DESAIN DAN IMPLEMENTASI PENGIRIMAN DATA POSISI QUADCOPTER DENGAN GPS KE GROUND STATION

Transkripsi

1 DESAIN DAN IMPLEMENTASI PENGIRIMAN DATA POSISI QUADCOPTER DENGAN GPS KE GROUND STATION Design and Implementation of Transmitting Quadcopter Position Data With GPS To Ground Station TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma IV Program Diploma IV Teknik Telekomunikasi Nirkabel Jurusan Teknik Elektro diajukan oleh: M. ZAKY NOVIRO NIM POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : M. Zaky Noviro NIM : Tempat/tanggal lahir : Medan/ 30 Oktober 1992 SD lulus tahun : 2003 SMP lulus tahun : 2005 SMA lulus tahun : 2008 Prestasi yang pernah dicapai: 1. Anggota Himpunan Mahasiswa Telekomunikasi divisi Kesejahteraan Himpunan Anggota UKM Assalam Politeknik Negeri Bandung Anggota ICT-ONE SMAN 1 Medan iii

4 Kupersembahkan untuk ayah dan bunda Adik adikku tercinta Teman teman seperguruan telekomunikasi Abang kakak sekelas nirkawat iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan karunia-nya kepada kita semua. Atas ridho-nya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir yang berjudul desain dan implementasi transmitter data posisi quadcopter dengan GPS ke ground station. Pada saat penulisan laporan tugas akhir ini, penulis tidak bekerja secara sendirian dalam menyelesaikannya, penulis mendapatkan banyak bantuan dan motivasi dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis hingga dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut antara lain: 1. Kedua orang tua penulis yang selalu memberikan doa dan dukungan kepada penulis. Tanpa semua itu, penulis tidak dapat menghadapi berbagai masalah yang penulis hadapi. 2. Bapak Eril Mozef selaku dosen Pembimbing yang telah membimbing dan memberikan ilmu, bantuan alat, motivasi, saran masukan, waktu dan nasihatnya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. 3. Bapak Enceng Sulaeman selaku dosen Wali Kelas 4 NK. 4. Seluruh dosen Teknik Telekomunikasi POLBAN yang telah memberikan ilmunya kepada penulis. 5. Teman-teman mahasiswa Teknik Telekomunikasi POLBAN D3 dan D4 yang selalu membantu dan memotivasi. 6. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan dan penyusunan proyek akhir ini, yang tidak dapat disebutkan satu persatu semoga mendapat balasan dan ridho dari Allah SWT. Amin. Penulis berterima kasih atas kritik dan saran yang membangun untuk dapat memperbaiki kekurangan-kekurangan yang ada dalam tugas akhir ini. Semoga laporan tugas akhir ini dapat memberi manfaat khususnya kepada penulis, maupun bagi yang membacanya. Bandung, Juli 2012 Penulis v

6 ABSTRAK Sistem yang didesain dan diimplementasikan untuk tugas akhir ini adalah transmitter data posisi quadcopter serta pemrosesannya pada ground station. Sistem ini memiliki dua bagian utama yaitu bagian pengirim dan bagian penerima. Bagian pengirim terdiri dari sebuah modul GPS dan modul RF XBee. Bagian ini berfungsi untuk mengirimkan data tentang posisi dari sebuah benda, dalam hal ini adalah quadcopter melalui modul XBee secara nirkabel menuju modul XBee lainnya. Untuk bagian penerima, dalam hal ini dinamakan ground station, terdiri dari modul XBee serta sebuah komputer yang telah memiliki program Visual Basic 6 yang telah diprogram untuk memproses data GPS yang dikirimkan oleh bagian pengirim sebelumnya. Ground station ini berfungsi untuk menerima data GPS lalu memprosesnya sehingga dapat ditampilkan secara lebih efisien. Data yang telah diproses ini dapat digunakan lagi untuk menampilkan posisi benda dalam Google Map. Komunikasi data dalam sistem ini bersifat serial Kata kunci: GPS, XBee, ground station, nirkabel, komunikasi serial, Google Map ABSTRACT The system that was designed and implemented for this final project is a transmitter for quadcopter position data and its processing in ground station. This system has two main parts which is transmitter part and receiver part. The transmitter part consists of a GPS module and an XBee RF module. This part was functioned to send data about a position of an object, in this case is a quadcopter, through XBee module wirelessly to another XBee module. For the receiving part, in this case is called ground station, consists of an XBee module and a computer which has Visual Basic 6 installed where it has been programmed to process GPS data that was sent by the transmitting part. The ground station was used to receive GPS data and then process it so it can be efficiently displayed. This processed data can be used later to show the object position in Google Map. The communication in this system is serial. Key word: GPS, XBee, ground station, wireless, serial communication, Google Map vi

7 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR GAMBAR... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR LAMPIRAN... xii BAB I... 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pemecahan Masalah Tujuan Proyek Akhir Batasan Masalah Sistematika Laporan... 3 BAB II... 4 TINJAUAN TEORITIS Tinjauan Pustaka Landasan Teori Satelit Komunikasi Satelit Global Positioning System (GPS) Beberapa Metode Positioning GPS Receiver Sinyal Satelit GPS Akurasi Alat Navigasi GPS NMEA Komunikasi Serial XBee Personal Area Network Universal Asynchronous Receiver/Transmitter v

8 BAB III DESAIN DAN IMPLEMENTASI Perancangan Perangkat Keras Diagram Blok Skema Rangkaian Perangkat Lunak Implementasi Implementasi Perangkat Keras Implementasi Perangkat Lunak BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Pengujian Data GPS pada Hyper Terminal Metode pengujian Hasil Dan Analisa Pengujian Data GPS Pada Ground Station Metode pengujian Hasil Dan Analisa Pengujian Plot Google Map Metode Pengujian Hasil Dan Analisa BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Metode Assisted-Global Positioning System (A-GPS)... 9 Gambar 2. 2 Konfigurasi receiver GPS Gambar 2. 3 Sinyal Satelit GPS Gambar 2. 4 Output massage EM-411GPS modul (NMEA 0183) Gambar 2. 5 Format data $GPRMC Gambar 2. 6 Komunikasi data serial asinkron Gambar 3. 1 Diagram blok kerja alat Gambar 3. 2 Skema lengkap bagian GPS Gambar 3. 3 Skema lengkap bagian Ground Station Gambar 3. 4 Modul GPS Gambar 3. 5 Skema rangkaian GPS Gambar 3. 6 Modul XBee Gambar 3. 7 Skema rangkaian XBee bagian GPS Gambar 3. 8 Skema rangkaian XBee bagian ground station Gambar 3. 9 Skema rangkaian MAX Gambar Skema regulator Gambar Skema regulator S PI Gambar Rancangan tampilan program Gambar Diagram alir pencari string $GPRMC Gambar Diagram alir plotting Google Map Gambar Implementasi rangkaian bagian GPS Gambar Implementasi rangkaian bagian ground station Gambar Rangkaian penerima Gambar Tampilan awal X-CTU Gambar Koneksi XBee Gambar Konfigurasi XBee Gambar Setting XBee Gambar Layout rangkaian pengirim Gambar Rangkaian pengirim Gambar Tampilan program vii

10 Gambar 4. 1 Pemilihan com port Gambar 4. 2 Pengaturan com port Gambar 4. 3 Data keluaran modul GPS Gambar 4. 4 Pengujian tanpa input GPS Gambar 4. 5 Pengujian data GPS yang tidak valid Gambar 4. 6 Proses data GPS yang valid Gambar 4. 7 Uji plot di Lab Telkom Polban Gambar 4. 8 Uji plot di Ciwaruga Gambar 4. 9 Uji plot di Lab Listrik Polban Gambar Uji plot di MKU Polban viii

11 DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Keterangan format kode $GPRMC Tabel 3. 1 Fungsi bagian-bagian program Tabel 4. 1 Hasil plotting Google Map ix

12 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Listing Program Ground Station... A-1 LAMPIRAN B Google Map HTML Code... B-1 LAMPIRAN C Datasheet Modul GPS Parallax... C LAMPIRAN D Datasheet Modul XBee seri 1... D LAMPIRAN E Skema rangkaian dan Layout PCB... E 46

13 DAFTAR PUSTAKA [1] Fahrulroji Septiandi, Hepi. Realisasi Sistem Pemantau Jarak Dan Arah Dua Benda Bergerak Menggunakan Dua GPS Berbasis Mikrokontroler. Laporan Proyek Akhir, Program Studi Teknik Telekomunikasi, Politeknik Negeri Bandung [2] Malayusfi. Sistem Komunikasi Satelit. Diktat Perkuliahan, Program Studi Teknik Telekomunikasi, Politeknik Negeri Bandung [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 46