2337-3933-1-SM

(1)

Rece

Received August 29ived August 29thth ,2012; Rev ,2012; Revised October 22ised October 22thth , 2012; Accepted May 2 , 2012; Accepted May 2nd nd , 2013 , 2013 Abstrak

Abstrak ADAHRS

ADAHRS (air data, (air data, attitude, and heading reference system )merupakattitude, and heading reference system )merupakan gabungan darian gabungan dari sensor

sensor air air data data (AD) (AD) dan dan sistem sistem referensi referensi attitude attitude and and heading heading (AHRS(AHRS). ). Sistem Sistem ini ini memilikimemiliki peran

peran penting penting dalam dalam membememberikan rikan data data parameteparameter-parameter r-parameter penerbangan penerbangan yang yang akanakan digunakan oleh modul lain dalam UAV. Parameter penerbangan yssang dibaca oleh ADAHRS digunakan oleh modul lain dalam UAV. Parameter penerbangan yssang dibaca oleh ADAHRS adalah sudut yaw, sudut pitch, sudut roll, serta data ketinggian, kecepatan, suhu, tekanan, dan adalah sudut yaw, sudut pitch, sudut roll, serta data ketinggian, kecepatan, suhu, tekanan, dan koordinat GPS yang akan digunakan sebagai referensi dalam mengontrol UAV.

koordinat GPS yang akan digunakan sebagai referensi dalam mengontrol UAV.

Sistem ADAHRS yang diteliti berbasis pada Arduino Mega 2560. Sistem mendapatkan Sistem ADAHRS yang diteliti berbasis pada Arduino Mega 2560. Sistem mendapatkan data dari sensor Razor 9DOF IMU, sensor ketinggian berbasis BMP085, sensor kecepatan data dari sensor Razor 9DOF IMU, sensor ketinggian berbasis BMP085, sensor kecepatan udara berbasis MPXV5004DP + pitot sederhana, dan penerima GPS PMB648. Data dari udara berbasis MPXV5004DP + pitot sederhana, dan penerima GPS PMB648. Data dari sensor-sens

sensor-sensor or tersebut tersebut akan akan diolah diolah untuk untuk kemudian kemudian dikirimkan dikirimkan ke ke modul modul lain lain dalam dalam UAVUAV melalui komunikasi serial.

melalui komunikasi serial.

Hasil dari penelitian ini adalah sebuah siste

Hasil dari penelitian ini adalah sebuah sistem pembacm pembacaan parameter data peneaan parameter data penerbanganrbangan yang

yang dapat dapat mengirimkmengirimkan an data data dengan dengan output output rate rate 18 18 Hz Hz dan dan waktu waktu inisialisasi inisialisasi <1 <1 s. s. SensorSensor IMU

IMU memiliki memiliki ralat ralat rata-rata rata-rata 0,80° 0,80° untuk untuk pitch, pitch, roll roll sebesar sebesar 0,70°, 0,70°, dan dan yaw yaw 0,78°. 0,78°. SensorSensor ketinggian memiliki nilai ralat rata-rata 12,42 m, sensor kecepatan dan pitot sederhana ketinggian memiliki nilai ralat rata-rata 12,42 m, sensor kecepatan dan pitot sederhana memiliki nilai ralat 8,05 km/jam. Sedangkan GPS receiver memiliki akurasi 7,5 m untuk memiliki nilai ralat 8,05 km/jam. Sedangkan GPS receiver memiliki akurasi 7,5 m untuk ketinggian dan 6,19 m untuk posisi, tetapi dengan update rate hanya 1 Hz.

ketinggian dan 6,19 m untuk posisi, tetapi dengan update rate hanya 1 Hz.

Kata kunci

Kata kunci — — UAV, ADAHRS, sensor, Air Data, AHRS. UAV, ADAHRS, sensor, Air Data, AHRS.

Abstract Abstract ADAHRS(

ADAHRS(air air data, atdata, attitude, and titude, and heading reference system ) heading reference system ) is formed is formed from a from a fusion offusion of air data sensor (AD) along together with attitude and heading reference system (AHRS). This air data sensor (AD) along together with attitude and heading reference system (AHRS). This system has important role in

system has important role in feeding flight parameters data to feeding flight parameters data to be used by otbe used by other UAV’s modul her UAV’s modul e.e. Flight

Flight parameter parameter that that being being read read consist consist of of yaw yaw angle, angle, pitch pitch angle, angle, roll roll angle, angle, altitude, altitude, airair speed, tempe

speed, temperature, air pressurerature, air pressure, and GPS coord, and GPS coordinate that will be referencinate that will be referenced for controlling theed for controlling the UAV.

UAV.

The ADAHRS system under research is based on Arduino Mega 2560. The system The ADAHRS system under research is based on Arduino Mega 2560. The system acquired attitude data from Razor 9 DOF IMU, altitude sensor based on BMP085, air speed acquired attitude data from Razor 9 DOF IMU, altitude sensor based on BMP085, air speed sensor based on MPXV5004DP + simple pitot tube, and

sensor based on MPXV5004DP + simple pitot tube, and geographical data from PMB648 GPSgeographical data from PMB648 GPS receiv

receiver. Data from sensors er. Data from sensors will be processed and transmitted to will be processed and transmitted to other UAV’s modul other UAV’s modul e via seriale via serial communication.

communication.

The result of this research is flight parameter reading system that have 18 Hz data The result of this research is flight parameter reading system that have 18 Hz data output rate and <1

output rate and <1 second initialisecond initialization time. IMU sezation time. IMU sensor has a nsor has a mean error mean error value value 0,80° for0,80° for pitch,

pitch, 0,70° f0,70° for or roll, roll, and and 0,78° for 0,78° for yaw. Altitude yaw. Altitude sensor based sensor based on on BMP085 BMP085 has has a a mean errormean error value at 12,42 m, air speed sensor and simple pitot tube has a mean error value at 8,05 km/h. value at 12,42 m, air speed sensor and simple pitot tube has a mean error value at 8,05 km/h. GPS receiv

GPS receiver has accuracy 7,5 m for er has accuracy 7,5 m for altitude and 6,19 m for altitude and 6,19 m for position, but only with 1 position, but only with 1 Hz updateHz update rate.

rate.

Keywords

(2)

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions!

Start Free Trial

Cancel Anytime.

(3)

  ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144 22 22 1. PENDAHULUAN 1. PENDAHULUAN

ebuah UAV(Unmanned Aerial Vehicle) memerlukan suatu sistem kendali yang melakukan ebuah UAV(Unmanned Aerial Vehicle) memerlukan suatu sistem kendali yang melakukan kontrol secara keseluruhan terhadap UAV agar dapat menuntaskan misi yang diberikan. kontrol secara keseluruhan terhadap UAV agar dapat menuntaskan misi yang diberikan. Sistem pengendali ini disebut AutoPilot. AutoPilot akan mengendalikan manuver dari UAV Sistem pengendali ini disebut AutoPilot. AutoPilot akan mengendalikan manuver dari UAV agar dapat bergerak mandiri untuk menuntaskan misi yang diberikan. Untuk melakukan fungsi agar dapat bergerak mandiri untuk menuntaskan misi yang diberikan. Untuk melakukan fungsi tersebut, autopilot

tersebut, autopilot membutuhkan membutuhkan suatu suatu sistem sistem sensor yang sensor yang mengukur mengukur parameter-paparameter-parameterrameter penerbang

penerbangan. an. ADAHADAHRS RS ((air data, attitude, and heading reference system)air data, attitude, and heading reference system) merupakan indra merupakan indra yang mempunyai fungsi vital bagi UAV untuk mengetahui kondisi dan perilaku terbangnya. yang mempunyai fungsi vital bagi UAV untuk mengetahui kondisi dan perilaku terbangnya. Dengan melihat beragamnya kegunaan UAV yang mampu memberikan keuntungan dalam Dengan melihat beragamnya kegunaan UAV yang mampu memberikan keuntungan dalam kehidupan manusia, penulis melihat bahwa perlu adanya pembuatan purwarupa ADAHRS kehidupan manusia, penulis melihat bahwa perlu adanya pembuatan purwarupa ADAHRS menggunakan sensor gyro, akselerometer, dan magnetometer yang masing-masing memiliki 3 menggunakan sensor gyro, akselerometer, dan magnetometer yang masing-masing memiliki 3 derajat kebebasan digabung dengan sensor kecepatan, ketinggian, dan GPS untuk dapat derajat kebebasan digabung dengan sensor kecepatan, ketinggian, dan GPS untuk dapat memberikan data perilaku terbang yang menjadi input masukan dari sistem autopilot agar UAV memberikan data perilaku terbang yang menjadi input masukan dari sistem autopilot agar UAV mampu melaksanakan m

mampu melaksanakan misi yang isi yang diberikan. Tanpa adanya diberikan. Tanpa adanya ADAHRS mADAHRS maka UAV aka UAV tidak bisatidak bisa terbang secara otomatis dan memerlukan pengamatan visual dari pengguna UAV. Sehingga terbang secara otomatis dan memerlukan pengamatan visual dari pengguna UAV. Sehingga dapat dikatakan

dapat dikatakan tanpa adanya tanpa adanya ADAHRS mADAHRS maka UAV aka UAV sepenuhnsepenuhnya ya menjadi platform menjadi platform yangyang dikendalik

dikendalikan dari an dari jarak jauh.jarak jauh.

ADAHRS menggabungkan dua fungsi instrumen yang selama ini terpisah menjadi satu. ADAHRS menggabungkan dua fungsi instrumen yang selama ini terpisah menjadi satu. Air

Air Data Data Computer Computer memberikan data kecepatan, ketinggian, dan suhu udara luar sedangkan memberikan data kecepatan, ketinggian, dan suhu udara luar sedangkan AHRS memberikan data sikap dan arah pesawat.

AHRS memberikan data sikap dan arah pesawat. Air Air DataData akan digunakan untuk mengetahui akan digunakan untuk mengetahui ketinggian, kecepatan, dan suhu udara luar [1]. Data ketinggian diperlukan agar UAV mampu ketinggian, kecepatan, dan suhu udara luar [1]. Data ketinggian diperlukan agar UAV mampu terbang diatas halangan-halangan yang ada. Data kecepatan diperlukan agar

terbang diatas halangan-halangan yang ada. Data kecepatan diperlukan agar autopilotautopilot mampumampu untuk mengontrol laju UAV supaya tidak lebih pelan dari

untuk mengontrol laju UAV supaya tidak lebih pelan dari stall stall speed speed . Sedangkan suhu udara. Sedangkan suhu udara diperlukan untuk menentukan setelan performa UAV. Data sikap dalam 3 sumbu (

diperlukan untuk menentukan setelan performa UAV. Data sikap dalam 3 sumbu ( yaw, yaw, pitch,pitch, roll

roll ) diperlukan agar autopilot mampu mengetahui sikap dan kestabilan UAV supaya terbang) diperlukan agar autopilot mampu mengetahui sikap dan kestabilan UAV supaya terbang sesuai misi yang direncakan. Koordinat dan arah diperlukan agar UAV mampu mereferensikan sesuai misi yang direncakan. Koordinat dan arah diperlukan agar UAV mampu mereferensikan posisinya

posisinya sehingga sehingga bisa bisa melewmelewatiati waypointwaypoint atau rute yang ditentukan dalam menjalankanatau rute yang ditentukan dalam menjalankan misinya.

misinya.

Sebuah IMU

Sebuah IMU berbasis MEMS berbiaya berbasis MEMS berbiaya rendah telah dikembangkan drendah telah dikembangkan dan diajukan untukan diajukan untuk untuk mendapat persetujuan FAA (

untuk mendapat persetujuan FAA ( Fede Federal ral Aviation Aviation AuthorityAuthority). Sistem itu adalah bagian dari). Sistem itu adalah bagian dari keluarga

keluarga produk produk sensor sensor inersia inersia AHRS500GA AHRS500GA dari dari Crossbow Crossbow TechnologTechnology, y, Inc. Inc. Sistem Sistem iniini bekerja se

bekerja secara mandiri, perfocara mandiri, performa tinggi, dan bertiperma tinggi, dan bertipe solid-state solid-state attitude and heading referenceattitude and heading reference system

system yang ditujukan untuk aplikasi yang ditujukan untuk aplikasi general general aviationaviation. Sistem inersia. Sistem inersia strap strap downdown ini ini memberikan pengukuran sikap dan arah dengan akurasi statis dan dinamis yang sebanding memberikan pengukuran sikap dan arah dengan akurasi statis dan dinamis yang sebanding dengan sistem tradisional yang massa berputar dan

dengan sistem tradisional yang massa berputar dan directional gyrodirectional gyro. Sistem ini didesain untuk. Sistem ini didesain untuk memenuhi standar tinggi FAA dalam bidang keselamatan dan reliabilitas, termasuk telah memenuhi standar tinggi FAA dalam bidang keselamatan dan reliabilitas, termasuk telah melewati

melewati BIT BIT ((built in test built in test ) yang ekstensif[2]. ) yang ekstensif[2].

Salah satu penelitian terbaru tentang ADAHRS adalah sistem ADAHRS Volcan UAV. Salah satu penelitian terbaru tentang ADAHRS adalah sistem ADAHRS Volcan UAV. Volcan UAV memiliki tugas pemantauan udara pada area vulkanis dan menganalisa komposisi Volcan UAV memiliki tugas pemantauan udara pada area vulkanis dan menganalisa komposisi gas didalam asap vulkanis gunung berapi. Sensor yang digunakan adalah Sensor gyro 3 sumbu, gas didalam asap vulkanis gunung berapi. Sensor yang digunakan adalah Sensor gyro 3 sumbu, akselerometer 2 sumbu,

akselerometer 2 sumbu, akselerometer 1 sumakselerometer 1 sumbu, magnetometer 3 bu, magnetometer 3 sumbu sumbu sensor tekanan udara,sensor tekanan udara, sensor kecepatan, GPS menghasilkan 6 DOF. Pemrosesan pada ADAHRS Volcan UAV sensor kecepatan, GPS menghasilkan 6 DOF. Pemrosesan pada ADAHRS Volcan UAV dilakukan oleh mikrokontroller dsPIC33FJ256GP710 [3].

dilakukan oleh mikrokontroller dsPIC33FJ256GP710 [3].

2. METODE PENELITIAN 2. METODE PENELITIAN

S

(4)

Cancel Anytime.

(5)

IJEIS

IJEIS ISSN: 2088-3714ISSN: 2088-3714  2323

UART 3 UART 3 UART 2

UART 2 UART 1

UART 1 Attitude, Attitude,_heading_heading _{Data penerbangan}_{Data penerbangan}

H, H, P, P, T T Koordinat, Koordinat, speed, speed, ketinggian ketinggian V V

Razor 9 DOF IMU Razor 9 DOF IMU Sensor Sensor Gyro Gyro Sensor Sensor Magnetomet Magnetomet Akselerometer Akselerometer Arduino Mega2560 Arduino Mega2560 Pitot + Differential Pitot + Differential Pressure Sensor Pressure Sensor (Sensor Kecepatan) (Sensor Kecepatan) Absolute Pressure Absolute Pressure AUTOPILOT AUTOPILOT GPS GPS

didalam UAV yang befungsi secara dinamis dengan subsistem lain agar menjamin didalam UAV yang befungsi secara dinamis dengan subsistem lain agar menjamin terlaksananya misi UAV. Interaksi ADAHRS dan subsistem lain ditunjukkan oleh gambar 1 terlaksananya misi UAV. Interaksi ADAHRS dan subsistem lain ditunjukkan oleh gambar 1

Gambar 1 Subsistem dalam UAV Gambar 1 Subsistem dalam UAV

Sebuah sistem ADAHRS sebagaimana sistem lainnya harus menyesuaikan dengan Sebuah sistem ADAHRS sebagaimana sistem lainnya harus menyesuaikan dengan spesifikasi UAV dimana ADAHRS ini akan digunakan. UAV yang dijadikan sebagai referensi spesifikasi UAV dimana ADAHRS ini akan digunakan. UAV yang dijadikan sebagai referensi adalah UAV GAMA yang masuk dalam kategori UAV mikro. UAV mikro memiliki kecepatan adalah UAV GAMA yang masuk dalam kategori UAV mikro. UAV mikro memiliki kecepatan 100-200 km/jam , ketinggian 200-1000m, dan ketahanan terbang 2-3 jam. UAV kategori ini 100-200 km/jam , ketinggian 200-1000m, dan ketahanan terbang 2-3 jam. UAV kategori ini lebih rentan terhadap gangguan luar seperti angin sehingga membutuhkan sistem ADAHRS lebih rentan terhadap gangguan luar seperti angin sehingga membutuhkan sistem ADAHRS yang mempunyai

yang mempunyai output rateoutput rate lebih tinggi dibanding ADAHRS di pesawat berpilot [4]lebih tinggi dibanding ADAHRS di pesawat berpilot [4]

Spesifikasi dari sebuah ADAHRS sebagian besar ditentukan dari parameter-parameter Spesifikasi dari sebuah ADAHRS sebagian besar ditentukan dari parameter-parameter yang harus dibaca, dan juga dari performa sistem yang diharapkan agar UAV mampu yang harus dibaca, dan juga dari performa sistem yang diharapkan agar UAV mampu melaksanakan tugas yang diharapkan. Beberapa faktor dan parameter harus dipertimbangkan melaksanakan tugas yang diharapkan. Beberapa faktor dan parameter harus dipertimbangkan sebelum proses

sebelum proses pemilipemilihan komponen han komponen untuk sistem ADAHRS untuk sistem ADAHRS ini. Sebagai ini. Sebagai gambaran umum,gambaran umum, sistem ADAHRS ini meliputi sebuah prosesor pusat sebagai komponen kendali proses fungsi sistem ADAHRS ini meliputi sebuah prosesor pusat sebagai komponen kendali proses fungsi akuisisi data ADAHRS. Selain komponen prosesor tersebut, terdapat beberapa sensor yang akuisisi data ADAHRS. Selain komponen prosesor tersebut, terdapat beberapa sensor yang meng

mengambil besaran-besaran fisis yang diakuisisi, seperti data ambil besaran-besaran fisis yang diakuisisi, seperti data sikap, arah, ketinggian barometrik,sikap, arah, ketinggian barometrik, kecepatan barometrik, serta data posisi sistem yang meliputi ketinggian, lintang dan bujur, serta kecepatan barometrik, serta data posisi sistem yang meliputi ketinggian, lintang dan bujur, serta waktu.

waktu.

2.2

2.2 Rancangan Rancangan SistemSistem

Rancangan sistem ADAHRS ini meliputi rancangan

Rancangan sistem ADAHRS ini meliputi rancangan hardwarehardware elektronik ,elektronik , software software pem

pemrogaman system, rogaman system, dan rancangan protokol. dan rancangan protokol. RancangRancanganan hardwarehardware elektronik meliputi sistemelektronik meliputi sistem elektronis yang digunakan. Selanjutnya, rancangan

elektronis yang digunakan. Selanjutnya, rancangan software software meliputi cara pemrogaman akuisisimeliputi cara pemrogaman akuisisi data ADAHRS

data ADAHRS dan pengiriman variabel bacaan sensor melalui komunikasi serial. Adapun blokdan pengiriman variabel bacaan sensor melalui komunikasi serial. Adapun blok diagram sistem ditunjukkan oleh Gambar 2.

diagram sistem ditunjukkan oleh Gambar 2. ADAHRS ADAHRS Payload Payload Autopilot Autopilot Telemetri Telemetri Surface Control Surface Control Propulsi Propulsi

(6)

Cancel Anytime.

(7)



 ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144

24 24

Model komunikasi yang diterapkan untuk sistem ini adalah model komunikasi UART Model komunikasi yang diterapkan untuk sistem ini adalah model komunikasi UART ((Universal Universal AsynchrAsynchronous onous ReceReceiver/Transmitter iver/Transmitter ). Dalam Arduino Mega2560 disediakan 4 buah). Dalam Arduino Mega2560 disediakan 4 buah hardware UART (Serial/Serial0, Serial1, Serial2, Serial3) dengan level tegangan TTL (5V) serta hardware UART (Serial/Serial0, Serial1, Serial2, Serial3) dengan level tegangan TTL (5V) serta mendukung baud rate 4800-115200 bps. Alokasi penggunaan port serialnya adalah Serial0 mendukung baud rate 4800-115200 bps. Alokasi penggunaan port serialnya adalah Serial0 untuk download program atau komunikasi dengan komputer, Serial1 untuk GPS, Serial2 untuk untuk download program atau komunikasi dengan komputer, Serial1 untuk GPS, Serial2 untuk Razor 9DOF IMU, dan Serial3 untuk mengirim data ke modul autopilot. Port I

Razor 9DOF IMU, dan Serial3 untuk mengirim data ke modul autopilot. Port I22C digunakanC digunakan untuk mengakses BMP085.

untuk mengakses BMP085.

Pemrograman dilakukan dengan bahasa Arduino yang dilakukan di Arduino IDE Pemrograman dilakukan dengan bahasa Arduino yang dilakukan di Arduino IDE (Integrat

(Integrated ed Development Enviroment) versi Development Enviroment) versi 1.0.11.0.1. . Pengaksesan Pengaksesan BMP BMP berdasar dari berdasar dari programprogram BMP085 yang ditulis oleh Jim Lindblom dari SparkFun Electronics dengan menggunakan BMP085 yang ditulis oleh Jim Lindblom dari SparkFun Electronics dengan menggunakan rumus-rumus yang terdapat di

rumus-rumus yang terdapat di datasheetdatasheet BMP085. Untuk memrogram IMU digunakan openBMP085. Untuk memrogram IMU digunakan open source firmware yang dikelola oleh Peter Bartz di source firmware yang dikelola oleh Peter Bartz di https://dev.qu.tu-berlin.de/projects/sf-razor-9dof-ahrs/ . Firmware ini kemudian dimodifikasi agar data keluarannya sesuai dengan yang 9dof-ahrs/ . Firmware ini kemudian dimodifikasi agar data keluarannya sesuai dengan yang dibutuhkan.

dibutuhkan.

Agar format data yang diterima bisa dengan mudah diinterpretasikan oleh modul lain Agar format data yang diterima bisa dengan mudah diinterpretasikan oleh modul lain maka perlu dirancang protokol komunikasi yang dimengerti kedua belah pihak. Adapun format maka perlu dirancang protokol komunikasi yang dimengerti kedua belah pihak. Adapun format data yang dikirim adalah: “#Yaw; Pitch; Roll;

data yang dikirim adalah: “#Yaw; Pitch; Roll; Tanggal; Waktu; Lintang; Bujur; KetinggianTanggal; Waktu; Lintang; Bujur; Ketinggian GPS; Kecepatan GPS; QNH; QFE; Kecepatan Barometrik; Suhu; Tekanan Udara!. Data diawali GPS; Kecepatan GPS; QNH; QFE; Kecepatan Barometrik; Suhu; Tekanan Udara!. Data diawali dengan karakter „#‟ dan diakhiri karakter „!‟ Contoh: #002323; dengan karakter „#‟ dan diakhiri karakter „!‟ Contoh: #002323;--10034;016023;7/27/2012;17:1

10034;016023;7/27/2012;17:1:34;-7.77250;110.37302;:34;-7.77250;110.37302;158.0;0.0; 158.0;0.0; 130.7;47.5;29.6;99764!130.7;47.5;29.6;99764!

Head

Head Yaw Yaw Pitch Pitch Roll Roll Tanggal Tanggal Waktu Waktu LintanLintan g g Bujur Bujur Ketinggi-an GPS an GPS Kecepa-tan GPS tan GPS # 6 # 6 6 6 6 6 8-10 8-10 5-8 5-8 7-9 7-9 7-9 7-9 3-7 3-7 3-63-6 QNH

QNH QFE QFE Kec.Kec.

Barometrik Barometrik Suhu Tekanan Suhu Tekanan udara udara Trail Trail 3-7 3-7 3-7 3-7 3-6 3-6 3-5 3-5 1-6 1-6 !!

Gambar 3 Alokasi Karakter String Pembacaan ADAHRS Gambar 3 Alokasi Karakter String Pembacaan ADAHRS

Antar parameter dipisahkan oleh tanda „;‟ sebagai pemisah, untuk memudahkan

Antar parameter dipisahkan oleh tanda „;‟ sebagai pemisah, untuk memudahkan parsing parsing data di modul lain maupun ketika dianalisa di software pengolah angka. Nilai

data di modul lain maupun ketika dianalisa di software pengolah angka. Nilai yaw, pi yaw, pitch, tch, roll roll memiliki format 6 digit dan mengenal tanda „

memiliki format 6 digit dan mengenal tanda „--„ dengan„ dengan span span -180 sampai 180. Tanggal-180 sampai 180. Tanggal memiliki format mm/dd/yyyy yang berarti 2 angka bulan, 2 angka tanggal, dan 4 angka tahun memiliki format mm/dd/yyyy yang berarti 2 angka bulan, 2 angka tanggal, dan 4 angka tahun yang dipisahkan oleh „/‟. Waktu memiliki format hh:mm:ss yang berarti 2 angka jam, 2 angka yang dipisahkan oleh „/‟. Waktu memiliki format hh:mm:ss yang berarti 2 angka jam, 2 angka menit, dan

menit, dan 2 angka 2 angka detik yang detik yang dipisahkan oleh tanda dipisahkan oleh tanda „:‟. „:‟. LinLintang dan Bujur menggunakantang dan Bujur menggunakan format “derajat, desimal” dengan

format “derajat, desimal” dengan 5 angka dibelakang kom5 angka dibelakang koma. a. Kecepatan GPS dKecepatan GPS dan Kecean Kecepatanpatan Barometrik menggunakan

Barometrik menggunakan format “kecepatan, format “kecepatan, desimal” desimal” dengan dengan 1 1 angka angka dibelakandibelakang g koma.koma. Ketinggian GPS, QNH, dan QFE menggunakan format “ketinggian, desimal” dengan 1 angka Ketinggian GPS, QNH, dan QFE menggunakan format “ketinggian, desimal” dengan 1 angka dibelakang koma. Sedangkan suhu menggunakan format “suhu, desimal” dengan 1 angka dibelakang koma. Sedangkan suhu menggunakan format “suhu, desimal” dengan 1 angka dibelakang koma dan tekanan tanpa menggunakan angka dibelakang koma.

dibelakang koma dan tekanan tanpa menggunakan angka dibelakang koma.

Selama data dari sensor belum valid, maka untuk IMU tidak akan muncul data apapun, Selama data dari sensor belum valid, maka untuk IMU tidak akan muncul data apapun, untuk GPS akan muncul “0/0/0” untuk tanggal, “0:0:0” untuk waktu, “0.00000” untuk bujur dan untuk GPS akan muncul “0/0/0” untuk tanggal, “0:0:0” untuk waktu, “0.00000” untuk bujur dan lintang, dan “100000” untuk ketinggian. Sedangkan apabila BMP085 gagal membaca ni

lintang, dan “100000” untuk ketinggian. Sedangkan apabila BMP085 gagal membaca nilai suhulai suhu dan tekanan maka akan keluar string “error”. Nilai

dan tekanan maka akan keluar string “error”. Nilai-nilai invalid ini telah diketahui oleh-nilai invalid ini telah diketahui oleh subsistem lain sehingga saat dilakukan

subsistem lain sehingga saat dilakukan parsing parsing data ADAHRS, nilai-nilai tersebut akandata ADAHRS, nilai-nilai tersebut akan diabaikan.

diabaikan.

2.3 Implementasi 2.3 Implementasi

(8)

Cancel Anytime.

(9)

IJEIS

IJEIS ISSN: 2088-3714ISSN: 2088-3714  2525

Arduino Mega 2560 dengan sensor sensor yang digunakan dalam sistem ADAHRS. Setiap Pin Arduino Mega 2560 dengan sensor sensor yang digunakan dalam sistem ADAHRS. Setiap Pin dari Arduino Mega 2560 akan dikelompokkan sesuai fungsi khusunya dan diberi tambahan pin dari Arduino Mega 2560 akan dikelompokkan sesuai fungsi khusunya dan diberi tambahan pin VCC dan GND di sampingnya untuk memudahkan dalam memasang sensor/perangkat lain. VCC dan GND di sampingnya untuk memudahkan dalam memasang sensor/perangkat lain. Gambar 4 dibawah ini merupakan implementasi perancangan shield Arduino Mega 2560 untuk Gambar 4 dibawah ini merupakan implementasi perancangan shield Arduino Mega 2560 untuk sistem ADAHRS.

sistem ADAHRS.

Gambar 4 Sistem ADAHRS secara keseluruhan Gambar 4 Sistem ADAHRS secara keseluruhan

Implementasi perangkat lunaknya menggambarkan fungsi umum yang dilakukan oleh Implementasi perangkat lunaknya menggambarkan fungsi umum yang dilakukan oleh ADHRS yaitu

ADHRS yaitu mengambil semua mengambil semua data bacaan data bacaan sensor, mengolahnya menjadi sensor, mengolahnya menjadi paraparameter meter yangyang dibutuhkan dan kemudian membendelnya (

dibutuhkan dan kemudian membendelnya (bundling bundling ) menjadi satu serta kemudian) menjadi satu serta kemudian ditransmisikan ke modul

ditransmisikan ke modul autopilotautopilot atau modul lainnya.atau modul lainnya.

Secara berurutan, ketika sistem ADAHRS mengakuisisi data dari BMP085 melalui I Secara berurutan, ketika sistem ADAHRS mengakuisisi data dari BMP085 melalui I22C,C, sensor BMP085 mengembalikan hasil pembacaan suhu dan tekanan udara ke Arduino Mega sensor BMP085 mengembalikan hasil pembacaan suhu dan tekanan udara ke Arduino Mega 2560 kemudian akan dilakukan kalkulasi ketinggian. Kemudian memanggil fungsi Smoothing 2560 kemudian akan dilakukan kalkulasi ketinggian. Kemudian memanggil fungsi Smoothing MPX untuk melakukan pembacaan terhadap 30 data ADC dan mengembalikan nilai MPX untuk melakukan pembacaan terhadap 30 data ADC dan mengembalikan nilai rata-ratanya ke program utama untuk dilakukan perhitungan kecepatan barometrik. Lalu dilanjutkan ratanya ke program utama untuk dilakukan perhitungan kecepatan barometrik. Lalu dilanjutkan pembac

pembacaan aan TanggTanggal, al, UTC, UTC, ketinggianketinggian, , kecepatankecepatan, , serta serta bujur bujur dan lintang dan lintang secara secara serial. Sensorserial. Sensor yang mend

yang mendapat giliran paling aapat giliran paling akhir untuk diakses adalah IMU yang diakses khir untuk diakses adalah IMU yang diakses melalui jalur serial.melalui jalur serial. Data IMU akan dibaca dan dicocokkan dengan format data #

Data IMU akan dibaca dan dicocokkan dengan format data # yaw yaw ; ; pitch pitch ; ; rollroll ! dengan panjang! dengan panjang yaw atau pitch atau roll sepanjang 6 karakter.

yaw atau pitch atau roll sepanjang 6 karakter.

Produk dari proses tersebut adalah berbagai parameter yang telah terisi dengan nilai dari Produk dari proses tersebut adalah berbagai parameter yang telah terisi dengan nilai dari hasil pembacaan sensor serta hasil olahan pembacaan sensor. Langkah selanjutnya sesuai hasil pembacaan sensor serta hasil olahan pembacaan sensor. Langkah selanjutnya sesuai dengan diagram alir program mentransmisikan data-data parameter secara serial melalui serial3 dengan diagram alir program mentransmisikan data-data parameter secara serial melalui serial3 Arduino Mega 2560 dan selanjutnya dapat digunakan oleh modul lain atau disimpan di media Arduino Mega 2560 dan selanjutnya dapat digunakan oleh modul lain atau disimpan di media penyim

penyimpanan data sepepanan data seperti SD Card.rti SD Card.

3. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 3. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

3.1

3.1 Pengujian Pengujian dan dan Pembahasan Pembahasan Sensor Sensor IMUIMU IMU m

IMU merupakan rangkaian sensor erupakan rangkaian sensor yang yang mengukur sikap (mengukur sikap (attitudeattitude) UAV dan mengukur) UAV dan mengukur arah pesawat terhadap kutub magnetik utara bumi. Sikap terbagi dalam 3 sumbu yaitu gerakan arah pesawat terhadap kutub magnetik utara bumi. Sikap terbagi dalam 3 sumbu yaitu gerakan pesawat pada sumbu

pesawat pada sumbu longitudinalnya disebut “longitudinalnya disebut “roll roll ”/guling, gerakan pada sumbu lateral disebut”/guling, gerakan pada sumbu lateral disebut ““ pitch pitch”/angguk ”/angguk dan gerakan pada sumbu vertikal yang dan gerakan pada sumbu vertikal yang disebut “disebut “ yaw yaw”/belok, yaitu, gerakan”/belok, yaitu, gerakan horisontal (kiri dan kanan) dari hidung pesawat.

horisontal (kiri dan kanan) dari hidung pesawat. YawYaw sering disebut jugasering disebut juga true headingtrue heading karenakarena menunjukkan arah pesawat berdasar nilai bacaan magnetometer terhadap medan magnet bumi. menunjukkan arah pesawat berdasar nilai bacaan magnetometer terhadap medan magnet bumi. Setelah dilakukan kalibrasi berdasar tutorial yang tercantum di Bab 4.4.1 Rancangan Kalibrasi Setelah dilakukan kalibrasi berdasar tutorial yang tercantum di Bab 4.4.1 Rancangan Kalibrasi

(10)

Cancel Anytime.

(11)



 ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144

26 26

Tabel 1 Variasi data statis IMU Razor 9 DOF Tabel 1 Variasi data statis IMU Razor 9 DOF

Yaw

Yaw (°) (°) Pitch Pitch (°) (°) Roll Roll (°)(°) Max Max -68,01 -68,01 0,21 0,21 0,340,34 Min Min -68,95 -68,95 -0,23 -0,23 -0,28-0,28 Average Average -68,49 -68,49 -0,04 -0,04 0,090,09 Standar Standar Deviasi Deviasi 0,171047 0,171047 0,081051 0,081051 0,0971540,097154

Dapat dilihat bahwa

Dapat dilihat bahwa offset offset untuk untuk pitch pitch berkisar antara berkisar antara -0,23 -0,23 sampai sampai 0,21 dengan 0,21 dengan nilainilai tengah -0,04. Selain itu sampel nilai

tengah -0,04. Selain itu sampel nilai pitch pitch memiliki standar deviasi 0,081051 yang berartimemiliki standar deviasi 0,081051 yang berarti sebaran normal variasi pembacaan

sebaran normal variasi pembacaan pitch pitch berkisar di angka ±0,08 dari nilai berkisar di angka ±0,08 dari nilai offset offset rata-rata -0,04. rata-rata -0,04. Untuk

Untuk roll roll mempunyai nilai mempunyai nilai offset rata-rataoffset rata-rata berdasar berdasar 600 600 sampel sampel sebesar sebesar 0,09 0,09 dengdengan an nilainilai offset

offset berkisar antara -0,28 sampai 0,34. Dari sampel didapat bahwa standar deviasi untuk berkisar antara -0,28 sampai 0,34. Dari sampel didapat bahwa standar deviasi untuk rollroll adalah 0,097154 yang berarti sebaran normal variasi pembacaan

adalah 0,097154 yang berarti sebaran normal variasi pembacaan pitch pitch berkisar di berkisar di angka ±0,10angka ±0,10 dari nilai

dari nilai offset rolloffset roll rata-rata 0,09. Untuk nilai yaw, nilai offsetnya perlu diukur dengan metoderata-rata 0,09. Untuk nilai yaw, nilai offsetnya perlu diukur dengan metode lain, sehingga dari pengujian 600 data ini didapat nilai standar deviasi yaitu 0,171047 yang lain, sehingga dari pengujian 600 data ini didapat nilai standar deviasi yaitu 0,171047 yang berarti sebar

berarti sebaran variasi peman variasi pembacaanbacaan pitch pitch berkis berkisar di angka ±0,17 daar di angka ±0,17 dari nilai rata-rata bri nilai rata-rata bacaan.acaan. Untuk pengujian dinamis IMU dilakukan dengan menggunakan busur derajat, nilai Untuk pengujian dinamis IMU dilakukan dengan menggunakan busur derajat, nilai bacaan

bacaan pitch pitch dandan rollroll IMU dibandingkan dengan bacaan pada busur. Busur sendiri memilikiIMU dibandingkan dengan bacaan pada busur. Busur sendiri memiliki ketelitia

ketelitian n 0,5 skala 0,5 skala ukur terkecilnya, yukur terkecilnya, yang beang berartrarti i ketidakpastiaketidakpastian n busur adalah busur adalah 0,5°. 0,5°. SehinggaSehingga pembac

pembacaan aan IMU IMU pun pun disesuaikan disesuaikan menjadi menjadi 1 1 angka angka di di belakang belakang koma. koma. Didapatkan Didapatkan nilai nilai ralatralat rata-rata pitch sebesar

rata-rata pitch sebesar 0,80° dan nilai ralat rata-rata roll sebesar 0,70°.0,80° dan nilai ralat rata-rata roll sebesar 0,70°. Pengujian selanjutnya adalah nilai ralat sudut

Pengujian selanjutnya adalah nilai ralat sudut yaw yaw yang merupakan nilai arah pesawatyang merupakan nilai arah pesawat ((true heading true heading ) dengan menggunakan kertas referensi arah yang arah 0-nya telah disesuaikan) dengan menggunakan kertas referensi arah yang arah 0-nya telah disesuaikan dengan arah kompas. Pengujian dilakukan terhadap 8 sudut kelipatan arah 45°. Kedelapan arah dengan arah kompas. Pengujian dilakukan terhadap 8 sudut kelipatan arah 45°. Kedelapan arah ini dikenal dengan sebutan utara, timur laut, timur, tenggara, selatan, barat daya, barat, dan barat ini dikenal dengan sebutan utara, timur laut, timur, tenggara, selatan, barat daya, barat, dan barat laut. Didapatkan data yang ditampilkan pada Tabel 2 dimana Didapatkan nilai selisih rata-rata laut. Didapatkan data yang ditampilkan pada Tabel 2 dimana Didapatkan nilai selisih rata-rata nilai yaw terhadap arah magnetik sebesar 0,78°.

nilai yaw terhadap arah magnetik sebesar 0,78°.

Tabel 2 Pengujian

Tabel 2 Pengujian yaw yaw terhadap arah magnetikterhadap arah magnetik Arah

Arah Kompas Kompas (°) (°) Bacaan Bacaan IMU(°) IMU(°) SelisihSelisih

0 0,71 0 0,71 _0,71_0,71 45 45,50 45 45,50 _0,5_0,5 90 89,70 90 89,70 _0,3_0,3 135 134,40 135 134,40 _0,6_0,6 180 179,72 180 179,72 _0,28_0,28 225 225 -133,5 ( -133,5 ( 226,5)226,5) _1,5_1,5 270 270 -89,28 -89,28 (270,62)(270,62) _0,62_0,62 315 315 -46,70 -46,70 (313,3)(313,3) _1,7_1,7 3.2

(12)

Cancel Anytime.

(13)

Cancel Anytime.

IJEIS

IJEIS ISSN: 2088-3714ISSN: 2088-3714  2727

dan tekanan udara untuk kemudian digunakan untuk menghitung ketinggian barometrik dengan dan tekanan udara untuk kemudian digunakan untuk menghitung ketinggian barometrik dengan rumus (1).

rumus (1).

(1) (1) Dalam pengujian statik terhadap titik referensi geodetik di depan Direktorat Dalam pengujian statik terhadap titik referensi geodetik di depan Direktorat Administrasi Akademik Universitas Gadjah mada, diketahui bahwa ketingian titik referensi Administrasi Akademik Universitas Gadjah mada, diketahui bahwa ketingian titik referensi geodetik adalah 158,9 meter. Dilakukan 4 kali pengujian statik dengan 4 waktu dan kondisi geodetik adalah 158,9 meter. Dilakukan 4 kali pengujian statik dengan 4 waktu dan kondisi cuaca yang berbeda. Diambil 200 sampel dari masing masing pengujian Pengujian pertama cuaca yang berbeda. Diambil 200 sampel dari masing masing pengujian Pengujian pertama dilakukan dalam cuaca cerah di siang hari, pengujian kedua di malam hari, pengujian ketiga di dilakukan dalam cuaca cerah di siang hari, pengujian kedua di malam hari, pengujian ketiga di berawan d

berawan di siang hari, dan i siang hari, dan pengujian kepengujian keempat di cuacempat di cuaca mendung da mendung dan angin kencang di soan angin kencang di sore hari.re hari. Gambar 4

Gambar 4 menmenunjukkan grafik hasil penunjukkan grafik hasil pengujian statis kegujian statis ketinggian barometinggian barometrik yang mengamtrik yang mengambilbil 800 sampel (data terlampir) terhadap titik referensi geodetik 158,9 m.

800 sampel (data terlampir) terhadap titik referensi geodetik 158,9 m.

Gambar 4 Grafik ketinggian barometrik vs referensi Gambar 4 Grafik ketinggian barometrik vs referensi

Setelah dilakukan pengolahan terhadap 800 sampel yang ada, didapatkan bahwa nilai Setelah dilakukan pengolahan terhadap 800 sampel yang ada, didapatkan bahwa nilai rata-rata ketinggian barometrik adalah 146,49 m dengan nilai maksimal terukur adalah 165,83 rata-rata ketinggian barometrik adalah 146,49 m dengan nilai maksimal terukur adalah 165,83 dan nilai minimum terukur adalah 124,63m. Dari data ketinggian dibanding referensi 158,9 m dan nilai minimum terukur adalah 124,63m. Dari data ketinggian dibanding referensi 158,9 m didapatkan nilai ralat ketinggian barometrik rata-rata sebesar 12,41 m dengan nilai ralat minimal didapatkan nilai ralat ketinggian barometrik rata-rata sebesar 12,41 m dengan nilai ralat minimal 6,93 m dan nilai ralat maksimal 34,7 m. Sehingga nilai ralat rata-rata sensor BMP085 untuk 6,93 m dan nilai ralat maksimal 34,7 m. Sehingga nilai ralat rata-rata sensor BMP085 untuk mengukur ketinggian adalah ±12,41 m dan nilai ralat maksimal terukur adalah 34,7 m.

mengukur ketinggian adalah ±12,41 m dan nilai ralat maksimal terukur adalah 34,7 m.

Selain itu, dari grafik pengujian dapat dilihat bahwa pada sampel keempat terjadi Selain itu, dari grafik pengujian dapat dilihat bahwa pada sampel keempat terjadi penurunan yang

penurunan yang cukup cukup drastis. drastis. Adapun keempat sampel Adapun keempat sampel tidak tidak diambil dalam diambil dalam waktu berurutan,waktu berurutan, sehingga apabila diambil sampel kelima

sehingga apabila diambil sampel kelima trendingtrending nilai grafik belum tentu terus menurun.nilai grafik belum tentu terus menurun. Pembacaan yang menurun diakibatkan oleh kondisi cuaca yang kurang baik pada saat Pembacaan yang menurun diakibatkan oleh kondisi cuaca yang kurang baik pada saat

120,0 120,0 140,0 140,0 160,0 160,0 180,0 180,0 1 1 11001 1 22001 1 33001 1 44001 1 55001 1 66001 1 770011 K K e e t t i i n n g g g g i i a a n n ( ( m m ) ) Data Data

Ketinggian Barometrik vs Referensi

Alt Barometrik Alt Barometrik Referensi Referensi

(14)

(15)

Start Free Trial Cancel Anytime.   ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144 28 28 barome

barometrik trik dibanding dibanding ketinggian ketinggian bacaan bacaan GPS. GPS. Didapatkan Didapatkan bahwa bahwa selisih selisih antara antara pempembacaanbacaan ketinggian barometrik dibanding ketinggian GPS bervariasi antara -14 m sampai +17 m dengan ketinggian barometrik dibanding ketinggian GPS bervariasi antara -14 m sampai +17 m dengan selisih rata-rata sebesar 5,43 m. Gambar 5 menunjukkan grafik pembacaan ketinggian GPS dan selisih rata-rata sebesar 5,43 m. Gambar 5 menunjukkan grafik pembacaan ketinggian GPS dan pembac

pembacaan ketinggian aan ketinggian barometrik dbarometrik dari 2376 samari 2376 sampel.pel.

Gambar 5 Uji dinamis data ketinggian BMP085 dibanding GPS Gambar 5 Uji dinamis data ketinggian BMP085 dibanding GPS

Dalam grafik ini bisa dilihat bahwa secara umum pembacaan ketinggian BMP085 Dalam grafik ini bisa dilihat bahwa secara umum pembacaan ketinggian BMP085 sebanding dengan pembacaan ketinggian GPS, pada grafik ini juga bisa dilihat adanya data sebanding dengan pembacaan ketinggian GPS, pada grafik ini juga bisa dilihat adanya data ketinggian GPS yang

ketinggian GPS yang invalid invalid . Data yang menunjukkan pembacaan ketinggian GPS melonjak. Data yang menunjukkan pembacaan ketinggian GPS melonjak secara tiba-tiba ini belum disortir untuk ditampilkan pada grafik. Tujuan penampilan data GPS secara tiba-tiba ini belum disortir untuk ditampilkan pada grafik. Tujuan penampilan data GPS yang

yang invalidinvalid ini menunjukkan bahwa data GPS masih belum bisa dijadikan data primer karenaini menunjukkan bahwa data GPS masih belum bisa dijadikan data primer karena akurasiny

akurasinya banyak a banyak dipengaruhi faktor eksternal seperti kondisi dipengaruhi faktor eksternal seperti kondisi atmosfer, badai antariksa, jumlahatmosfer, badai antariksa, jumlah satelit dalam

satelit dalam pandangan, dan kondisi pandangan, dan kondisi geografis lokasi. geografis lokasi. Sehingga dalam Sehingga dalam instruinstrumen men pesawat, datapesawat, data GPS merupakan data sekunder selain data yang dihasilkan oleh instrumen di dalam pesawat, GPS merupakan data sekunder selain data yang dihasilkan oleh instrumen di dalam pesawat, kecuali validitas data GPS telah diverifikasi dan akurasinya telah dipertanggungjawabkan.

kecuali validitas data GPS telah diverifikasi dan akurasinya telah dipertanggungjawabkan.

3.3

3.3 Pengujian Pengujian dan dan PemPembahasan bahasan Sensor Sensor KecepatanKecepatan

Pengujian sensor kecepatan dilakukan secara dinamis. Mekanisme pengujiannya adalah Pengujian sensor kecepatan dilakukan secara dinamis. Mekanisme pengujiannya adalah sensor kecepatan ditempatkan pada kendaraan yang bergerak kemudian data perhitungan sensor kecepatan ditempatkan pada kendaraan yang bergerak kemudian data perhitungan kecepatan dibandingkan dengan pembacaan

kecepatan dibandingkan dengan pembacaan ground ground speed speed oleh GPS oleh GPS penerima penerima PMB648.PMB648. Pitot Pitot sederhana diletakkan searah dengan laju kendaraan dan

sederhana diletakkan searah dengan laju kendaraan dan port port tekanan udara statik diletakkantekanan udara statik diletakkan tegak lurus dengan arah gerak kendaraan. Perbedaan tekanan total dengan tekanan statik tegak lurus dengan arah gerak kendaraan. Perbedaan tekanan total dengan tekanan statik membuat sensor MPXV5004DP mengeluarkan output tegangan analog yang proporsional membuat sensor MPXV5004DP mengeluarkan output tegangan analog yang proporsional dibanding perbedaan tekanan yang terukur. Tekanan total adalah tekanan udara yang diterima dibanding perbedaan tekanan yang terukur. Tekanan total adalah tekanan udara yang diterima

0,0 0,0 50,0 50,0 100,0 100,0 150,0 150,0 200,0 200,0 250,0 250,0 1 1 1 1 0 0 1 1 2 2 0 0 1 1 3 3 0 0 1 1 4 4 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 6 6 0 0 1 1 7 7 0 0 1 1 8 8 0 0 1 1 9 9 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 2 2 0 0 1 1 1 1 3 3 0 0 1 1 1 1 4 4 0 0 1 1 1 1 5 5 0 0 1 1 1 1 6 6 0 0 1 1 1 1 7 7 0 0 1 1 1 1 8 8 0 0 1 1 1 1 9 9 0 0 1 1 2 2 0 0 0 0 1 1 2 2 1 1 0 0 1 1 2 2 2 2 0 0 1 1 2 2 3 3 0 0 1 1 K K e e t t i i n n g g g g i i a a n n ( ( m m ) ) Data Data Ke

(16)

(17)

Cancel Anytime.

IJEIS

IJEIS ISSN: 2088-3714ISSN: 2088-3714  2929

Kecepatan dalam meter/sekon , perbedaan tekanan dalam Newton/meter

Kecepatan dalam meter/sekon , perbedaan tekanan dalam Newton/meter 22, dan kepadatan udara, dan kepadatan udara (D) dalam kg/meter

(D) dalam kg/meter 33 [5] [5]

 

_{  }



(5)(5) Dari pengujian dinamis didapatkan 890 sampel data kecepatan barometrik dibanding Dari pengujian dinamis didapatkan 890 sampel data kecepatan barometrik dibanding kecepatan GPS.

kecepatan GPS. Rece Receiveriver GPS PMB648 oleh produsennya diklaim memiliki akurasi kecepatanGPS PMB648 oleh produsennya diklaim memiliki akurasi kecepatan mencapai 0,1

mencapai 0,1 m/s. m/s. Data pemData pembacaan kecebacaan kecepatan udara ditunjukkan pada patan udara ditunjukkan pada Gambar 6 Gambar 6 yangyang merupakan grafik pembacaan kecepatan udara dibandingkan pembacaan

merupakan grafik pembacaan kecepatan udara dibandingkan pembacaan ground speed ground speed GPS. GPS.

Gambar 7 Grafik pembacaan kecepatan dan

Gambar 7 Grafik pembacaan kecepatan dan ground spee ground speedd GPSGPS

Setelah dilakukan pengolahan data pembacaan sensor kecepatan maka didapatkan pembacaan Setelah dilakukan pengolahan data pembacaan sensor kecepatan maka didapatkan pembacaan sensor kecepatan dibanding GPS memiliki nilai ralat rata-rata 8,05 km/jam dan memiliki nilai sensor kecepatan dibanding GPS memiliki nilai ralat rata-rata 8,05 km/jam dan memiliki nilai standar

standar deviasi 10,09deviasi 10,09 3.4

3.4 Pengujian Pengujian dan dan Pembahasan Pembahasan Receiver Receiver GPSGPS

Dalam pengujian statik terhadap titik referensi geodetik di depan Direktorat Dalam pengujian statik terhadap titik referensi geodetik di depan Direktorat Administrasi Akademik Universitas Gadjah mada, diketahui bahwa koordinat titik referensi Administrasi Akademik Universitas Gadjah mada, diketahui bahwa koordinat titik referensi geodetik adalah 7,77380 lintang selatan dan 110,37679 bujur timur dan memiliki ketinggian geodetik adalah 7,77380 lintang selatan dan 110,37679 bujur timur dan memiliki ketinggian 158,9 m.

158,9 m. Dilakukan 4 kali pengujiDilakukan 4 kali pengujian statik dengan 4 waktu yang an statik dengan 4 waktu yang berbeda. Diamberbeda. Diambil 200 sampelbil 200 sampel dari masing masing pengujian. Gambar 8 menunjukkan grafik hasil pengujian statis ketinggian dari masing masing pengujian. Gambar 8 menunjukkan grafik hasil pengujian statis ketinggian GPS yang mengambil 800 sampel terhadap titik referensi geodetik yang memiliki ketinggian GPS yang mengambil 800 sampel terhadap titik referensi geodetik yang memiliki ketinggian 158,9 m. 158,9 m. 0 0 50 50 100 100 1 1 7 7 6 6 1 1 5 5 1 1 2 2 2 2 6 6 3 3 0 0 1 1 3 3 7 7 6 6 4 4 5 5 1 1 5 5 2 2 6 6 6 6 0 0 1 1 6 6 7 7 6 6 7 7 5 5 1 1 8 8 2 2 6 6 K K e e c c e e p p a a t t a a n n ( ( k k m m / / j j a a m m ) ) Data Data

Kecepatan Barometrik vs GPS

Kec Baro Kec Baro Speed GPS Speed GPS 160 160 180 180 ( ( m m ) )

Ketinggian

(18)

(19)

Start Free Trial Cancel Anytime.   ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144 30 30

keempat sampel dilakukan pada waktu yang berbeda-beda. Hal ini dimaksudkan untuk keempat sampel dilakukan pada waktu yang berbeda-beda. Hal ini dimaksudkan untuk mengetes efek dari orbit satelit yang berbeda beda sepanjang waktunya. Jadi apabila dilakukan mengetes efek dari orbit satelit yang berbeda beda sepanjang waktunya. Jadi apabila dilakukan pengam

pengambilan sampel kelimbilan sampel kelima, tidak menjamin bahwa data ketinggian yang munca, tidak menjamin bahwa data ketinggian yang muncul makin rendahul makin rendah dibanding data

dibanding data sebelumsebelumnya.nya. Kemudian

Kemudian dikalkulasi deviasdikalkulasi deviasi antara koordinat titik i antara koordinat titik referensi 7,773803S 110referensi 7,773803S 110,376794E,376794E dan koordinat bacaan GPS untuk 800 data sampel, deviasi dikonversi ke jarak dalam satuan dan koordinat bacaan GPS untuk 800 data sampel, deviasi dikonversi ke jarak dalam satuan meter dengan Rumus 6.

meter dengan Rumus 6.

D = (arccos[ sin(lat1)*sin(lat2) + cos(lat1)*cos(lat2)*cos(long2-long1)]) x 6371009 D = (arccos[ sin(lat1)*sin(lat2) + cos(lat1)*cos(lat2)*cos(long2-long1)]) x 6371009 (6) (6)

Didapatkan nilai ralat pembacaan koordinat GPS bervariasi dari 2,22 m sampai 9,88 m dengan Didapatkan nilai ralat pembacaan koordinat GPS bervariasi dari 2,22 m sampai 9,88 m dengan nilai rata-rata deviasi 6,19 m. Nilai ini sedikit berbeda dari nilai akurasi yang dikeluarkan nilai rata-rata deviasi 6,19 m. Nilai ini sedikit berbeda dari nilai akurasi yang dikeluarkan pabrikan yaitu 5 m. Pembacaan koordinat GPS murni dari data satelit, tanpa menggunakan data pabrikan yaitu 5 m. Pembacaan koordinat GPS murni dari data satelit, tanpa menggunakan data

stasiun darat seperti pada WAAS (

stasiun darat seperti pada WAAS (Wide Area Augmentation System)Wide Area Augmentation System) yang mampu yang mampu meningk

meningkatkan resolusi atkan resolusi terjamin GPS.terjamin GPS.

Pengujian dinamis GPS dilakukan dengan menempatkan ADAHRS pada kendaraan Pengujian dinamis GPS dilakukan dengan menempatkan ADAHRS pada kendaraan yang bergerak. Lokasi pengujian adalah jalanan dari Parangtritis sampai bukit Parangndog. yang bergerak. Lokasi pengujian adalah jalanan dari Parangtritis sampai bukit Parangndog. Setelah didapatkan 2376 data koordinat dengan

Setelah didapatkan 2376 data koordinat dengan sampling sampling raterate 1/detik maka dilakukan plotting1/detik maka dilakukan plotting koordinat-koordinat tersebut ke Google Earth untuk dilihat jalur perjalanan. Hasil plotting koordinat-koordinat tersebut ke Google Earth untuk dilihat jalur perjalanan. Hasil plotting ditunjukkan oleh Gambar 9. Secara umum, koordinat bacaan GPS

ditunjukkan oleh Gambar 9. Secara umum, koordinat bacaan GPS penerima penerima PMB 648 hampirPMB 648 hampir menyerupai pola jalan yang sesungguhnya di Google Earth.

menyerupai pola jalan yang sesungguhnya di Google Earth.

Gambar 9

Gambar 9 Plotting Plotting koordinat GPS perjalanan ke Google Earthkoordinat GPS perjalanan ke Google Earth

3.5

(20)

(21)

Cancel Anytime.

IJEIS

IJEIS ISSN: 2088-3714ISSN: 2088-3714  3131

Tabel 3 Ringkasan hasil pengujian Tabel 3 Ringkasan hasil pengujian Parameter

Parameter Hasil Hasil Pengujian Pengujian KeteranganKeterangan

Yaw Yaw

Offset

Offset 0,04°,0,04°,

standar deviasi statis 0,08° standar deviasi statis 0,08°

nilai ralat rata-rata yaw nilai ralat rata-rata yaw terhadap arah magnetik terhadap arah magnetik 0,78°.

0,78°.

FAA FAR part 23 dan FAA

FAA FAR part 23 dan FAA Technical ServiceTechnical Service Order

Order mengatur bahwa deviasi maksimal yangmengatur bahwa deviasi maksimal yang bisa diterim

bisa diterima agar instrumen dinyataka agar instrumen dinyatakan laikan laik

digunakan adalah 10° pada kondisi terbang straight digunakan adalah 10° pada kondisi terbang straight and level and level Pitch Pitch offset offset 0,09°,0,09°,

standar deviasi statis standar deviasi statis pitch pitch sebesar 0,10°,

sebesar 0,10°, nilai ralat rata-rata nilai ralat rata-rata pitch pitch 0,80°,

0,80°,

Berdasarkan FAA FAR

Berdasarkan FAA FAR part part 23 indikator23 indikator pitch pitch diharuskan memiliki nilai ralat

diharuskan memiliki nilai ralat kurang dari 3kurang dari 3 derajat. derajat. Roll Roll offset offset 0,71°0,71°

standar deviasi statis

standar deviasi statis 0,17°.0,17°. nilai ralat rata-rata 0,70°, nilai ralat rata-rata 0,70°,

Berdasarkan FAA FAR

Berdasarkan FAA FAR part part 23 indikator23 indikator kemiringan(

kemiringan(roll roll ) diharuskan memiliki nilai ralat) diharuskan memiliki nilai ralat kurang dari 3 derajat.

kurang dari 3 derajat.

Ketinggian Ketinggian Barometrik Barometrik

nilai ralat statis rata-rata 12,4 nilai ralat statis rata-rata 12,4 m

m

nilai ralat statis minimal 6,9 nilai ralat statis minimal 6,9 m

m

nilai ralat statis

nilai ralat statis maksimmaksimalal 34,7 m

34,7 m

Selisih rata-rata

Selisih rata-rata terhadapterhadap bacaan GPS d

bacaan GPS dinamis 5,43 minamis 5,43 m

FAR

FAR part part 23 dan FAA 23 dan FAA Technical Service Order Technical Service Order menyatakan nilai ralat maksimal untuk

menyatakan nilai ralat maksimal untuk altimeteraltimeter agar alat tersebut dinyatakan layak adalah 125 kaki agar alat tersebut dinyatakan layak adalah 125 kaki ( 38,1 m) dan nilai ralat r

( 38,1 m) dan nilai ralat rata-rata 65 kaki ( 19 m).ata-rata 65 kaki ( 19 m). Namun diperluk

Namun diperlukan kontrol kondisi pengukuan kontrol kondisi pengukuranran agar nilai ralat maksimal tidak terlampaui. agar nilai ralat maksimal tidak terlampaui.

Kecepatan Kecepatan Udara Udara

nilai ralat rata-rata 8,05 nilai ralat rata-rata 8,05 km/jam km/jam standar deviasi 10,09 standar deviasi 10,09 km/jam. km/jam. FAA

FAA Technical Service Order Technical Service Order mengatur setiap mengatur setiap sistem pembacaan kecepatan udara yang terdapat sistem pembacaan kecepatan udara yang terdapat di pesawat harus memiliki nilai ralat rata-rata di pesawat harus memiliki nilai ralat rata-rata maksimal dibaw

maksimal dibawah 3% ah 3% nilai kecepatan udnilai kecepatan udaraara terkalibrasi atau 5 knot (9,26

terkalibrasi atau 5 knot (9,26 km/jam), dipilihkm/jam), dipilih angka yang lebih besar.

angka yang lebih besar. Namun diperluk

Namun diperlukan instalasian instalasi pitot pitot terfabrikasi yang terfabrikasi yang memiliki

memiliki port static port static dandan total pressuretotal pressure untukuntuk meningkatkan akurasi.

meningkatkan akurasi.

GPS GPS

nilai ralat rata-rata nilai ralat rata-rata ketinggian statis 7,5 m ketinggian statis 7,5 m Nilai ralat rata-rata k

Nilai ralat rata-rata koordinatoordinat stasis 6,19 m

stasis 6,19 m

Datasheet

Datasheet menyatakan akurasi posisi sampai 5 m menyatakan akurasi posisi sampai 5 m dan ketinggian 7,5 m. Na

dan ketinggian 7,5 m. Na mun terdapat sampelmun terdapat sampel data invalid yang membuat lonjakan ketinggian data invalid yang membuat lonjakan ketinggian drastis pada uji dinamis.

drastis pada uji dinamis. Output rate

Output rate 18 Hz18 Hz

Inisialisasi <1 s Inisialisasi <1 s

(22)

(23)

Cancel Anytime.

Cancel Anytime.   ISSN: ISSN: 2088-3712088-37144 32 32 3.

3. Hasil pengujian sensor kecepatan udara menunjukkan bahwa nilai ralatHasil pengujian sensor kecepatan udara menunjukkan bahwa nilai ralat rata-rata sensorrata-rata sensor kecepatan udara yang terdiri dari MPXV5004DP dan pitot sederhana dibanding bacaan kecepatan udara yang terdiri dari MPXV5004DP dan pitot sederhana dibanding bacaan ground speed

ground speed oleh oleh penerima penerima GPS PMB648 sebesar 8,05 km/jam.GPS PMB648 sebesar 8,05 km/jam. 4.

4. Waktu inisialisasi yang diperlukan untuk sistem ADAHRS adalah 31ms dibutuhkanWaktu inisialisasi yang diperlukan untuk sistem ADAHRS adalah 31ms dibutuhkan start start up time

up time 61ms untuk IMU mulai mengirim data ke ADAHRS, dan diperlukan tambahan 61ms untuk IMU mulai mengirim data ke ADAHRS, dan diperlukan tambahan waktu untuk GPS

waktu untuk GPS penerima penerima PMB648 untuk mulai mengeluarkan data GPS. DariPMB648 untuk mulai mengeluarkan data GPS. Dari penghitungan de

penghitungan dengan prosedungan prosedurrmillis()millis() nilai nilai output rateoutput rate didapat sebesar 18 Hz. Dimensididapat sebesar 18 Hz. Dimensi

purwarupa sis

purwarupa sistem ADAtem ADAHRS adalah 13 x 7 x HRS adalah 13 x 7 x 4cm dengan 4cm dengan bobot 130 gram.bobot 130 gram.

5. SARAN 5. SARAN

1.

1. SistemSistem hardwarehardware dari purwarupa sistem ADAHRS ini masih sederhana.dari purwarupa sistem ADAHRS ini masih sederhana. Hardwar Hardwaree sistem sistem masih belum teruji terhadap lingkungan terbang UAV sehingga diperlukan uji coba dan masih belum teruji terhadap lingkungan terbang UAV sehingga diperlukan uji coba dan penelitian le

penelitian lebih lanjut sepebih lanjut seperti uji vibrasi, uji ketahanrti uji vibrasi, uji ketahanan suhu, dan lain-lainan suhu, dan lain-lain.. 2.

2. Untuk menambah keakuratan sensor kecepatan udara, sebaiknya menggunakanUntuk menambah keakuratan sensor kecepatan udara, sebaiknya menggunakan pitot pitot tubetube yang difabrikasi dan memiliki

yang difabrikasi dan memiliki port total port total dandan static static pressure pressure.. 3.

3. Untuk menambah keakuratan data sistem,Untuk menambah keakuratan data sistem, receiverreceiver GPS yang digunakan hendaknya yangGPS yang digunakan hendaknya yang memiliki update rate minimal 5 Hz agar update data koordinat, ketinggian, dan

memiliki update rate minimal 5 Hz agar update data koordinat, ketinggian, dan ground ground speed

speed bisa lebih m bisa lebih maksimal.aksimal. 4.

4. Hendaknya dikembangkan sistem mekanik danHendaknya dikembangkan sistem mekanik dan casingcasing sistem ADAHRS agar menjaminsistem ADAHRS agar menjamin akurasi data tekanan udara statis dan mencegah masuknya air atau partikel pengganggu lain akurasi data tekanan udara statis dan mencegah masuknya air atau partikel pengganggu lain kedalam sistem.

kedalam sistem.

UCAPAN TERIMA KASIH UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada PPKI UGM yang telah memberi dukungan Penulis mengucapkan terima kasih kepada PPKI UGM yang telah memberi dukungan financial terhadap penelitian ini.

financial terhadap penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA