DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN LEMBAR PERNYATAAN HALAMAN PERSEMBAHAN KATA PENGANTAR DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR. Abstract. viii BAB I PENDAHULUAN 1

Transkripsi

1 DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN ii LEMBAR PERNYATAAN iii HALAMAN PERSEMBAHAN iv KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI viii DAFTAR TABEL xi DAFTAR GAMBAR xii Intisari xvii Abstract xviii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Maksud dan Tujuan Metode Penelitian Sistematika Penulisan viii

2 ix BAB II DASAR TEORI Mobile Robot Navigasi pada Mobile Robot Localization Sensor IMU 10 DOF DFRobot Sensor Gyroscope Sensor Accelerometer Mikrokontroller Mbed NXP LPC Kalman Filter Frame Sensor dan Frame Bumi Transformasi Koordinat BAB III PERANCANGAN SISTEM Perancangan Secara Umum Rangkaian Skematik Sensor IMU Rangkaian Modul Localization Pengaturan dan Program Inisialisasi Sensor Pengaturan dan Program Inisialisasi Sensor Gyroscope Pengaturan dan Program Inisialisasi Sensor Accelerometer Program Pembacaan Data Sensor Program Pembacaan Data Sensor Gyroscope Program Pembacaan Data Sensor Accelerometer

3 x 3.8 Program Kalibrasi Offset Sensor Kompensator Gravitasi pada Data Sensor Accelerometer Model Sistem Untuk Data Sensor Gyroscope Model Sistem Untuk Data Sensor Accelerometer Zero Velocity Compensator BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pembacaan Data Sensor Pembacaan Data Sensor Gyroscope Pembacaan Data Sensor Accelerometer Pengujian Kompensator Gravitasi Pengujian Kalman Filter untuk Data Sensor Gyroscope Pengujian Kalman Filter untuk Data Sensor Accelerometer Pengujian Localization BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA 77

4 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil pengujian Kalman Filter untuk data sensor Gyroscope Tabel 4.2 Hasil pengujian Kalman Filter untuk data sensor Accelerometer. 69 xi

5 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Robot Curiosity untuk menjelajah Mars Gambar 2.1 Salah satu Mobile Robot di udara (kiri), di darat (tengah), dan air (kanan) Gambar 2.2 Sensor IMU 10 DOF dari DFRobot Gambar 2.3 Sensor Gyroscope pada IMU 10 DOF dari DFRobot (kotak merah) Gambar 2.4 Sensor Accelorometer pada IMU 10 DOF dari DFRobot (kotak merah) Gambar 2.5 MIkrokontroller Mbed NXP LPC Gambar 2.6 Antarmuka pada Mbed NXP LPC Gambar 2.7 Proses rekursif untuk Kalman Filter Gambar 2.8 Frame sensor (merah) dan frame sensor bumi (biru) Gambar 2.9 Rotasi frame sensor (merah) pada sumbu X frame sensor bumi (biru) Gambar 2.10 Rotasi frame sensor (merah) pada sumbu Y frame sensor bumi (biru) Gambar 2.11 Rotasi frame sensor (merah) pada sumbu Z frame koordinat sensor bumi (biru) Gambar 3.1 Blok diagram modul localization Mobile Robot secara umum 22 xii

6 xiii Gambar 3.2 Diagram alir program pada Mikrokontroller Mbed NXP LPC Gambar 3.3 Rangkaian skematik sensor IMU 10 DOF dari DFRobot Gambar 3.4 Rangkaian skematik untuk modul localization Gambar 3.5 Pengatur tegangan pada rangkaian modul Gambar 3.6 Mikrokontroller pada rangkaian modul Gambar 3.7 Konektor Pinhead pada Rangkaian Modul Gambar 3.8 Pengaturan Bandwidth Low Pass Filter dengan Frekuensi Internal Gyroscope Gambar 4.1 Pengujian pembacaan data sensor Gyroscope dan Accelerometer Gambar 4.2 Raw data sensor Gyroscope pada sumbu X, Y, dan Z Gambar 4.3 Data sensor Gyroscope pada sumbu X, Y, dan Z tanpa kalibrasi offset Gambar 4.4 Data sensor Gyroscope pada sumbu X, Y, dan Z dengan kalibrasi offset Gambar 4.5 Raw data Accelerometer pada Sumbu X, Y, dan Z Gambar 4.6 Data sensor Accelerometer pada sumbu X, Y, dan Z tanpa kalibrasi offset Gambar 4.7 Data Accelerometer pada Sumbu X, Y, dan Z dengan pengurangan offset Gambar 4.8 Perputaran sensor sebesar 90 pada sumbu X frame bumi.. 52

7 xiv Gambar 4.9 Data sensor Accelerometer tanpa Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu X frame bumi Gambar 4.10 Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu X frame bumi Gambar 4.11 Data sensor Accelerometer dengan Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu X frame bumi Gambar 4.12 Perputaran sensor sebesar 90 pada sumbu Y frame bumi.. 54 Gambar 4.13 Data sensor Accelerometer tanpa Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.14 Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.15 Data sensor Accelerometer dengan Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.16 Perputaran sensor sebesar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.17 Data sensor Accelerometer tanpa Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.18 Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.19 Data sensor Accelerometer dengan Kompensator Gravitasi saat sensor diputar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.20 Rotasi sensor sebesar 90 pada sumbu X frame bumi

8 xv Gambar 4.21 Roll, Pitch, dan Yaw tanpa Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu X frame bumi Gambar 4.22 Roll, Pitch, dan Yaw dengan Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu X frame bumi Gambar 4.23 Rotasi sensor sebesar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.24 Roll, Pitch, dan Yaw tanpa Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.25 Roll, Pitch, dan Yaw dengan Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.26 Rotasi sensor sebesar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.27 Roll, Pitch, dan Yaw tanpa Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.28 Roll, Pitch, dan Yaw dengan Kalman Filter saat sensor diputar 90 pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.29 Perpindahan linear sensor sejauh 10 cm pada sumbu X frame bumi Gambar 4.30 Posisi X, Y, dan Z tanpa Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu X frame bumi Gambar 4.31 X, Y, dan Z dengan Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu X frame bumi Gambar 4.32 Perpindahan linear sensor sejauh 10 cm pada sumbu Y frame bumi

9 xvi Gambar 4.33 Posisi X, Y, dan Z tanpa Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.34 Posisi X, Y, dan Z dengan Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu Y frame bumi Gambar 4.35 Perpindahan linear sensor sejauh 10 cm pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.36 Posisi X, Y, dan Z tanpa Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.37 Posisi X, Y, dan Z dengan Kalman Filter saat sensor digerakkan sejauh 10 cm pada sumbu Z frame bumi Gambar 4.38 Cara pengujian lokalisasi Gambar 4.39 Arah sensor pada frame bumi Gambar 4.40 Posisi sensor pada frame bumi Gambar 4.41 Jalur hasil perhitungan sensor (biru), dan jalur yang seharusnya ditempuh sensor (hijau)