BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM

2 METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Januari 2015 hingga Oktober 2015

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

BAB III PERANCANGAN Gambaran Alat

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Sistem Monitoring Sudut Hadap Payload terhadap Titik Peluncuran Roket

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI PERANGKAT KERAS

RANCANG BANGUN SIMULATOR CNC MULTIAXIS DENGAN MOTOR STEPPER AC

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM. Computer. Parallel Port ICSP. Microcontroller. Motor Driver Encoder. DC Motor. Gambar 3.1: Blok Diagram Perangkat Keras

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilaksanakan mulai pada November 2011 hingga Mei Adapun tempat

BAB IV HASIL PERANCANGAN DAN PENGUJIAN ALAT

BAB 2 LANDASAN TEORI

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III RANGKAIAN PENGENDALI DAN PROGRAM PENGENDALI SIMULATOR MESIN PEMBEGKOK

BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

BAB III ANALISIS DAN DESAIN SISTEM

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III PENGENDALIAN GERAK MEJA KERJA MESIN FRAIS EMCO F3 DALAM ARAH SUMBU X

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Gambar 3.1 Susunan perangkat keras sistem steel ball magnetic levitation

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III METODE PENELITIAN. diperlukan dengan beberapa cara yang dilakukan, antara lain:

Pemodelan Sistem Kontrol Motor DC dengan Temperatur Udara sebagai Pemicu

BAB III PERANCANGAN SISTEM PEMROGRAMAN DAN IMPLEMENTASI ROBOT KARTESIAN

BAB II SISTEM PENENTU AXIS Z ZERO SETTER

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERENCANAAN DAN GAMBAR

BAB III METODE PERANCANGAN DAN PEMBUATAN. Blok diagram penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada gambar berikut.

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM DAN PEMBUATAN ALAT. hardware dan perancangan software. Pada perancangan hardware ini meliputi

BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS MOBILE-ROBOT

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM. motor stepper yang dikontrol oleh software EMC melalui PC.

BAB III PERANCANGAN Gambaran Alat

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM

BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN SISTEM

3 METODE PENELITIAN. Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari 2015 hingga Juni 2015 di

BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT

RANCANG BANGUN SISTEM AUTOTRACKING UNTUK ANTENA UNIDIRECTIONAL FREKUENSI 2.4GHZ DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTOLER ARDUINO

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN ALAT

BAB III METODE PENELITIAN. Pengumpulan Informasi. Analisis Informasi. Pembuatan Desain Alat. Perancangan & Pembuatan Alat.

DAFTAR ISI. HALAMAN JUDUL... i. LEMBAR PENGESAHAN... ii. PERNYATAAN... iii. PRAKATA... iv. DAFTAR ISI... vi. DAFTAR GAMBAR... ix. DAFTAR TABEL...

III. METODE PENELITIAN

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III PERANCANGAN ALAT

DAFTAR ISI. LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN... iii. LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI...

(Dimasyqi Zulkha, Ir. Ya umar MT., Ir Purwadi Agus Darwito, MSC)

BAB II LANDASAN TEORI

BAB III PERANCANGAN SISTEMKENDALI PADA EXHAUST FAN MENGGUNAKAN SMS GATEWAY

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Pengujian sistem elektronik terdiri dari dua bagian yaitu: - Pengujian tegangan catu daya - Pengujian kartu AVR USB8535

III. METODE PENELITIAN. Teknik Elektro Universitas Lampung dilaksanakan mulai bulan Desember 2011

BAB III PEMBUATAN ALAT Tujuan Pembuatan Tujuan dari pembuatan alat ini yaitu untuk mewujudkan gagasan dan

SELF-STABILIZING 2-AXIS MENGGUNAKAN ACCELEROMETER ADXL345 BERBASIS MIKROKONTROLER ATmega8

Jurnal Ilmiah Widya Teknik Vol No ISSN

BAB III METODE PENELITIAN DAN PERANCANGAN SISTEM. kelembaban di dalam rumah kaca (greenhouse), dengan memonitor perubahan suhu

Module : Sistem Pengaturan Kecepatan Motor DC

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN APLIKASI

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT UKUR JARAK DIGITAL BERBASIS ARDUINO MENGGUNAKAN SENSOR ROTARY ENCODER KARYA ILMIAH

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Rancang Bangun Troller dengan Menggunakan Sistem Remote Kontrol RF YS-1020

PERANCANGAN PENGENDALI POSISI LINIER UNTUK MOTOR DC DENGAN MENGGUNAKAN PID

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB III PERANCANGAN SISTEM

AN-0012 Jenis-jenis Motor

Pada proyek akhir ini kita akan menggunakan mikrokontroller untuk kontrolnya. Mikrokontroller ini akan mendapatkan masukan berupa data dari sensor ult

BAB II DASAR TEORI Arduino Mega 2560

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI. (secara hardware).hasil implementasi akan dievaluasi untuk mengetahui apakah

RANCANG BANGUN ACRYLIC BENDING MACHINE DENGAN SUDUT YANG DAPAT DITENTUKAN

BAB IV PENGUJIAN PROPELLER DISPLAY

BAB III PERANCANGAN ALAT. berasal dari motor. Selain kuat rangka juga harus ringan. Rangka terdiri dari beberapa bagian yaitu:

RANCANG BANGUN ROBOT SEBAGAI ALAT BANTU PENJELAJAH BAWAH AIR

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

Deskrpsi ROBOT LENGAN LENTUR DUA-LINK DENGAN VARIASI BEBAN BAWAAN

BAB 3 METODE PENELITIAN. Bab ini membahas perancangan sistem yang digunakan pada robot hexapod.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

BAB IV PROTOTYPE ROBOT TANGGA BERODA. beroda yang dapat menaiki tangga dengan metode pengangkatan beban pada roda

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang. 1.2 Penelitian Terkait

3.3.3 Perancangan dan Pembuatan Rangkaian Mekanis Pemasangan Sistem Telemetri dan Rangkaian Sensor

BAB III ANALISA SISTEM

INSTRUMENTASI INDUSTRI (NEKA421) JOBSHEET 14 (DAC 0808)

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Transkripsi:

BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Pada bab ini menjelaskan tentang perancangan keseluruhan bagian dan realisasi alat berdasarkan antenna tracker yang meliputi diagram blok, perencanaan peragkat keras (hardware) dan sistem kontrol baik secara hardware yang akan digunakan untuk mendukung keseluruhan sistem yang akan di ujikan. Pada perancangan hardware akan dibahas perbagian. Hardware sendiri memiliki beberapa bagian yang saling terhbung. Pada pembahasan bab ini akan dibagi menjadi tiga bagian yaitu : 1) Diagram blok sistem sebagai alur cara kerja hardware. 2) Perancangan hardware mengacu dari antenna tracker yang sudah ada. 3) Perancangan elektronika hardware meliputi sistem kontrol, driver motor, sensor module gy-85, radio telemetri tx dan rx. 3.1 Diagram Blok Sistem dan Prinsip Kerja Pada tahapan ini dilakukan pembuatan diagram blok dari cara kerja keseluruhan sistem yang dapat dilihat pada gambar 3.1 Gambar 3.1 Diagram blok sistem keseluruhan 25

Dari gambar 3.1 diagram blok sistrem ini menggunakan mikrokontroller arduino due sebagai pengolah data dan kontrol dari berbagai komponen elektronika yang digunakan. Sistem ini menggunakan supply tegangan 12V yang digunakan untuk men-supply arduino due dan motor stepper melalui input dari driver motor, sedangkan untuk motor servo membutuhkan supply tegangan 6,6V, sehingga dibutuhkan converter dc to dc untuk mengubah dari tegangan 12V menjadi 6,6V (sesuai kebutuhan). Dimana diagram blok sistem terdapat sensor GPS yang guna memberikan data koordinat posisi roket dan terdapat module gy-85 yang terdiri dari sensor accelerometer dan gyroscope guna memberikan data pergerakan roket. Dari dari data koordinat yang dihasilkan oleh GPS dan data dari pergerakan module gy- 85 akan dikirim menggunakan komunikasi serial lewat radio telemetri tx kemudian diterima radio telemetri rx yang terpasang pada antenna tracker. Perbandingan data koordinat posisi antara antenna dan roket yang nantinya akan diolah untuk mendapatkan nilai sudut untuk menggerakkan motor stepper pada sumbu x dan motor servo pada sumbu y. Selanjutnya dari pergerakan motor stepper dan motor servo dihubungkan dengan module gy-85 yang nantinya hasil output dari module digunakan sebagai input perhitungan nilai sudut antenna. 3.1.1 Diagram Blok Blok diagram kompponen ini menjelaskan tentang bagaimana merancang dan mengaplikasikan rangkaian elektronika terhadap masing-masing komponen elektronika, dimana akan ditunjukkan dalam gambar 3.3 Blok diagram motor sumbu y dan Gambar 3.4 Blok diagram motor sumbu x. Gambar 3.3 Blok diagram motor sumbu y Gambar 3.4 Blok diagram motor sumbu x 26

3.2 Perancangan Mekanik Perancangan hardware akan dilakukan dengan pembuatan desain antenna tracker unutk penggabungan komponen agar bisa diletakkan pada satu tempat yang sama serta desain konfigurasi dari masing-masing motor. 3.2.1 Perancangan Dan Pembuatan Mekanik Pada perancangan dan pembuatan mekanik dalam prototype akan dibuat dengan spesifikasi seperti dalam Tabel 3.1 Spesifikasi bahan mekanik dan Tabel 3.2 Spesifikasi bahan elektronik, bentuk prototype diitunjukkan dalam Gambar 3.5 Perancangan mekanik secara keseluruhan, Gambar 3.6 Perancangan mekanik body utama tampak belakan, Gambar 3.7 Perancangan mekanik satiap gear pada motor stepper Gambar 3.8 Perancangan mekanik bagian dudukan dan penyangga Gambar 3.9 Perancangan mekanik body utama tampak samping. Table 3.1 Spesifikasi bahan mekanik Nama Dimensi Ketebalan No. Komponen Panjang (mm) Lebar (mm) Tinggi (mm) Diameter (mm) Bahan (mm) 1. Antenna 950 - - 20,5 Alumunium 1,8 2. Ball Bearing 1 - - - 12,5 Stainless Steel 5,9 3. Ball Bearing 2 - - - 19 Stainless Steel 5,9 4. Ball Bearing 3 - - - 23,5 Stainless Steel 5,9 5. Body Utama 250 250 150 - Akrilik 50 6. Dudukan - - 35,2 276 Besi Holo 1,8 7. Gear 1 - - - 70 Akrilik 6 8. Gear 2 - - - 30,5 Akrilik 6 9. Pulley 14 - - 9,50 Alumunium 3,5 Tabel 3.2 Spesifikasi bahan elektronik Nama Komponen Dimensi No. AC (V) DC (V) 1. Arduino Due - 3,3 12 2. GPS Ublox - 3,3 5 3. Module GY-85-4,8 6,6 4. Motor Servo - 250 5. Motor Stepper - 12 6. 3DR Radio Telemetri - 5 27

Pada perancangan antenna tracker menggunakan desain yang sudah ada dan sebagian kesil diperbarui, akan tetapi desain juga disesuaikan dengan bentuk dan ukuran komponen yang digunakan. Desain akan dibagi menjadi 2 bagian yaitu bagian yang berputar dan bagian yang tidak berputar. Pada bagian tidak berputar akan dibuat sebuah celah yang dapat menampung beberapa komponen seperti arduino due, buck converter, driver motor, radio telemetri rx, motor servo, motor stepper dan power supply. Gambar 3.5 Perancangan mekanik secara keseluruhan Gambar 3.6 Perancangan mekanik body utama tampak belakang 28

Pada bagian atas memerlukasn ketelitian dalam mendesain kerangka antenna agar kokoh saat mengikuti pergerakan muatan roket saat meluncur dan komponen dapat dirangkai dengan mudah. Motor stepper yang digunakan memiliki ukuran dimensi 54 mm (panjang) x 20 mm (lebar) x 42,7 mm (tinggi). Kemudian body utama yang menggunakan akrilik memiliki ukuran 250 mm (panjang) x 44 mm (lebar) x 13 mm (tinggi). Pada shaft motor stepper dipasang sebuah pulley yang terhubung dengan gear, untuk diameter gear berukuran 30,5 mm x ketebalan 5 mm x hole 2 mm. Gear ini akan menjadi penghubung untuk menggerakkan bagian yang berputar. Pada bagian ini akan terhubung dengan bagian yang berputar, maka akan digunakan gear yang melekat pada bagian body yang nantinya memiliki diameter 7 mm x ketebalan 5 mm x hole 2 mm. Setiap gear yang seharusnya berputar dapat berputar dengan baik. Gambar 3.7 Perancangan mekanik setiap gear pada motor servo dan stepper Pada bagian ini, roda gigi merupakan komponen yang sangat penting pada bagian antenna tracker. Untuk mengeluarkan kemampuan maksimal putaran motor servo dan motor stepper ditentukan oleh perbandingan gear yang terdapat pada gambar 3.8 Perancangan mekanik setiap gear pada motor servo dan stepper diantaranya gear ratio 2:1. Penggunaan roda gigi dalam antenna tracker ini mempengaruhi 2 parameter penting yaitu torsi dan kecepatan. 29

1) Torsi Torsi adalah tenaga untuk menggerakkan, mekanik atau menjalankan sesuatu (menarik kekuatan). Torsi merupakan perkalian dari f = gaya (beban) dan d = jari jari (panjang lengan dari poros). Contoh, jika beban yang harus diputar sebesar 10 N dan panjang antenna 10 cm, maka besar torsi adalah 1 Nm. Jika ukuran beban dan panjang antenna. 2) Torsi Vs Kecepatan Kecepatan dan torsi adalah 2 parameter dasar yang menjadi ukuran bagi suatu motor. Dua hal tersebut dapat kita temui pada datasheet dari motor. Sering kali torsi atau kecepatan yang dihasilkan oleh motor yang dijual dipasar tidak memenuhi aktuator untuk beban antenna. Disinilah peran roda gigi untuk mengonversi torsi dan kecepatan supaya sesuai dengan antenna tracker yang digunakan. Gambar 3.8 Perancangan mekanik bagian dudukan dan penyangga Desain dari masing-masing bagian harus bener-bener teliti dalam melaksanakan pengukuran dan pembuatan, terutama ketika mengukur panjang tiang penopang pada pergerakan roll yang di antenna. Panjang penopang ini dithitung dari panjang antenna, kemudian letak pemasangan module gy-85. Module gy-85 sebagai pembaca sudut heading dan sudut pitch pada pergerakan antenna saat mengikuti muatan roket. 30

3.3 Rangkaian Hardware Elektronika Rangkaian sistem kontrol pendukung hardware ditunjukkan dalam gambar 3.10 serta konfigurasi PIN input dan PIN output dapat dilihat dalam Tabel 3.4 Konfigurasi PIN input dan PIN output. Gambar 3.9 Rangkaian sistem kontrol hardware Tabel 3.4 Konfigurasi PIN input dan PIN output No. PIN Arduino Nama Komponen Nama Beban 2. A5 ENA - Driver 3. A6 DIR - Driver 4. A7 PULL - Driver 5. 5V ENA +, DIR + dan PULL + Driver 6. GND GND Driver 31

Tabel 3.4 Konfigurasi PIN input dan PIN output (Lanjutan) 7. GND GND GY-85 8. 5V VCC_IN GY-85 9. SCL SCL GY-85 10. SDA SDA GY-85 11. A4 Pulse Servo 3.3.1 Rangkaian Driver Motor Rangkaian driver motor ini menjelaskan tentang bagaimana pengendali motor agar bisa dengan mudah mengatur arah putaran motor, dimana akan ditunjukkan dalam dambar 3.11 Skematik driver motor stepper Gambar 3.10 Driver motor stepper Dari gambar 3.11 Skematik driver motor stepper nilai rangkaian elektronika driver dicari dengan persamaan dan analisa rangkaian dimana ditunjukkan pada gambar 3.12 Skematik driver berdasarkan datasheet dan gambar 3.13 skematik analisa rangkaian. Untuk lebih jelasnya kita lihat data pada gambar 3.1 32

Gambar 3.11 Driver berdasarkan datasheet Gambar 3.12 Analisa rangkaian elektronik Untuk mengetahui nilai dari gambar 3.12 secara matematis dapat dirumskan dalam persamaan (3.1) Keterangan : V B = Tegangan forward PC817 I R = Arus melalui resistor I B = Arus melalui PC817 V input = Tegangan masuk V input = V R + V B V input = (I R + R F ) + V B I B. R R = V input V B R R = V input V F I R 33

5 3 R R = 5 x 10 3 2 = 5 x 10 3 = 400 Ω 3.3.2 Motor Penggerak Sumbu X dan Y Pada tahap ini, arduino due akan memberikan nilai inputan terhadap motor stepper berdasarkan hasil pengolahan data GPS dari antenna tracker dan UAV. Berdasarkan konfigurasi motor stepper yang sudah dirancang, motor stepper dapat berputar 360. Motor stepper ini dapat berputar clockwise (searah jarum jam) dan counter clockwise (berlawanan jarum jam). Untuk mengetahui posisi dari motor stepper, digunakan sensor kompas. Data arah posisi motor stepper yang berasal dari kompas akan dibandingkan dengan nilai sudut azimuth. Sehingga akan didapatkan nilai selisih (error) dari arah posisi antenna tracker dan UAV, agar dapat diketahui berapa besar putaran sudut motor stepper sumbu x supaya antenna tracker ke arah posisi dari UAV. Sedangakan untuk motor servo ini digunakan motor dengan torsi tinggi. Motor servo ini akan memiliki konfigurasi putaran penuh dengan 180, sehingga putaran servo akan diberikan batas berputar dengan roga gigi. Berdasarkan dari persamaan sudut elevasi yang didapatkan akan dijadikan nilai pengurangan dengan nilai 90, yang akan menghasilkan selisih sudut (error). Nilai error tersebut yang digunakan sebagai nilai input servo yang nantinya bergerak berdasarkan garis vertikal dari posisi dari UAV. 3.3.3 Module GY-85 Module gy-85 disini sebagai memonitor pergerakan dan posisi, pada umumnya untuk mengetahi sudut heading dan sudut pitch pada pergerakan antenna yang nantinya data tersebut akan berubah ubah ketika antenna tidak sama dengan posisi muatan roket. Peletakan module gy-85 tidak seharusnya di celah roda gigi (gear) pada motor seperti sensor rotary encoder, sedangkan untuk peletakan module gy-85 hanya pada aktuator antenna sehingga bisa mengetahui sudut heading dan sudut pitch pada pergerakan antenna seperti Gambar 3.12. 34

Gambar 3.13 Module GY-85 pada mekanik antenna tracker 3.3.4 Radio Telemetri TX dan RX Pada perancangan mekanik radio telemetri dalam protoype akan ditunjukkan dalam Gambar 3.14 Perancangan mekanik radio telemetri pada muatan roket tx dan Gambar 3.15 Perancangan mekanik radio telemetri pada antenna rx. Gambar 3.14 Perancangan mekanik radio telemetri pada muatan roket rx. Gambar 3.15 Perancangan mekanik radio telemetri pada antenna tracker rx Pada gambar 3.13 Perancangan mekanik radio telemetri pada muatan roket tx sebagai pengirim data sensor gps dan module gy-85 untuk mengganti kinerja gps ketika gps tidak mendapat sinyal. Radio telemetri rx pada gambar 3.14 merupakan 35

sebagai penerima data dari tx, dimana antenna tracker disambungkan dengan radio telemetri rx menggunakan konektor sma male, untuk bisa mengetahui setiap koordinat dari muatan roket dibutuhkan sambungan dengan laptop sehingga pada layar mapping akan muncul koordinat dari muatan roket. 3.3.5 DC to DC Converter Dimana pada perancangan dc to dc converter menggunakan ic lm358 sebagai penguat op-amp, untuk menjalankan motor servo dengan masukan 6,6V maka diperlukan dc to dc converter yang diinginkan yaitu dengan semula masukan 12V yang diperoleh dari dc power supply dan akan diturunkan dengan mengubah nilai duty cycle dari rangkaian dc to dc converter ini hingga mencapai tegangan yang dibutuhkan. 3.3.6 Power Supply Untuk menjalankan motor stepper dengan masukan 12V DC diperlukan power supply AC to DC yang mengubah sumber tegangan listrik menjadi tegangan dc, output dari power supply dihubungkan pada input driver motor gnd dan vin kemudian output dari driver motor yaitu B, B +, A, A + sebagai input motor stepper dan output selebihnya dari driver motor yaitu dir +, dir, pull +, pull, ena + dan ena sebagai input data dari mikrokontroller. 3.4 Sistem Pengujian 3.4.1 Koordinat Trajectory Komurindo Gambar 3.16 Prediksi Trajectory Roket (payload weight 1 Kg) 36

Gambar 3.17 Trajectory parasut dengan perbedaan kecepatan 37