UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA DENGAN USER INTERFACE PROCESSING TUGAS AKHIR DIMAS WILDAN WIBOWO

Transkripsi

1 UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA DENGAN USER INTERFACE PROCESSING TUGAS AKHIR DIMAS WILDAN WIBOWO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN SEMARANG SEPTEMBER 2016 i

2 UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA DENGAN USER INTERFACE PROCESSING TUGAS AKHIR Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya DIMAS WILDAN WIBOWO FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN SEMARANG SEPTEMBER 2016 ii

3 iii

4 HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Dimas Wildan Wibowo NIM : Tanda Tangan : Tanggal : iv

5 v

6 vi

7 HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di bawah ini : Nama : Dimas Wildan Wibowo NIM : Program Studi : PSD III Teknik Mesin Fakultas : Teknik Jenis Karya : Tugas Akhir Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Nonekslusif (Non-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : Perancangan Roket Kendali Sistem Recorder Data dengan User Interface Processing. Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/ Nonekslusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalih media/ formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/ pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Semarang Pada Tanggal : Yang menyatakan, Dimas Wildan Wibowo NIM vii

8 MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO Semua orang itu jenius. Tapi jika kamu menilai seekor ikan dengan kemampuannya memanjat pohon akan membuat semua yang hidup percaya bahwa ikan itu bodoh. (Albert Einstein) Yang bernilai dari sebuah eksperimen percobaan itu adalah kualitasnya, bukan jumlahnya. (Isaac Newton) Jangan membanding-bandingkan dirimu dengan semua orang di dunia ini. Jika kau melakukannya, itu sama saja dengan menghina dirimu sendiri. (Bill Gates) PERSEMBAHAN Laporan ini dipersembahkan kepada : 1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-nya. 2. Nabi Muhammad SAW serta pengikutnya atas sauri teladannya. 3. Orangtua dan keluarga yang selalu menyayangi, memberikan doa restu serta dukungannya selama ini. 4. Bapak Drs. Wiji Mangestiyono, M.T selaku dosen pembimbing yang telah memberikan masukan-masukan yang sangat berguna serta ucapan terima kasih atas kesabarannya dalam membimbing kelompok Tugas Akhir kami sampai selesai. 5. Seluruh staff PSD III Teknik Mesin Universitas Diponegoro Semarang yang telah membantu dan memberikan pembelajaran. 6. Teman-teman sekelompok, terima kasih atas kekompakannya serta sumbangan pemikiran dalam menyelesaikan Tugas Akhir kami. viii

9 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Roket Kendali Sistem Recorder Data dengan User Interface Processing ini dengan baik dan lancer. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Penulis banyak mendapat saran, bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak selama menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih khususnya kepada : 1. Bapak Ir. H. Zainal Abidin, M.S selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang. 2. Bapak Bambang Setyoko, S.T, M.Eng selaku Ketua Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. 3. Bapak Drs. Wiji Mangestiyono, M.T selaku Dosen Pembi,bing kami yang telah banyak memberikan arahan dan dorongan kepada kami atas terselesaikannya tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Sutomo, M.Si selaku dosen wali angkatan 2013 kelas B. 5. Bapak dan Ibu dosen Tim Penguji Tugas Akhir. ix

10 6. Segenap staff pengajar pada Program Studi Diploma III Teknik Mesin Universitas Diponegoro Semarang yang telah banyak memberikan arahan. 7. Orangtua dan keluarga besar yang telah memberikan dukungan moril dan materiil sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan baik. 8. Teman-teman solidarity forever terutama angkatan 2013, juga kakak dan adik angkatan yang turut membantu jalannya penyusunan laporan Tugas Akhir ini. 9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini hingga selesai, yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu penulis menghargai kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari laporan ini. Akhirnya penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Semarang, 20 September 2016 Penulis x

11 PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA DENGAN USER INTERFACE PROCESSING ABSTRAK Roket merupakan wahana luar angkasa, peluru kendali, atau kendaraan terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket terhadap keluarnya secara cepat bahan fluida dari keluaran roket. Pengembangan teknologi roket di Indonesia bisa digunakan untuk menunjang perkembangan teknologi makro seperti telekomunikasi, transportasi, klimatologi, penginderaan jauh bahkan pertahanan dan keamanan negara. Dalam perencanaan roket kendali ini bertujuan untuk mendesain dan merencanakan body roket dengan memperhitungkan distribusi muatan yang dibawa oleh roket, titik berat vertikal maupun horizontalnya, kemungkinan hambatan-hambatan yang dialami selama proses uji coba peluncuran, memperhitungkan daya motor yang cocok digunakan, dan analisa kinematika yang berupa lintasan parabola. Metode yang digunakan adalah studi pustaka, desktop research, eksperimental dan uji coba lapangan. Daya motor yang digunakan yaitu 780 Watt dengan perhitungan hambatan udara dan massa sebesar 220,776 Watt. Pengambilan data dilakukan pada uji coba tanggal 30 Agustus 2016 pukul WIB dengan temperatur udara ± 32 0 C, kecepatan angin 2,5 m/s 7,5 m/s dan sudut pelontaran Hasil uji coba peluncuran pada record data di sensor accelerometer menunjukkan grafik parabola dengan kecepatan awal 20 m/s hingga kecepatan puncak 78 m/s pada distribusi kecepatan tiap satuan waktu (detik) dan distribusi percepatan dengan percepatan awal 0,5 m/s 2 hingga percepatan puncak 5 m/s 2 tiap satuan waktu (detik). Untuk grafik lintasan tempuh horizontal terhadap waktu mengalami kenaikan tiap detiknya dan pada lintasan tempuh vertikal membentuk lintasan parabola. Dengan demikian, dalam perancangan pembuatan roket kendali perlu diperhitungkan titik berat, kemungkinan hambatan-hambatan yang terjadi untuk memperhitungkan daya motor yang dibutuhkan serta kondisi tempat percobaan. Kata kunci : Roket, Hambatan, Daya, Kecepatan, Percepatan xi

12 GUIDED MISSILE SYSTEM PROJECT RECORD DATA INTERFACE SYSTEM PROCESSING ABSTRACT A rocket is a spacecraft, guided missiles, or air transportation which had gotten power from a rocket reaction againts discharge rapidly fluid materials from the rocket output. Developing rocket technology at Indonesia can be used to support the development of rocket technology as Telecommunication, Transportation, Climatology, Remote viewing even Country Deffense and Security. At this guiden missile project intended for design and body rocket planning with a calculation to distribute a capacity which can be brought by a rocket, the vertical and horziontal emphasis, the probability of a problems which is taken while processing a Test- Launch, calculating an engine power which is suitable to use, and kinematic analysis which is formed as a parabolic track. The methods which is used are literature review, desktop research, experimental and field trials. Engine power which is used are 780 Watt with calculating an air resistance and a mass of 220,776 Watt. Collecting data was done in test on 30 August 2010 at WIB with air temperature ± 32 0 C, wind velocity 2,5 m/s 7,5 m/s and angle shooting The testlaunch result based on record data at accelerometer censor show parabolic graphic with an initial velocity 20 m/s up to 78 m/s maximum speed on the velocity distribution each time (seconds) and acceleration distribute with an initial acceleration 0,5 m/s 2 up to 5 m/s maximum acceleration each time (seconds). For a horizontal track mileage chart againts time have increased each seconds and on the vertical travel path formed a parabolic track. Therefore, on the guided missile construction design need to be calculated its center emphasis, obstacles possibility which is happened to calculate an engine power which is required along with the condition of experimental place. Keywords : Rocket, Resistance, Power, Velocity, Acceleration xii

13 DAFTAR ISI HALAMAN SAMPUL..i HALAMAN JUDUL. ii HALAMAN PERSETUJUAN.iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS.....iv SURAT TUGAS PROYEK AKHIR v HALAMAN PENGESAHAN..vi HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI......vii MOTTO DAN PERSEMBAHAN.....viii KATA PENGANTAR..ix ABSTRAK. xi ABSTRACT.. xii DAFTAR ISI..xiii DAFTAR GAMBAR..xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Pembuatan Tugas Akhir Manfaat Tugas Akhir Sistematika Laporan xiii

14 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Keadaan Udara Data Parameter Cuaca Semarang MOMENTUM Hukum Newton II dan III Impuls Hukum Kekekalan Momentum Energi Kinetis Gerak Parabola Aerodinamik Angkat (lift) Perhitungan Daya Motor Roket Mekanisme Kontrol Mekanisme Motor Servo Mekanisme Motor EDF Mikrokontroller ATMega Sensor Percepatan (Accelerometer) Servo EDF (Electric Ducted Fan) BAB III METODOLOGI TUGAS AKHIR Bahan dan Alat Bahan Alat Desain Perancangan Roket 46 xiv

15 3.2.1 Desain Perancangan Body Roket Desain Pelontar Roket Proses Pembuatan Pembuatan Body Roket Pembuatan Pelontar Pemasangan Komponen-Komponen Roket Penyetelan Remote Control Penyetelan Display Software Sensor Accelerometer Metode Pengambilan Data.66 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Distribusi Kecepatan Distribusi Percepatan Distribusi Lintasan Tempuh Horizontal Distribusi Lintasan Tempuh Vertikal BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran..76 DAFTAR PUSTAKA..77 xv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Grafik Suhu Udara Kota Semarang Bulan Februari ERROR! Gambar 2.2 Grafik Tekanan Udara Kota Semarang Bulan Februari ERROR! Gambar 2.3 Gerak Parabola... ERROR! Gambar 2.4 Gaya Aerodinamis Blade Edf Ketika Dilalui Aliran Udara... ERROR! Gambar 2.5 Skema Mekanisme Kontrol RoketERROR! BOOKMARK NOT Gambar 2.6 Pengaturan Sinyal Modulasi Motor ServoERROR! BOOKMARK NOT Gambar 2.7 Komponen Motor Servo... ERROR! Gambar 2.8 Skema Mekanisme Kontrol Motor ServoERROR! BOOKMARK NOT Gambar 2.9 Skema Mekanisme Kontrol Motor EdfERROR! BOOKMARK NOT Gambar 2.10 Modul Accelerometer... ERROR! Gambar 2.11 Arsitektur Perangkat Keras Atmega 8535ERROR! BOOKMARK NOT Gambar 2.12 Teknik Pwm Untuk Mengatur Sudut Motor Servo... ERROR! xvi

17 Gambar 2.13 Pin Out Kabel Motor Servo ERROR! Gambar 2.14 Arah Aliran Pada Edf... ERROR! Gambar 2.15 Komponen Edf... ERROR! Gambar 3.1 Styrofoam... ERROR! Gambar 3.2 Triplek... ERROR! Gambar 3.3 Pipa Pvc... ERROR! Gambar 3.4 Scotlite... ERROR! Gambar 3.5 Baut Dan Mur... ERROR! Gambar 3.6 Motor Servo... ERROR! Gambar 3.7 Sensor Accelerometer... ERROR! Gambar 3.8 Pegas Tekan... ERROR! Gambar 3.9 Motor Edf... ERROR! Gambar 3.10 Remote Control... ERROR! Gambar 3.11 Baterai Li-Po 2300 Mah... ERROR! Gambar 3.12 Powerbank 5000 Mah... ERROR! Gambar 3.13 Tang Jepit... ERROR! Gambar 3.14 Cutter... ERROR! Gambar 3.15 Pemotong Styrofoam ListrikERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.16 Obeng Jam Tangan... ERROR! Gambar 3.17 Gergaji Pipa... ERROR! Gambar 3.18 Penggaris... ERROR! Gambar 3.19 Gerinda Tangan... ERROR! xvii

18 Gambar 3.20 Desain Body Roket Dalam Satuan Cm : (A) Rangka Roket, (B) Body Roket Dan Penempatan Komponen-Komponennya (Autocad 2007)... ERROR! Gambar 3.21 Posisi Titik Berat... ERROR! Gambar 3.22 Gerak Parabola Roket... ERROR! Gambar 3.23 Drag Force Yang Terjadi... ERROR! Gambar 3.24 Desain Pelontar: A.Tampak Depan, B.Tampak Samping (Dalam Satuan Cm)... ERROR! Gambar 3.25 Skema Pembuatan Body RoketERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.26 Hasil Pembuatan Body RoketERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.27 Skema Pembuatan Pelontar RoketERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.28 Skema Pemasangan Komponen-Komponen Roket... ERROR! Gambar 3.29 Skema Penyetelan Channel ReceiverERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.30 Penyetelan Remote Control ERROR! Gambar 3.31 Keterangan Komponen-Komponen SensorERROR! BOOKMARK NOT Gambar 3.32 Coding Yang Digunakan Dalam Pembacaan Sensor... ERROR! xviii

19 Gambar 3.33 Hasil Testing Sensor AccelerometerERROR! BOOKMARK NOT Gambar 4.1 Grafik Kecepatan Dalam Setiap Satuan Waktu (Detik)... ERROR! Gambar 4.2 Grafik Percepatan Dalam Setiap Satuan Waktu (Detik)... ERROR! Gambar 4.3 Grafik Lintasan Tempuh Horizontal Tiap Satuan Waktu (Detik)ERROR! Gambar 4.4 Grafik Lintasan Tempuh Vertikal Tiap Satuan Waktu (Detik)... ERROR! xix