of the aircraft. AMTO 147 Surabaya Aviation Polytechnic have various educational support facilities that support science and technology.
For example, when doing practice on the work of a flight control system using a primary flight control system simulator, cadets will observe how the primary flight control works and what will happen to the aircraft simulator used, a simulation design of props as a means and support for the Flight Control system practicum is required.
This study uses several methods, namely data collection, problem identification. This trainer uses sterofoam, acrylic, wire.
The results of the tests carried out are understanding how the primary flight control works on airplanes will be easier because it can provide a visual understanding of how the effect of the joystick movement that functions as steering on flight control in accordance with the program that has been given to the microcontroller.
Key words: Flight control system, microcontroller, Simulator.
viii
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA
ix
DAFTAR ISI
halaman
COVER ... 1
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PENGESAHAN ...iv
KATA PENGANTAR... v
ABSTRAK ...vi
PERNYATAAN KEASLIAN DAN HAK CIPTA ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiv
BAB I ... 1
1.1 Latar belakang ... 1
1.2 Rumusan masalah ... 2
1.3 Batasan masalah ... 3
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 3
1.5.1 Bagi Penulis ... 3
1.5.2 Bagi Lembaga Pendidikan ... 4
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II ... 5
2.1 Flight Control ... 5
2.1.1 Primary Flight Control ... 6
2.1.2 Secondary Flight Control ... 10
2.1.3 Auxilary Flight Control ... 12
2.2 Microcontroller ... 13
2.2.1 Arduino Uno ... 14
x
2.3 Sensor MPU 6050 ... 17
2.3.1 Module MPU 6050 ... 18
2.4 Motor Servo ... 19
2.5 Joystick ... 21
2.6 Grapichal User Interface ... 22
2.6 Penelitian Terdahulu ... 23
BAB III ... 26
3.1 Metode Penelitian ... 26
3.2 Perancangan Alat ... 27
3.2.1 Kondisi Saat Ini ... 27
3.2.2 Kondisi Yang Diinginkan ... 27
3.2.3 Desain Alat 3D ... 28
3.2.4 Cara Kerja Alat ... 28
3.2.5 Alat dan Komponen ... 29
3.3 Teknik Pengujian ... 31
3.4 Teknik Analisis Data ... 31
3.5 Teknik Validasi ... 31
3.6 Penggunaan Rancangan ... 32
3.7 Waktu dan Tempat Penelitian ... 32
BAB IV ... 33
4.1 Hasil Penelitian ... 33
4.1.1 Spesifikasi pembuatan alat peraga ... 33
4.1.2 Material Alat Peraga dan Rangka ... 34
4.1.3 Ukuran Alat ... 38
4.1.4 Perakitan alat peraga ... 39
4.2 Pembahasan Hasil Penelitian ... 42
4.2.1 Hasil Pengujian ... 42
4.2.2 Cara Kerja Alat ... 43
xi
4.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Alat ... 44
BAB V ... 45
5.1 Kesimpulan ... 45
5.2 Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 47
LAMPIRAN ... 48
RIWAYAT HIDUP ... 62
xii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kontrol, Gerakan, dan Stabilitas Pesawat ... 6
Gambar 2.2 Aileron Rolling ... 7
Gambar 2.3 Elevator Pitch ... 8
Gambar 2.4 Rudder Yawing ... 9
Gambar 2.5 Macam Macam Tab ... 11
Gambar 2.6 Letak Speed brake ... 12
Gambar 2.7 Spoiler ... 13
Gambar 2.8 Arduino Uno ... 15
Gambar 2.9 Sensor Accelerometer ... 17
Gambar 2.10 Sensor Gyroscope ... 18
Gambar 2.11 Modul MPU 6050... 19
Gambar 2.12 Motor Servo... 21
Gambar 3.1 Desain Peneltian ... 26
Gambar 3.2 Desain Alat ... 28
Gambar 3.3 Diagram Alur Cara Kerja Joystick ... 28
Gambar 3.4 Diagram Alur Cara Kerja Sensor MPU6050... 29
Gambar 3.5 Diagram Alur Cara Kerja Alat ... 29
Gambar 4.1 Rancangan Alat Peraga ... 34
Gambar 4.2 Alas Alat Peraga ... 35
Gambar 4.3 Miniatur Pesawat ... 35
Gambar 4.4 Stand Miniatur Pesawat ... 36
Gambar 4.5 Motor Servo... 36
Gambar 4.6 Arduino Uno ... 37
Gambar 4.7 Joystick ... 37
Gambar 4.8 Sensor MPU6050 ... 38
Gambar 4.9 Software Arduino IDE ... 40
Gambar 4.10 Software Processing ... 41
Gambar 4.11 Hasil Software Processing ... 41
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Tabel Perencanaan ... 32
Tabel 4.1 Tabel Ukuran Alat Peraga ... 38
Tabel 4.2 Tabel Hasil Pengujian ... 42
Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengujian ... 42
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran A. Desain Alat Peraga 2D... A-1 A.1 Desain 2D Wing dan Aileron ... A-1 A.2 Desain Alat 2D Horizontal Stabilizer dan Elevator ... A-2 A.3 Desain Alat 2D Body Simulator ... A-3 A.4 Desain Alat 2D Rangka Tampak Depan ... A-4 A.5 Desain Alat 2D Rangka Tampak Samping ... A-5 A.6 Desain Alat 2D Tampak Depan ... A-6 A.7 Desain Alat 2D Tampak Samping ... A-7 A.8 Desain Alat 2D Simulator Tampak Atas ... A-8 Lampiran B. Skematik Alat Peraga ... B-1 B.1 Skematik Arduino Uno ... B-1 B.2 Skematik Servo, Joystick, Sensor ... B-2 B.3 Skematik Voltage Regulator ... B-3 B.4 PCB Layout ... B-4
47
DAFTAR PUSTAKA
Ach Agung, Alief farhi (2019). Alat Peraga Pengendalian Primary Flight Control Surface Pada Sistem Semi Autopilot Sebagai Penunjang Pembelajaran Praktikum Di Politeknik Penerbangan Surabaya. (Tugas Akhir) Politeknik Penerbangan Surabaya, Surabaya, Indonesia.
Circuitdigest.com (2015) Motor servo diambil dari
https://circuitdigest.com/article/servo-motor-basics.
FAA (Federal Aviation Administration) (2005). Pilot handbook of Aeronautical Knowledge (Chapter 5 Flight Controls)
Gilbert, Gamaliel (2015,7 oktober) speed brakes. Diambil dari https://gamalielgilbert.blogspot.com/.
Moh. Hasin Ali (2020). “Alat Peraga Pengendalian Flight Control Pada Sistem Fly By Wire Sebagai Penunjang Pembelajaran Praktikum Di Politeknik Penerbangan Surabaya”. (Tugas Akhir) Politeknik Penerbangan Surabaya, Surabaya, Indonesia
Nandang, Taryana (2017) Implementasi Prototype Alat Uji Flight Control Actuator Pesawat Berbasis Mikrokontroller Arduino Uno. (Tugas Akhir) Institut Teknologi Nasional, Bandung Indonesia.
Praja Sapta, Ardiantara (2014). Purwarupa Kontrol Kestabilan Posisi Dan Sikap Pada Pesawat Tanpa Awak Menggunakan IMU dan Algoritma Fusion Sensor Kalman Filter. (Tugas Akhir) Universitas Gajah Mada, Yogyakarta, Indonesia.
LAMPIRAN
Lampiran A. Desain 2D Alat Peraga A.1 Desain 2D Wing dan Aileron
A.2 Desain Alat 2D Horizontal Stabilizer dan Elevator
A.3 Desain Alat 2D Body Simulator
A.4 Desain Alat 2D Rangka Depan
A.5 Desain Alat 2D Rangka Samping
A.6 Desain Alat 2D Alat Tampak Depan
A.7 Desain Alat 2D Alat Tampak Samping
A.8 Desain Alat 2D Simulator tampak atas
Lampiran B. Skematik Alat Peraga B.1 Skematik Arduino Uno
B.2 Skematik Servo, Joystick, Sensor
B.3 Skematik Voltage Regulator
B.4 PCB Layout
RIWAYAT HIDUP
FARIZ NUR SEPTYANTO, Lahir di Surabaya pada tanggal 27 September 1998 putra pertama dari pasangan Bapak. Purwanto dan Ibu Komsiati serta kakak dari Firdaus Rahman Alfaridzi.
Beragama islam. Bertempat tinggal di jl. Simo Pomahan 6/32 RT 06 RW 02, Simomulyo Baru, Sukomanunggal, Surabaya.
Dengan menempuh Pendidikan formal :
1. SDN Simomulyo 3/100 Sby 2005-2011 2. SMP Negeri 50 Surabaya 2011-2014 3. SMK Negeri 2 Surabaya 2014-2017
Pada Bulan September pada tahun 2018 diterima sebagai TARUNA di Politeknik Penerbangan Surabaya pada Program Studi Diploma 3 Teknik Pesawat Udara Angkatan 4 Delta sampai dengan saat ini. Selama mengikuti pendidikan di Politeknik Penerbangan Surabaya, telah mengikuti On the Job Training (OJT) di PT BATAM AERO TECHNIC pada bulan April hingga Juni 2021
