peluncur roket air otomatis - core.ac.uk · tuhan yesus dan bunda maria sumber kekuatan dan...

TUGAS AKHIR

PELUNCUR ROKET AIR OTOMATIS

Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

Matius Rimawan Widiatmono

NIM: 135114014

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

AUTOMATIC WATER ROCKET LAUNCHER

Presented As Partial Fulfillment Of The Requirements

To Obtain The Sarjana Teknik Degree

In Elektrical Engineering Study Program

By:

Matius Rimawan Widiatmono

135114014

ELECTRICAL ENGINEEERING DEPARTMENT

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017


iii


iv


v


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN

Motto:

“Cara terbaik melewati setiap cobaan

adalah dengan menjalaninya “

“if you can dream it, you can do it”

- Walt Disney-

“it always seems impossible until it’s done”

- Nelson mandela -

Kupersembahkan karya ini untuk:

Tuhan Yesus dan Bunda Maria sumber kekuatan dan harapanku

Orang tuaku, Yulianus Wakijan dan Yovita Sri Surantini

Adikku, Maria Tamariska, dan

Para sahabat atas doa dan motivasinya

Almamaterku tercinta Universitas Sanata Dharma


vii


viii

INTISARI

Roket air merupakan salah satu penerapan dari pembelajaran fisika. Dalam

peluncuran roket air dibutuhkan sebuah alat yang dinamakan launcher. Pada dasarnya

launcher adalah satu unit gabungan yang terdiri dari guide rail, manometer, kompresor atau

pompa, quick release, dan trigger. Ada tiga pengaturan yang mempengaruhi peluncuran

roket, yang pertama pengaturan sudut putar, yang kedua sudut elevasi dan yang ketiga

tekanan angin. Berdasarkan tiga komponen utama tersebut dibuatlah sebuah peluncur yang

dapat diatur sudut putar, sudut elevasi dan tekanan. Alat ini diharapkan mampu membantu

proses peluncuran roket air dan mampu menjadi inspirasi bagi para pelajar agar tertarik

dengan mikrokontroler.

Sistem peluncur roket air akan bekerja secara otomatis sesuai dengan sudut dan

tekanan yang diinginkan oleh pengguna. Penggerak sudut putar menggunakan motor servo,

penggerak sudut elevasi menggunakan motor dc dengan gear cacing dan pendeteksi tekanan

(sensor tekanan) menggunakan MPX5700Ap yang semuanya dikendalikan menggunakan

ATmega32.

Hasil dari penelitian ini adalah peluncur roket air yang mampu meluncurkan roket

secara otomatis sesuai dengan data sudut dan tekanan yang telah dimasukkan oleh pengguna.

Berdasarkan hasil penelitian peluncur roket mampu meluncurkan roket dengan presentase

keberhasilan 72.43%. Pergerakan minimal sudut untuk sudut putar sebesar 10o dengan

tingkat persentase mencapai sudut yang diinginkan sebesar 89.46%. Pergerakan minimal

sudut untuk sudut elevasi sebesar 10o dengan tingkat persentase mencapai sudut yang

diinginkan sebesar 95.01%. Tekanan untuk meluncurkan roket sebesar 25-60 psi dengan

tingkat keberhasilan sensor mencapai tekanan yang diinginkan sebesar 96,18%.

Kata kunci: Roket air, Peluncur otomatis, ATmega32, MPX5700Ap.


ix

ABSTRACT

Water rocket is one of the application of learning in physic. Launcher is needed to

launch the water powered rocket. The launcher consisted of guide rail, manometer,

compressor or pump, quick release, and a trigger. There are three setting that affect launching

sequence, the first is setting of axis rotation, the second is setting of elevation angle, and the

third is setting of pressure. The launcher is made to fulfill the three setting that would affect

the launching sequence. The product of this research is hoped to help the water powered

rocket launching sequence, and to encourage student to study microcontroller.

The launcher will work automatically after the user inputs the angle and pressure.

Servo motor is used to actuate the axis rotation, the elevation is actuated by a DC motor with

a worm gear, MPX5700Ap is used as the pressure sensor, and all of the component is

controlled by ATmega32.

The result of this research is a water rocket launcher that can launch the rocket

automatically according to the data that the user inputs. According to the research, the

launching sequence yields 72.43% of success rate. The minimal angle for the axis to rotate

is 10o and yields 89.46% of success rate for it to rotate to the desired angle. The minimal

angle for the elevation to rotate is 10o and yields 95.01% of success rate for it to rotate to the

desired elevation angle. The minimal pressure to launch the rocket is at 25-60 psi with a

success rate of 96.18% in reading the pressure by the sensor.

Key word: water rocket, automatic launcher, ATmega32, MPX5700 Ap.


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat, rahmat, cinta kasih dan

penyertaan-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan proses pengerjaan

dan penyusunan naskah tugas akhir yang berjudul “Peluncur Roket Air Otomatis”.

Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana

Teknik (S.T.) program studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma. Penulis menyadari

bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan berbagai

pihak. Oleh Karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih

kepada:

1. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math. Sc., Ph.D, selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

2. Bapak Martanto, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas akhir yang dengan

sabar selalu mendukung, memotivasi, membimbing dan memberikan masukan

kepada penulis selama proses penyusunan tugas akhir ini.

3. Bapak Ir. Tjendro M.Kom, dan bapak Djoko Untoro, S.Si., M.T. selaku Dosen

Penguji yang telah memberi kritik dan masukan yang sangat membangun untuk tugas

akhir ini.

4. Bapak/Ibu dosen yang telah mengajarkan banyak hal selama penulis menempuh

pendidikan di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi,

Universitas Sanata Dharma.

5. Keluarga tercinta Yulianus Wakijan dan Yovita Sri Surantini, adik Maria Tamariska

serta para saudara yang selalu memberikan doa, kasih sayang, motivasi serta

dukungan secara materi maupun non-materi sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir ini dengan baik.

6. Emerentio Renola yang selalu memberikan doa, motivasi, dukungan, kritik dan saran

serta perhatian kepada penulis selama proses penelitian hingga penyusunan naskah

tugas akhir ini.

7. Teman teman satu perjuangan Santo, Leo, Agas, Fajar, Nana, Manda, Fendish,

Tegar, Jhony dan yos.

8. Para sahabat teknik Elektro angkatan 2013. Terimakasih atas kebersamaan selama

ini serta motivasi yang diberikan kepada penulis.


xi

9. Serta kepada semua pihak yang telah banyak membantu penulis dalam

menyelesaikan naskah tugas akhir ini, namun tidak dapat penulis sebutkan satu

persatu.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan dalam penulisan

tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang

membangun dari semua pihak. Akhir kata, penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak terutama di bidang ilmu Teknik Elektro.


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ................................................................... i

HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) ....................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ...................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN .................................................................................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ..................... vii

INTISARI ..................................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR .................................................................................................. x

DAFTAR ISI ................................................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xx

DAFTAR PERSAMAAN ............................................................................................. xxii

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................... xxiii

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat ........................................................................................ 2

1.3 Batasan Masalah ............................................................................................. 2

1.4 Metodologi Penelitian ..................................................................................... 3

BAB II. DASAR TEORI ............................................................................................. 5

2.1 Launcher (peluncur) ........................................................................................ 5

2.1.1. Guide Rail .............................................................................................. 5

2.1.2. Manometer ............................................................................................. 5

2.1.3. Quick Release ......................................................................................... 6

2.1.4. Trigger ................................................................................................... 6

2.1.5. Pompa atau Kompresor .......................................................................... 6

2.2 Torsi atau Momen Gaya ................................................................................. 7

2.3 Mikrokontroler AVR Atmega32 ..................................................................... 7

2.3.1 Arsitektur AVR ATmega32 .................................................................... 8


xiii

2.3.2 Deskripsi Mikrokontroler ATmega32 ..................................................... 8

2.3.3 Organisasi Memori AVR ATmega32 ........................................................... 9

2.3.4 Interupsi ................................................................................................ 10

2.3.5 Timer/Counter ........................................................................................ 10

2.3.6 Komunikasi Serial USART .................................................................... 13

2.4 Motor Servo ................................................................................................... 18

2.5 Motor DC ....................................................................................................... 19

2.6 Worm Gear (Roda Gigi Cacing) ..................................................................... 20

2.7 Liquid Crystal Display ....................................................................................... 22

2.8 Pushbutton ......................................................................................................... 23

2.9 Keypad ............................................................................................................... 25

2.10 Regulator IC 78xxx dan Transistor Penguat Arus ............................................ 26

2.11 Transistor sebagai Saklar ................................................................................ 28

2.12 Relay .................................................................................................................. 29

2.13 Solenoid Valve ................................................................................................... 29

2.14 Sensor mpx5700ap ......................................................................................... 31

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN .................................................................... 32

3.1 Proses Kerja dan Mekanisme Peluncur Roket Air ............................................ 32

3.2 Perancangan Mekanik Peluncur Roket Air ...................................................... 33

3.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) ...................................................... 36

3.3.1. Minimum system ATmega32, LCD 20x4 dan Keypad dan Pushbutton ...... 36

3.3.1.1. Minimum system ATmega32 .............................................................. 36

3.3.1.2. Rangkaian Konfigurasi LCD 20x4 ..................................................... 37

3.3.1.3. Rangkaian keypad dan pushbutton....................................................... 38

3.3.2. Rangkaian sistem peluncur ....................................................................... 41

3.3.2.1. Perhitungan torsi motor servo dan motor stepper ............................... 41

3.3.2.2. Mekanisme Lengan Peluncur ............................................................. 43

3.3.2.3. Rangkaian motor servo ...................................................................... 43

3.3.2.4. Rangkaian motor stepper ................................................................... 44

3.3.2.5. Rangkaian sensor tekanan .................................................................. 45

3.3.2.6. Rangkaian Transistor sebagai saklar ................................................... 46

3.3.2.7. Rangkaian Regulator ic 7805/7812 dan Penguat Arus ........................ 47

3.3.2.8. Mekanisme Trigger ............................................................................ 48


xiv

3.4 Perancangan Perangkat Lunak (Software) ....................................................... 48

3.4.1. Diagram alir kontroler ............................................................................ 49

3.4.2. Diagram alir peluncur ............................................................................. 50

BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN ....................................... 54

4.1 Implementasi Peluncur Roket Air Otomatis ..................................................... 54

4.1.1. Bentuk fisik dan konsep kerja kotak kontroler ........................................ 55

4.1.2. Bentuk fisik dan konsep kerja peluncur .................................................. 59

4.1.3. Bentuk fisik dan deskripsi roket. ............................................................. 63

4.1.4. Cara Penggunaan Alat ............................................................................ 63

4.2 Pengujian dan Analisis Alat ............................................................................. 64

4.2.1. Pengujian Sudut Putar ............................................................................ 64

4.2.2. Pengujian Sudut Elevasi ......................................................................... 70

4.2.3. Pengujian Sensor Tekanan ...................................................................... 75

4.2.4. Pengujian pengiriman data ...................................................................... 76

4.2.5. Pengujian dan Analisis Hasil Sistem Secara Keseluruhan ....................... 77

4.3 Pembahasan perangkat lunak ........................................................................... 80

4.3.1. Software bagian kotak Kontroler ............................................................ 80

4.3.2. Software bagian Peluncur ....................................................................... 86

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 91

5.1 Kesimpulan ..................................................................................................... 91

5.2 Saran ............................................................................................................... 91

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 92

LAMPIRAN ................................................................................................................. 94


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Sistem yang akan dibuat. ........................................................................ 4

Gambar 2.1. Bentuk fisik Guide rail. .......................................................................... 5

Gambar 2.2. Bentuk fisik Manometer. ......................................................................... 5

Gambar 2.3. Bentuk fisik Quick release. ..................................................................... 6

Gambar 2.4. Bentuk fisik trigger. ................................................................................ 6

Gambar 2.5. Bentuk fisik pompa. ................................................................................ 6

Gambar 2.6. Vektor sudut. .......................................................................................... 7

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega32 [5] ...................................... 8

Gambar 2.8. Mode Phase Correct PWM [5]................................................................ 12

Gambar 2.9. Mode fast pwm. ...................................................................................... 12

Gambar 2.10. Register UDR [5] .................................................................................. 14

Gambar 2.11. Register UCSRA [5] ............................................................................. 14

Gambar 2.12. Register UCSRB [5] ............................................................................. 15

Gambar 2.13. Register UCSRC [5] ............................................................................. 16

Gambar 2.14. Model Fisik Motor Servo. [8] ................................................................ 18

Gambar 2.15. Cara Pengontrolan Motor Servo [8] ....................................................... 19

Gambar 2.16. Prinsip kerja penggerak motor ............................................................... 20

Gambar 2.17. Motor DC [21] ...................................................................................... 20

Gambar 2.18. Bentuk fisik Roda gigi cacing (Worm Gear) [19] .................................. 21

Gambar 2.19. Bentuk fisik LCD 20 x 4. ...................................................................... 22

Gambar 2.20. Bentuk fisik pushbutton ........................................................................ 24

Gambar 2.21. Contoh rangkaian switch/pushbutton pull-up. ........................................ 24

Gambar 2.22. Contoh rangkaian switch/pushbutton pull-down. ................................... 24

Gambar 2.23. Rangkaian anti-bouncing pushbutton .................................................... 25

Gambar 2.24. Bentuk fisik keypad............................................................................... 26

Gambar 2.25. Rangkaian Umum Regulator 78xx [13] ................................................. 27

Gambar 2.26. Rangkaian Catu Daya Dengan Penguat ................................................. 27

Gambar 2.27. Contoh Rangkaian Transistor Sebagai Saklar [15] ................................. 28


xvi

Gambar 2.28. Bentuk Fisik Relay. [9] ......................................................................... 29

Gambar 2.29. Bentuk fisik solenoid valve. [16] ........................................................... 30

Gambar 2.30. Bagian Solenoid Valve [17] ................................................................... 30

Gambar 2.31. Bentuk fisik Sensor MPX5700AP. [18] ................................................. 31

Gambar 2.32. Perbandingan tegangan dengan tekanan mpx5700ap. [18] ..................... 31

Gambar 3.1. Diagram blok sistem. .............................................................................. 33

Gambar 3.2. Peluncur tampak samping. ...................................................................... 34

Gambar 3.3. Peluncur tampak atas. ............................................................................. 34

Gambar 3.4. Kontroler tampak atas. ............................................................................ 35

Gambar 3.5. Kontroler tampak samping. ..................................................................... 35

Gambar 3.6. Rangkaian Osilator ATmega32 [5] .......................................................... 36

Gambar 3.7. Rangkaian Reset ATmega32 [5] ............................................................. 37

Gambar 3.8. Rangkaian LCD. ..................................................................................... 37

Gambar 3.9. Rangkaian pushbutton. ............................................................................ 39

Gambar 3.10. Rangkaian keypad. ................................................................................ 40

Gambar 3.11. Peletakan posisi motor servo dan stepper. ............................................. 41

Gambar 3.12. Konfigurasi Worm Gear ........................................................................ 43

Gambar 3.13. Rangkaian pin untuk motor servo. ......................................................... 44

Gambar 3.14. Gambar rangkaian motor Stepper dan driver. ........................................ 45

Gambar 3.15. Tata letak komponen peluncur. ............................................................. 45

Gambar 3.16. Rangkaian sensor tekanan. .................................................................... 46

Gambar 3.17. Rangkaian Transistor Sebagai Saklar dan Relay .................................... 47

Gambar 3.18. Rangkaian Regulator 7805 Dengan Penguatan Arus .............................. 48

Gambar 3.19. Mekanisme penguncian ......................................................................... 48

Gambar 3.20. Diagram alir kontroler. .......................................................................... 49

Gambar 3.21. Diagram alir peluncur. .......................................................................... 51

Gambar 3.22. Diagram alir subrutin peluncuran. ......................................................... 52

Gambar 3.23. Diagram alir subrutin pemompaan. ....................................................... 53

Gambar 4.1. Hasil perancangan peluncur roket air. ..................................................... 54

Gambar 4.2. Kotak kontroler. ...................................................................................... 55


xvii

Gambar 4.3. Tombol power dan Tombol reset. ............................................................ 56

Gambar 4.4. Sambungan kabel. ................................................................................... 56

Gambar 4.5. Kotak kontroler bagian dalam. ................................................................ 57

Gambar 4.6. Rangkaian lcd dengan i2c ....................................................................... 57

Gambar 4.7. Rangkaian minimum sistem ATmega32. ................................................. 58

Gambar 4.8. Rangkaian pushbutton ............................................................................... 58

Gambar 4.9. Bagian peluncur ...................................................................................... 59

Gambar 4.10. Bagian dalam kotak elektronik .............................................................. 60

Gambar 4.11. Rangkaian relay sebagai saklar ............................................................. 60

Gambar 4.12. Pemasangan motor servo ....................................................................... 61

Gambar 4.13. Letak sensor potensio. ........................................................................... 61

Gambar 4.14. Pengunci roket ...................................................................................... 62

Gambar 4.15. Letak motor dc ...................................................................................... 62

Gambar 4.16. Bentuk roket yang digunakan. ............................................................... 63

Gambar 4.17. Grafik nilai motor servo di program. ..................................................... 65

Gambar 4.18. Motor servo yang telah dikalibrasi. ....................................................... 66

Gambar 4.19. Grafik sudut putar yang sudut awal selalu 90o ....................................... 67

Gambar 4.20. Grafik sudut putar dengan sudut awal 0o ............................................... 68

Gambar 4.21. Putaran motor servo yang tidak sesuai ................................................... 68

Gambar 4.22. Grafik perbandingan sudut elevasi tanpa roket. ..................................... 72

Gambar 4.23. Acuan penghitungan sudut .................................................................... 72

Gambar 4.24. Grafik percobaan sudut elevasi dengan roket ......................................... 73

Gambar 4.25. Grafik pembacaan sensor tekanan ......................................................... 75

Gambar 4.26. Layar LCD di kotak kontroler. .............................................................. 77

Gambar 4.27. Layar LCD di peluncur ......................................................................... 77

Gambar 4.28. Posisi siaga peluncur ............................................................................. 78

Gambar 4.29. Inisialisasi library ................................................................................. 80

Gambar 4.30. Inisialisasi i2c. ...................................................................................... 81

Gambar 4.31. Inisialisasi keypad ................................................................................. 81

Gambar 4.32. Inisialisasi input dan output ................................................................... 81


xviii

Gambar 4.33. Listing program LCD ............................................................................ 82

Gambar 4.34. Hasil listing program LCD .................................................................... 82

Gambar 4.35. Listing program memindahkan kursor ................................................... 83

Gambar 4.36. Penerapan listing program kursor .......................................................... 83

Gambar 4.37. Penerapan listing program kursor yang berpindah ................................. 83

Gambar 4.38. Listing program menghapus data. .......................................................... 84

Gambar 4.39. Penerapan listing program menghapus data ........................................... 84

Gambar 4.40. Penerapan listing program menghapus data (2) ..................................... 84

Gambar 4.41. Listing program pengecekan data .......................................................... 85

Gambar 4.42. Tampilan layar lcd data salah ................................................................ 85

Gambar 4.43. Listing program pengiriman data ........................................................... 86

Gambar 4.44. Inisialisasi library ................................................................................. 86

Gambar 4.45. Inisialisasi variabel ............................................................................... 86

Gambar 4.46. Inisialisasi input dan output ................................................................... 87

Gambar 4.47. Listing program pembacaan sensor potensio.......................................... 87

Gambar 4.48. Listing program pembacaan sensor potensio.......................................... 88

Gambar 4.49. Listing program sensor tekanan ............................................................. 88

Gambar 4.50. Listing program menggerakkan motor servo.......................................... 89

Gambar 4.51. Listing program menggerakkan sudut elevasi ........................................ 89

Gambar 4.52. Listing program penerimaan data dari kontroler .................................... 90

Gambar L4.1. Posisi siaga peluncur. ........................................................................... L4-1

Gambar L4.2. Sudut elevasi 70 derajat. ....................................................................... L4-1

Gambar L4.3. Posisi sudut elevasi 60 derajat. ............................................................. L4-1

Gambar L4.4. Posisi sudut elevasi 30 derajat. ............................................................. L4-2

Gambar L4.5. Posisi sudut putar 180 derajat. .............................................................. L4-2

Gambar L4.6. Posisi sudut putar 90 derajat. ................................................................ L4-2

Gambar L4.6. Posisi sudut putar 0 derajat. .................................................................. L4-3

Gambar L4.7. Proses ujicoba. ...................................................................................... L4-3

Gambar L4.8. Proses ujicoba. (2) ................................................................................ L4-3

Gambar L5.1. Catu kotak elektrik. .............................................................................. L5-1


xix

Gambar L5.2. Catu kompresor. ................................................................................... L5-1

Gambar L5.3. Power kotak kontroler. ......................................................................... L5-1

Gambar L5.4. Power peluncur. .................................................................................... L5-1

Gambar L5.5. Pengunci roket. ..................................................................................... L5-1

Gambar L5.6. Kotak kontroler. ................................................................................... L5-2


xx

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Hubungan PIN dan Interupsi ...................................................................... 10

Tabel 2.2. Penentuan Ukuran Karakter. [5] ................................................................. 16

Tabel 2.3. Karakteristik DC ATMega32. [5] ............................................................... 17

Tabel 2.4. Mode operasi Kristal osilator ...................................................................... 18

Tabel 2.5. External RC Oscillator, Typical Frequencies (VCC = 5V) ......................... 18

Tabel 2.6. Operasi dasar LCD 20 x 4 [9] ..................................................................... 22

Tabel 2.7. Konfigurasi pin LCD 20 x 4 [9] .................................................................. 23

Tabel 2.8. Konfigurasi setting LCD 20 x 4 [9]............................................................. 23

Tabel 2.9. Heksadesimal keypad ................................................................................. 26

Tabel 2.10. Karakteristik Regulator Tegangan ic 78xx [13] ......................................... 27

Tabel 2.11. Pin sensor MPX5700ap. [18] .................................................................... 31

Tabel 3.1. Sambungan pin LCD ke ATMega32 ........................................................... 38

Tabel 3.2. Sambungan rangkaian pushbutton dengan ATMega32 ............................... 39

Tabel 3.3. Sambungan pin Keypad dengan ATMega32 ............................................... 40

Tabel 3.4. Keterangan keypad. .................................................................................... 40

Tabel 3.5. Perhitungan Torsi Motor Servo dan Motor Stepper. .................................... 42

Tabel 3.6. Sambungan pin motor servo dengan ATMega32......................................... 44

Tabel 3.7. Sambungan pin ic ULN ke ATMega32. ...................................................... 45

Tabel 3.8. Sambungan pin MPX5700AP dengan ATMega32. ..................................... 46

Tabel 4.1. Nilai sudut servo di program. ...................................................................... 65

Tabel 4.2. Data sudut putar yang sudut awal selalu 90o. .............................................. 66

Tabel 4.3. (Lanjutan) Data sudut putar yang sudut awal selalu 90o. ............................... 67

Tabel 4.4. Data sudut putar sudut awal 0o. ................................................................... 67

Tabel 4.5. (lanjutan) Data sudut putar sudut awal 0o. ................................................... 68

Tabel 4.6 Percobaan pergerakan sudut putar. ............................................................... 69

Tabel 4.7. Nilai ADC sensor potensio. ........................................................................ 70

Tabel 4.8. (Lanjutan) Nilai ADC sensor potensio. ....................................................... 71

Tabel 4.9. Data sudut elevasi tanpa roket. .................................................................... 71

Tabel 4.10. Data sudut elevasi menggunakan roket. .................................................... 73

Tabel 4.11 Ujicoba pergerakan sudut elevasi ............................................................... 74


xxi

Tabel 4.12. Data pembacaan sensor tekanan. ............................................................... 75

Tabel 4.13. Proses pengisian tekanan. ......................................................................... 76

Tabel 4.14. Ujicoba sistem tanpa air. ........................................................................... 78

Tabel 4.15. Ujicoba sistem dengan air. ........................................................................ 79


xxii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan (2.1) .......................................................................................................... 7

Persamaan (2.2) .......................................................................................................... 9

Persamaan (2.3) .......................................................................................................... 11

Persamaan (2.4) .......................................................................................................... 11

Persamaan (2.5) .......................................................................................................... 11

Persamaan (2.6) .......................................................................................................... 25

Persamaan (2.7) .......................................................................................................... 28

Persamaan (2.8) .......................................................................................................... 28

Persamaan (2.9) .......................................................................................................... 28

Persamaan (2.10) ........................................................................................................ 28

Persamaan (2.11) ........................................................................................................ 28

Persamaan (2.12) ........................................................................................................ 28

Persamaan (2.13) ........................................................................................................ 28

Persamaan (2.14) ........................................................................................................ 28

Persamaan (2.15) ........................................................................................................ 29

Persamaan (2.16) ........................................................................................................ 29


xxiii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Rangkaian keseluruhan ............................................................................... L1

Lampiran Program ...................................................................................................... L2

Lampiran data Percobaan ............................................................................................ L3

Lampiran Foto ........................................................................................................... L4

Lampiran Cara Penggunaan ........................................................................................ L5

Lampiran Datasheet .................................................................................................... L6


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Fisika merupakan mata pelajaran yang sulit untuk dipahami siswa. Bukan hal yang

mudah bagi siswa untuk memahami percobaan, rumus beserta penyelesaiannya, grafik, dan

penjelasan teori pada waktu yang bersamaan. (Ornek, Robinson, Haugen, 2008: 30). Banyak

permainan yang prinsip kerjanya menggunakan hukum-hukum Fisika, salah satunya adalah

roket air. Prinsip kerja roket air ini sama dengan prinsip kerja roket dalam Fisika, hanya saja

roket air menggunakan air sebagai bahan bakar yang dibuang. Udara dipompakan ke dalam

botol (roket) yang berisi air sehingga tekanan udara di dalam botol lebih tinggi daripada di

luar botol. [1]

Pada beberapa daerah, roket air sering dijadikan sebagai perlombaan. Perlombaan

roket air ini sangat diminati peserta yang nota bene adalah siswa SD sampai dengan SMA.

Dalam perlombaan roket air ada beberapa kategori, salah satunya adalah kategori jarak

terjauh. Roket air yang mencapai jarak terjauh akan menjuarai perlombaan. Dalam

peluncuran roket perlu diperhatikan beberapa hal, antara lain: sudut elevasi roket, tekanan

yang diberikan pada roket, volume air yang dimasukkan ke dalam roket, dan arah angin di

tempat peluncuran roket. Dalam peluncuran roket air dibutuhkan sebuah alat yang

dinamakan launcher. Pada dasarnya launcher adalah satu unit gabungan yang terdiri dari

guide rail, manometer, kompresor atau pompa, quick release, dan trigger. [1] Permasalahan

utama kompetisi roket air tidak terlalu berkembang di Indonesia adalah ketiadaan alat

peluncur roket air yang merupakan sarana berlatih bagi peserta yang akan mengikuti

kompetisi. Peluncur roket air dijual di luar negeri dengan harga yang bervariasi. [2]

Dalam proses peluncuran inilah terkadang menjadi kendala bagi pengguna. Menjadi

kendala karena cukup sulit dalam mengatur sudut putar dan sudut luncur yang masih

dilakukan secara manual, sehingga terkadang keakuratan sudut menjadi berkurang. Selain

itu proses pemompaan juga masih menggunakan peralatan manual walaupun terkadang juga

ada yang telah menggunakan kompresor. Pemompaan ini bertujuan untuk mengisi botol

dengan tekanan yang diinginkan. Tekanan yang diinginkan diketahui dari alat yang bernama

manometer. Manometer ini sistemnya analog sehingga harus selalu memperhatikannya agar

tekanan yang diinginkan tidak terlewat.


2

Melihat permasalah di atas, maka penulis mendapat ide untuk membuat sebuah alat

yang mampu membantu dan memudahkan peluncuran roket air. Di luar negeri sebenarnya

sudah dibuat peluncur roket air otomatis. Peluncur ini diberi nama “An Autonomous Water

Rocket Launcher” [3]. Kelebihan dari peluncur ini adalah mampu menentukan tekanan dan

jumlah air sesuai dengan masukan pengguna secara otomatis. Selain itu juga dapat

meluncurkan roket secara otomatis. Namun alat ini masih mempunyai kekurangan,

kekurangan tersebut adalah peluncur tersebut hanya mampu menembakkan roket ke arah

atas (90derajat).

Penulis ingin membuat alat yang lebih baik dari “An Autonomous Water Rocket

Launcher”. Alat yang akan di buat bernama “Peluncur Roket Air Otomatis”. Alat yang akan

dibuat ini bila dijelaskan secara singkat bertujuan untuk mengambil alih proses peluncuran.

Proses pengaturan sudut putar, sudut luncur, tekanan yang diinginkan, dan peluncuran akan

di buat otomatis. Nantinya pengguna hanya memasukkan angka-angka yang diinginkan

untuk peluncuran. Sistem akan diawali dengan penggunan memasukkan derajat sudut putar,

derajat sudut luncur dan tekanan yang diinginkan, lalu dari variabel tersebut sistem akan

menggerakan penggerak sudut putar dan sudut luncur sesuai dengan masukan. Setelah itu

sistem akan mulai mengisi tekanan udara menggunakan kompresor otomatis sampai tekanan

yang telah ditentukan. Jika semua variabel yang diinginkan telah sesuai maka sistem akan

meluncurkan roket secara otomatis.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Skripsi ini bertujuan untuk membuat alat peluncur roket air otomatis berbasis

mikrokontroler.

Manfaat yang diharapkan dari penulisan skripsi ini:

1. Membantu masyarakat dan kalangan pelajar dalam mencoba peluncuran roket air.

2. Menjadi bahan referensi pelajar dalam mempelajari pengaplikasian mikrokontroler

sehingga mereka tertarik dengan mikrokontroler.

1.3. Batasan Masalah

Agar tugas akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang

sesuai dengan judul dari tugas akhir ini. Adapun batasan masalah adalah:


3

1. Alat yang akan dibuat berupa peluncur roket air dengan pengaturan sudut putar, sudut

elevasi dan tekanan angin.

2. Batas sudut putar 0 – 180 derajat, dan sudut elevasi 30 – 90 derajat.

3. Batas tekanan udara 0-60 psi.

4. Sensor tekanan menggunakan mpx 5700ap.

5. Menggunakan mikrokontroler keluarga AVR ATmega 32.

6. Masukan berupa keypad dan pushbutton.

7. Ditampilkan di Liquid Crystal Display (LCD)

8. Sudut putar digerakkan motor servo dan sudut elevasi digerakan menggunakan motor

stepper.

9. Roket akan meluncur otomatis jika semua variabel terpenuhi.

10. Roket yang dapat diluncurkan terbatas pada roket yang menggunakan nozzel dan

berukuran maksimal panjang 40cm dan diameter tabung 10cm.

11. Alat hanya fokus pada peluncur.

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah:

1. Studi litelatur

Dengan cara mendapatkan data dengan membaca buku-buku dan jurnal-jurnal yang

berkaitan dengan permasalahan yang dibahas dalam tugas akhir ini. Mempelajari dasar dasar

teori tentang pemrograman dangan code vision AVR, ATmega32, sensor mpx 5700ap.

2. Perancangan subsistem hardware dan software.

Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan

dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan

yang telah ditentukan. Gambar 1.1 memperlihatkan blok model yang akan dirancang. Sesuai

dengan gambar 1.1 alat akan dibuat dengan komunikasi serial dua arah antar mikrokontroler.

Pada tahap perancangan software akan dirancang program yang akan dibuat dengan

membuat flowchart. Rancangan program digunakan untuk memprogram mikrokontroler

ATmega 32.


4

Gambar 1.1. Sistem yang akan dibuat.

3. Pembuatan Hardware dan Software.

Dalam pembuatan peluncur roket air ini dimulai dengan merancang lalu membuat alat

sesuai dengan desain peluncur roket yang telah dirancang beserta program-program yang

mengacu pada flowchart yang telah dibuat pada perancangan.

4. Proses pengambilan data.

Teknik pengambilan data dilakukan dengan mencari data pada masing-masing

percobaan, melihat tanggapan sistem dalam merespons masukan sudut motor stepper dan

motor servo pada peluncur roket, dan keakuratan sensor tekanan dalam mendeteksi tekanan

yang ada.

5. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan.

Analisa dan penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan melihat persentase

error alat saat sistem berjalan, dan tingkat keberhasilan peluncur roket meluncurkan roket.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Launcher (peluncur)

Peluncuran roket air membutuhkan sebuah alat yang dinamakan launcher. Sesuai

dengan namanya, launcher dalam Bahasa Inggris berarti peluncur, yaitu alat yang berfungsi

untuk meluncurkan roket air. Pada dasarnya launcher adalah satu unit gabungan yang terdiri

dari guide rail, manometer, kompresor atau pompa, quick release, dan trigger. [1]

2.1.6. Guide Rail

Bagian dari launcher ini berfungsi sebagai medan luncur roket sekaligus untuk

menentukan arah roket air sesaat sebelum meluncur. Guide rail dilengkapi dengan busur

derajat yang berfungsi untuk mengatur sudut peluncuran roket. Selain itu, guide rail juga

berfungsi sebagai penopang massa roket air. Bentuk fisik guide rail dapat dilihat pada

gambar 2.1. [1]

Gambar 2.1. Bentuk fisik Guide rail.

2.1.7. Manometer

Alat ini berfungsi untuk penunjuk besarnya tekanan udara yang dipompakan ke dalam

badan roket air. Dalam peluncuran roket, tekanan udara yang diberikan kepada body harus

disesuaikan dengan ketahanan body. Bentuk fisik manometer dapat dilihat pada gambar 2.2.

[1]

Gambar 2.2. Bentuk fisik Manometer.


6

2.1.8. Quick Release

Quick release berfungsi sebagai penahan atau penjepit nozzle yang terpasang pada

roket air pada saat sebelum meluncur. Bagian ini berhubungan dengan trigger. Bentuk fisik

quick release dapat dilihat pada gambar 2.3. [1]

Gambar 2.3. Bentuk fisik Quick release.

2.1.9. Trigger

Trigger berfungsi sebagai pemantik atau pelatuk untuk melepaskan penahan roket atau

quick release pada nozzle sehingga pada saat trigger ditarik roket air dapat meluncur. Bentuk

fisik trigger dapat dilihat pada gambar 2.4. [1]

Gambar 2.4. Bentuk fisik trigger.

2.1.10. Pompa atau Kompresor

Pompa atau kompresor berfungsi untuk memompakan udara ke dalam badan roket air.

Bentuk fisik pompa dapat dilihat pada gambar 2.5. [1]

Gambar 2.5. Bentuk fisik pompa.


7

2.2. Torsi/momen Gaya

Momen Gaya (Torsi (τ)) adalah kemampuan gaya F memutar/merotasi benda terhadap

poros diam. Sehingga semakin besar torsi (τ) maka gaya F memutar benda pun semakin

besar. [4]

Gambar 2.6. Vektor sudut.

Dari gambar 2.6. didapat rumus torsi yang dapat dilihat pada persamaan 2.1:

τ = F r cos ϴ (2.1)

keterangan:

τ = Torsi (N-m).

r = Jarak dari titik pangkal gaya sampai sumbu putar.

F = Gaya (N), F = m x g.

θ = sudut lengan. (derajat)

2.3. Mikrokontroler AVR ATmega32

AVR (Alf and Vegard’sRiscProcessor) merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit

yang diproduksi oleh Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer).

Chip AVR yang digunakan untuk tugas akhir ini adalah ATmega32. Hampir semua instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock dan mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interupsi internal dan eksternal, serial UART,

programmable Watchdog Timer, dan power saving mode. AVR juga mempunyai ADC,

PWM internal dan In-Sistem Programmable Flash on-chip yang mengijinkan memori

program untuk diprogram ulang. [5]


8

2.3.1. Arsitektur AVR ATmega32

Mikrokontroler ATmega32 memiliki arsitektur sebagai berikut:

a. Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D

b. ADC 10 bit sebanyak 8 Channel

c. Tiga buah timer/counter yaitu Timer 0, Timer 1, dan Timer 2

d. Watchdog Timer dengan osilator internal

e. SRAM sebanyak 512 byte

f. Memori Flash sebesar 32 kb

g. Sumber Interupsi internal dan eksternal

h. Port SPI (Serial Pheriperal Interface)

i. EEPROM on board sebanyak 512 byte

j. Komparator analog

k. Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)

2.3.2. Deskripsi Mikrokontroler ATmega32

Konfigurasi Pin Mikrokontroller ATmega32 dengan kemasan 40 pin DIP (dual inline

package) dapat dilihat pada Gambar 2.7. Untuk memaksimalkan performa dan paralelisme,

AVR menggunakan arsitektur Harvard (dengan memori dan bus terpisah untuk program dan

data). Ketika sebuah instruksi sedang dikerjakan maka instruksi berikutnya diambil dari

memori program. [5]

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATmega32 [5]


9

Mikrokontroler ATmega32 memiliki konfigurasi Pin sebagai berikut:

a. VCC (power supply)

b. GND (ground)

c. Port A (PA7.PA0) Port A berfungsi sebagai input analog pada ADC (analog digital

converter). Port A juga berfungsi sebagai suatu Port I/O 8 bit dua arah.

d. Port B (PB7.PB0) Port B adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit).

e. Port C (PC7.PC0) Port C adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal


f. Port D (PD7.PD0) Port D adalah suatu Port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal


g. RESET (Reset input)

h. XTAL1 (Input Oscillator)

i. XTAL2 (Output Oscillator)

j. AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk Port A dan ADC.

k. AREF adalah pin referensi analog untuk ADC.

Port A berfungsi sebagai input analog pada A/D Konverter (ADC) dan port I/O 8- bit

dua arah. Port B, Port C, Port D adalah suatu port I/O 8-bit dua arah dengan resistor internal

pull-up (yang dipilih untuk beberapa bit). Pada rangkaian reset, waktu pengosongan

kapasitor dapat dihitung dengan persamaan 2.2. [6]

T = R x C (2.2)

2.3.3. Organisasi Memori AVR ATmega32

Arsitektur AVR mempunyai dua ruang memori utama, yaitu ruang memori data dan

memori program. ATmega32 juga memiliki fitur EEPROM Memori untuk penyimpanan

data. [5]. Kode program disimpan dalam flash memory, yaitu memori jenis non-volatile yang

tidak akan hilang datanya meskipun catu daya dimatikan [6]. Dalam ATmega32 terdapat

8Kbyte On-Chip di dalam sistem Memory Flash Reprogrammable untuk penyimpanan

program. Untuk keamanan perangkat lunak, flash memori dibagi menjadi dua bagian, yaitu

boot program dan bagian aplikasi program. [5]


10

Memori data adalah memori RAM (Random Access Memory) yang digunakan untuk

keperluan program. Memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu 32 General

Purphose Register adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program

oleh ALU (Arithmatich Logic Unit). Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR

dikenal sebagai “chace memory”. I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang

difungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler

seperti pin, port, timer/counter. [5]

2.3.4. Interupsi

Interupsi adalah suatu kondisi dimana mikrokontroler akan berhenti sementara dari

program utama untuk melayani instruksi-instruksi pada interupsi kemudian kembali

mengerjakan instruksi program utama setelah instruksi-instruksi pada interupsi selesai

dikerjakan.

Tabel 2.1. Hubungan PIN dan Interupsi

Jenis interrupt PIN pada ATmega32

INT0 PORTD.2

INT1 PORTD.3

INT2 PORTB.2

ATmega32 menyediakan tiga interupsi eksternal yaitu, INT0, INT1, dan INT2.

Masing-masing interupsi tersebut terhubung dengan pin ATmega32 seperti ditunjukan pada

Tabel 2.1. Interupsi eksternal bisa dilakukan dengan memberikan logika 0 atau perubahan

logika (rissing edge dan falling edge) pada pin interupsi yang bersangkutan. [5]

2.3.5. Timer/Counter

Timer/Counter pada mikrokontroler AVR dapat digunakan untuk melakukan

pencacahan waktu seperti pada jam digital maupun untuk menghasilkan sinyal Pulse Width

Modulation (PWM) yakni sinyal kotak dengan frekuensi dan duty cycle yang nilainya bisa

diatur. ATmega32 memiliki tiga unit Timer/Counter yaitu Timer/Counter 0 (8 bit),

Timer/Counter 1 (16 bit), dan Timer/Counter 2 (8 bit). [6]


11

A. TIMER/COUNTER 0

Fitur fitur yang dimiliki:

a. Satu buah unit Compare Caunter (Unit ini akan meng-count dan meng-compare)

b. Clear timer pada saat compare match (Auto reload)

c. Phase Correct PWM yang bebas glitch

d. Frequency generator

e. External event counter

f. Prescaler clock hingga 10 bit

g. Membangkitkan interupsi saat timer overflow dan atau compare match

Perhitungan overflow interrupt sebagai pembangkit PWM ditunjukan pada persamaan (2.3),

(2.4), dan (2.5) [5]

T = 1

𝑓 (2.3)

Overflow interrupt = N x 256 x T (2.4)

OCR = 𝑝𝑢𝑙𝑠𝑒

Overflow interrupt (2.5)

Keterangan:

f = frekuensi yang digunakan untuk eksekusi program

T = periode

N = prescaller yang digunakan

OCR = nilai cacahan pulsa

Pulse = lebar pulsa

Berikut merupakan mode-mode operasi timer [6]:

a) Mode normal, timer digunakan untuk menghitung saja, membuat delay, dan

mengitung selang waktu.

b) Mode phase correct PWM (PCP), digunakan untuk menghasilkan sinyal PWM dimana

nilai register counter (TCNT0) yang mencacah naik dan turun secara terus menerus

akan selalu dibandingakan dengan register pembanding OCR0. Hasil perbandingan

register TCNT0 dan OCR0 digunakan untuk membangkitkan sinyal PWM yang

dikeluarkan pada OC0 seperti ditunjukan Gambar 2.8.


12

Gambar 2.8. Mode Phase Correct PWM [5]

c) CTC (Clear timer on compare match), register counter (TCNT0) akan mencacah naik

kemudian di-reset atau kembali menjadi 0x00 pada saat nilai TCNT0 sama dengan

OCR0. Sebelumnya OCR diset dulu, karena timer 0 dan 2 maksimumnya 255, maka

range OCR 0-255.

d) Fast PWM, mode ini hampir sama dengan mode phase correct PWM, hanya

perbedaannya adalah register counter TCNT0 mencacah naik saja dan tidak pernah

mencacah turun seperti terlihat pada Gambar 2.9.

Gambar 2.9. Mode fast pwm.


13

2.3.6. Komunikasi Serial USART

Komunikasi data adalah perpindahan data antara dua atau lebih peranti, baik yang

berjauhan maupun yang berdekatan. Perpindahan data antara dua atau lebih peranti dapat

dilaksanakan secara paralel atau seri. Komunikasi seri dapat dibedakan menjadi dua macam,

yaitu komunikasi dara seri sinkron dan komunikasi data asinkron. Dikatakan sinkron jika

sisi pengirim dan sisi penerima ditabuh (clocked) oleh penabuh (clock) yang sama, satu

sumber penabuh, data dikirim beserta penabuh. Dikatakan asinkron jika sisi pengirim dan

sisi penerima ditabuh oleh penabuh yang terpisah dengan frekuensi yang hampir sama, data

dikirim disertai informasi sinkronisasi [5].

Pada proses inisialisasi ini setiap perangkat yang terhubung harus memiliki

baudrate yang sama. Beberapa fasilitas yang disediakan USART AVR adalah sebagai

berikut:

a) Operasi full duplex (mempunyai register receive dan transmit yang terpisah)

b) Mendukung kecepatan multiprosesor

c) Mode kecepatan berorde Mbps

d) Operasi asinkron atau sinkron

e) Operasi master atau slave clock sinkron

f) Dapat menghasilkan baud-rate (laju data) dengan resolusi tinggi

g) Modus komunikasi kecepatan ganda pada asinkron

A. Inisialisasi USART

Pada mikrokontroler AVR untuk mengaktifkan dan mengeset komunikasi USART

dilakukan dengan cara mengaktifkan register-register yang digunakan untuk komunikasi

USART. Register-register yang digunakan untuk komunikasi USART antara lain:

A. USART I/O Data Register (UDR)

UDR merupakan register 8bit yang terdiri dari dua buah dengan alamat yang sama,

yang digunakan sebagai tempat untuk menyimpan data yang akan dikirimkan (TXB) atau

tempat data diterima (RXB) sebelum data tersebut dibaca. Register UDR dapat dilihat pada

gambar 2.10. [5].


14

Gambar 2.10. Register UDR [5]

B. USART Control and Status Register A (UCSRA)

Gambar 2.11. Register UCSRA [5]

Penjelasan bit penyusun Gambar 2.11. Register UCSRA [5]:

a) RXC (USART Receive Complete)

Bit ini akan set ketika data yang masuk ke dalam UDR belum dibaca dan akan

berlogika nol ketika sudah dibaca. Flag ini dapat digunakan untuk membangkitkan interupsi

RX jika diaktifkan dan akan berlogika nol secara otomatis bersamaan dengan eksekusi

vektor interupsi yang bersangkutan.

b) TXC (USART Transmit Complete)

Bit ini akan set ketika data yang dikirim telah keluar. Flag ini akan membangkitkan

interupsi TX jika diaktifkan dan akan clear secara otomatis bersamaan dengan eksekusi

vektor interupsi yang bersangkutan.

c) UDRE (USART Data Register Empty)

Flag ini sebagai indikator isi UDR. Jika bernilai satu maka UDR dalam keadaan

kosong dan siap menerima data berikutnya, jika flag bernilai nol berarti sebaliknya.

d) FE (Frame Error)

Bit ini sebagai indikator ketika data yang diterima error, misalnya ketika stop bit

pertama data dibaca berlogika nol maka bit FE bernilai satu. Bit akan bernilai 0 ketika stop

bit data yang diterima berlogika nol.

e) DOR (Data OverRun)

Bit ini berfungsi untuk mendeteksi jika ada data yang tumpang tindih. Flag akan

bernilai satu ketika terjadi tumpang tindih data.


15

f) PE (Parity Error)

Bit yang menentukan apakah terjadi kesalahan paritas. Bit ini berfungsi jika ada

kesalahan paritas. Bit akan berlogika satu ketika terjadi bit parity error apabila bit paritas

digunakan.

g) U2X (Double the USART Transmission Speed)

Bit yang berfungsi untuk menggandakan laju data manjadi dua kalinya. Hanya berlaku

untuk modus asinkron, untuk mode sinkron bit ini diset nol.

h) MPCM (Multi Processor Communication Mode)

Bit untuk mengaktifkan modus multi prosesor, dimana ketika data yang diterima oleh

USART tidak mengandung informasi alamat akan diabaikan.

C. USART Control and Status Register B (UCSRB)

Gambar 2.12. Register UCSRB [5]

Penjelasan bit penyusun Gambar 2.12. Register UCSRB [5]:

a) RXCIE (RX Complete Interrupt Enable)

Bit pengatur aktivasi interupsi penerimaan data serial, akan berlogika satu jika diaktifkan

dan berlogika nol jika tidak diaktifkan.

b) TXCIE (TX Complete Interrupt Enable)

Bit pengatur aktivasi pengiriman data serial, akan berlogika satu jika diaktifkan dan

berlogika nol jika tidak diaktifkan.

c) UDRIE (USART Data Register Empty Interrupt Enable)

Bit ini berfungsi untuk mengaktifkan interupsi data register kosong, berlogika satu jika

diaktifkan dan sebaliknya.

d) RXEN (Receiver Enable)

Bit ini berfungsi untuk mengaktifkan pin RX saluran USART. Ketika pin diaktifkan maka

pin tersebut tidak dapat digunakan untuk fungsi pin I/O karena sudah digunakan sebagai

saluran penerima USART.


16

e) TXEN (Transmitter Enable)

Bit ini berfungsi untuk mengaktifkan pin TX saluran USART. Ketika pin diaktifkan maka

pin tersebut tidak dapat digunakan untuk fungsi pin I/O karena sudah digunakan sebagai

saluran pengirim USART.

f) UCSZ2 (Character Size)

Bit ini bersama dengan UCSZ1 dan UCSZ0 dalam register UCSRC digunakan untuk

memilih tipe lebar data bit yang digunakan. Penentuan ukuran karakter dapat dilihat pada

tabel 2.2.

Tabel 2.2. Penentuan Ukuran Karakter. [5]

UCSZ[2..0] Ukuran Karakter dalam bit

0 5

1 6

10 7

11 8

100-110 Tidak dipergunakan

111 9

g) RXB8 (Receive Data Bit 8)

Bit ini digunakan sebagai bit ke-8 ketika menggunakan format data 9-10 bit, dan bit ini harus

dibaca dahulu sebelum membaca UDR.

h) TXB8 (Transmit Data Bit 8)

Bit ini digunakan sebagai bit ke-8 ketika menggunakan format data 9-10 bit, dan bit ini harus

ditulis dahulu sebelum membaca UDR.

D. USART Control and Status Register C (UCSRC)

Gambar 2.13. Register UCSRC [5]

Penjelasan bit penyusun Gambar 2.13. Register UCSRC [5]:

a) URSEL (Register Select)

Bit ini berfungsi untuk memilih register UCSRC dengan UBBRH, dimana untuk menulis

atau membaca register UCSRC maka bit harus berlogika satu.


17

b) UMSEL (USART Mode Select)

Bit pemilih mode komunikasi serial antara sinkron dan asinkron.

c) UPM [1…0] (Parity Mode)

Bit ini berfungsi untuk memilih mode paritas bit yang akan digunakan. Transmittter USART

akan membuat paritas yang akan digunakan secara otomatis.

d) USBS (Stop Bit Select)

Bit yang berfungsi untuk memilih jumlah stop bit yang akan digunakan.

e) UCSZ1 dan UCSZ0

Merupakan bit pengatur jumlah karakter serial Bit yang berfungsi untuk memilih lebar data

yang digunakan dikombinasikan dengan bit UCSZ2 dalam register UCSRB.

f) UCPOL (Clock Parity)

Bit yang berguna hanya untuk modus sinkron. Bit in berhubungan dengan perubahan data

keluaran dan sampel masukkan, dan clock sinkron (XCK).

ATMega32 memiliki nilai-nilai komponen tersendiri sesuai dengan kapasitasnya.

Karakteristik nilai komponen DC dapat dilihat pada tabel 2.3. [5]

Tabel 2.3. Karakteristik DC ATmega32. [5]

Dalam koneksi Kristal osilator terdapat nilai kapasitor, nilai kapasitor itu sendiri dapat dilihat

dari tabel 2.4. dan eksternal osilator pada tabel 2.5.


18

Tabel 2.4. Mode operasi Kristal osilator

Tabel 2.5. External RC Oscillator, Typical Frequencies (VCC = 5V)

2.4. Motor Servo

Motor servo merupakan motor DC yang sudah dilengkapi dengan sistem kontrol

didalamnya. Pada aplikasinya, motor servo sering digunakan sebagai kontrol loop tertutup,

sehingga dapat menangani perubahan posisi secara tepat dan akurat [7].

Gambar 2.14. Model Fisik Motor Servo. [8]

Bentuk fisik motor servo dapat dilihat pada gambar 2.14. sistem pengkabelan motor

servo terdiri dari tiga bagian, yaitu Vcc, Gnd, dan kontrol Pulse Width Modulation (PWM).

Penggunaan PWM pada motor servo berbeda dengan penggunaan PWM pada motor DC.

Pada motor servo, pemberian nilai PWM akan membuat motor servo bergerak pada posisi

tertentu lalu berhenti (kontrol posisi) [7].

Motor servo terdiri dari dua macam, yaitu motor servo standar dan motor servo

continuous. Motor servo standar yaitu motor servo yang hanya bergerak mulai dari 0o sampai

dengan 180o, sedangkan motor servo continuous merupakan motor servo yang dapat


19

berputar 360o sehingga memungkinkan untuk bergerak rotasi seperti pada motor DC pada

umumnya.

Gambar 2.15. Cara Pengontrolan Motor Servo [8]

Prinsip utama pengontrolan motor servo yaitu dengan memberikan nilai PWM pada

kontrolnya. Perubahan duty cycle akan menentukan perubahan posisi dari motor servo.

Motor servo memiliki frekuensi sebesar 50 Hz sehingga pulsa yang dihasilkan yaitu setiap

20 ms. Lebar pulsa akan menentukan posisi motor servo yang dikehendaki seperti contoh

pada gambar 2.15. yaitu jika ingin menggerakan servo pada sudut 180o, maka lebar pulsa

yang diperlukan yaitu 1ms. Artinya yaitu dengan memberikan pulsa high selama 1ms dan

kemudian diberikan pulsa low selama 19ms [7].

2.5. Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber

tenaganya. Prinsip kerja motor DC berdasarkan pada penghantar yang membawa arus

ditempatkan dalam suatu medan magnet. Penghantar akan mengalami gaya yang akan dialiri

pada sebuah kawat berarus yang dihubungkan pada kutub magnet utara dan selatan. Arah

gaya dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kiri. Konduktor dibentuk

menjadi sebuah loop sehingga ada dua bagian konduktor yang berada di dalam medan

magnet pada saat yang sama, seperti pada Gambar 2.16. .Konfigurasi konduktor seperti ini

akan menghasilkan distorsi pada medan magnet utama dan menghasilkan gaya dorong pada

masing-masing konduktor. Pada saat konduktor ditempatkan pada motor, gaya dorong yang

timbul akan menyebabkan motor berputar searah jarum jam[21].


20

Gambar 2.16. Prinsip kerja penggerak motor

Arah aliran arus listrik dalam konduktor ditunjukkan dengan tanda ‘x’ atau ‘.’ . Tanda

‘x’ menunjukkan arah arus listrik mengalir menjauhi pembaca gambar, tanda ‘.’

Menunjukkan arah arus mengalir mendekati pembaca gambar, contoh motor dc dapat dilihat

pada gambar 2.17.

Gambar 2.17. Motor DC [21]

2.6. Worm Gear (Roda gigi Cacing)

Roda gigi cacing (Worm Gear) adalah jenis roda gigi yang terdiri dari 1 atau lebih gigi

dengan bentuk menyerupai sekrup. Biasanya dibuat bersama dengan pasangannya, pasangan

roda gigi cacing sering disebut pinion/poros cacing. Kerugian dari pasangan roda gigi cacing

adalah rendahnya efisiensi karena perbandingan rasio yang cukup besar. [19]

Roda gigi cacing termasuk kedalam jenis helical gear, namun memiliki sudut yang

agak besar (hampir 90 derajat) dan ukurannya biasanya cukup panjang dalam arah aksial dan


21

oleh karena itu bentuknya menyerupai sekrup. Perbedaan antara roda gigi cacing dan roda

gigi heliks adalah roda gigi cacing dibuat sekurang-kurangnya satu gigi berlangsung selama

satu putaran penuh mengelilingi heliks. Sebuah roda gigi cacing memungkinkan untuk

memiliki satu gigi saja. Pada roda gigi cacing terlihat seperti memiliki banyak gigi, namun

sebenarnya hanya satu satu gigi saja namun mengelilingi poros tersebut seperti ulir. Gambar

Roda gigi cacing (Worm Gear) dapat dilihat pada gambar 2.18. [19]

Gambar 2.18. Bentuk fisik Roda gigi cacing (Worm Gear) [19]

Dalam pasangan roda gigi cacing, pergerakan hanya mungkin dilakukan oleh poros

cacing saja. Di sini roda gigi tidak mungkin untuk memutar poros cacing. Terutama jika

sudut lead-nya kecil, roda gigi mungkin hanya mengunci terhadap poros cacing, karena

komponen gaya keliling ke cacing tidak cukup untuk mengatasi gesekan. Pasangan roda gigi

cacing yang melakukan penguncian diri disebut self locking, yang merupakan sebuah

keuntungan dari penggunaan pasangan roda gigi ini, misalnya ketika diinginkan untuk

mengatur posisi suatu mekanisme dengan memutar poros cacing dan kemudian memiliki

mekanisme menahan posisi tersebut. [19]

Macam-macam roda gigi cacing:

a. Non Throated Worm Gear → helical gear tanpa ada cekungan pada pasangan kedua

roda gigi.

b. Single Throated Worm Gear → cekungan terdapat hanya pada roda gigi.

c. Double Throated Worm Gear → cekungan terdapat pada roda gigi cacing dan poros

cacing.

Secara umum, worm gear berfungsi untuk mengurangi kecepatan (memperhalus

gerakan). Efisiensi worm gear tergantung pada lead angle, kecepatan putaran, pelumasan,

kualitas permukaan, dan prosedur pemasangan/perakitan. [19]


http://1.bp.blogspot.com/_uRRZz2bDHxs/TCLhVlKCR5I/AAAAAAAAAGU/djp64Kc3gTg/s1600/images.jpg

22

2.7. Liquid Crystal Display (LCD) 20 x 4

LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang sekarang ini banyak digunakan.

Kontruksi LCD yaitu memanfaatkan silikon atau galium dalam bentuk kristal cair sebagai

pemendar cahaya. Bentuk fisik LCD 20 x 4 dapat dilihat pada gambar 2.19. Kelebihan LCD

20x4 yaitu [9]:

a. Dapat menampilkan karakter ASCII, sehingga dapat memudahkan untuk membuat

program tampilan.

b. Mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya menggunakan delapan bit data dan

tiga bit kontrol.

c. Ukuran modul yang proporsional.

d. Daya yang digunaka relatif kecil.

Operasi dasar pada LCD 20 x 4 terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses

internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca

data [9]. Operasi dasar LCD 20x4 dapat dilihat pada tabel 2.6, Tabel 2.7. Konfigurasi pin

LCD 20 x 4. Dan Tabel 2.8. Konfigurasi setting LCD 20 x 4.

Gambar 2.19. Bentuk fisik LCD 20 x 4.

Tabel 2.6. Operasi dasar LCD 20 x 4 [9]

RS R/W Operasi

0 0 Input instruksi ke LCD

0 1 Membaca status flag (DB7) dan alamat conter (DB0-DB6)

1 0 Menulis data

1 1 Membaca data


23

Tabel 2.7. Konfigurasi pin LCD 20 x 4 [9]

Pin No keterangan Konfigursi hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5Vdc

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

5 RW Ground

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

12 D5 Bit 5

13 D6 Bit 6

14 D7 Bit 7

15 A Anoda (+5Vdc)

16 K Katoda (ground)

Tabel 2.8. Konfigurasi setting LCD 20 x 4 [9]

Pin Bilangan biner Keterangan

RS 0 Inisialisai

1 Data

RW 0 Tulis LCD/W (write)

1 Baca LCD/R (read)

E 0 Pintu data terbuka

1 Pintu data tertutup

2.8. Pushbutton

Pushbutton atau tombol tekan atau lebih sering dikenal dengan sebutan switch,

merupakan komponen elektronika yang sederhana yang dapat memutuskan maupun

menyambungkan aliran listrik dalam sebuah sistem kerja dengan prinsip unlock (tidak

mengunci). Prinsip unlock ini berarti bahwa ketika saklar ditekan akan memutuskan atau

mengalirkan arus listrik, dan akan kembali normal ketika sudah tidak ditekan (dilepas) [11].

Pushbutton memiliki 2 kondisi logika yang diinterpretasikan dengan angka 0 dan 1 atau

sering disebut dengan kondisi OFF dan ON. Bentuk fisik pushbutton ditunjukan pada

Gambar 2.20.


24

Gambar 2.20. Bentuk fisik pushbutton

Dalam dunia elektronika ada 2 jenis rangkaian pushbutton yang umum untuk

digunakan. Pertama rangkaian pushbutton atau switch dengan resistor pull-up berarti

memiliki konsep utama dimana saat pushbutton atau switch pada rangkaian ditekan atau

dihubungkan (normally close) maka akan menghasilkan output yang bernilai low, sedangkan

saat posisi terbuka (normally open) output yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut akan

bernilai high. Gambar 2.21 menunjukan rangkaian switch/pushbutton dengan resistor pull-

up.

Gambar 2.21. Contoh rangkaian switch/pushbutton pull-up.

Kedua rangkaian pushbutton dengan resistor pull-down. Rangkaian pushbutton atau

switch dengan resistor pull-down berarti memiliki konsep utama dimana saat keadaan

pushbutton atau switch pada rangkaian ditekan atau dihubungkan (normally close) maka

akan menghasilkan output yang bernilai high, sedangkan saat keadaan terbuka (normally

open) output yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut akan bernilai low. Gambar 2.22

menunjukan rangkaian switch/pushbutton dengan resistor pull-down.

Gambar 2.22. Contoh rangkaian switch/pushbutton pull-down.


25

Dalam pengoperasian pushbutton terdapat istilah bouncing, yaitu keadaan dimana saat

pushbutton ditekan akan berosilasi terus menerus (menghasilkan logika high dan low)

sampai menghasilkan output yang benar. Ada cara untuk menghilangkan atau mengatasi

bouncing tersebut yaitu dengan memberikan hambatan (R) dan kapasitor (C) pada rangkaian

pushbutton. Lebar minimum untuk anti-bouncing pada pushbutton sebesar 2,5 μs [12].

Rangkaian anti-bouncing ditunjukkan pada Gambar 2.23.

Gambar 2.23. Rangkaian anti-bouncing pushbutton

Nilai hambatan (R) dan kapasitor (C) dapat dihitung menggunakan persamaan 2.6

T = 1

𝑓 =

1

2𝜋𝑅𝐶 (2.6)

Keterangan:

T = Waktu bouncing (ms)

F = Frekuensi (Hz)

R = Hambatan (Ω)

C = Kapasitor (F)

2.9. Keypad

Keypad merupakan penghubung antara pemakai dengan alat pengendali yang dibuat.

Keypad yang dipakai mempunyai 12 buah tombol yang tersusun dalam bentuk matriks 3 x

4. Tombol-tombol ini dipakai untuk menjalankan berbagai fungsi pengendalian seperti

misalnya untuk on/off dan pilihan menu. Bentuk fisik Keypad dapat dilihat pada gambar

2.24. [10]


26

Gambar 2.24. Bentuk fisik keypad.

Pada keypad ini jika ada penekanan tombol, maka akan terbentuk kombinasi logika

akibat terhubungnya baris dan kolom seperti yang terlihat pada tabel 2.9. [10]

Tabel 2.9. Heksadesimal keypad.

Tombol Biner (PORT.7 … PORT.0) Heksadesimal

# 01101110 6EH

0 10101110 AEH

* 11001110 CE

9 01110110 76H

8 10110110 B6H

7 11010110 D6H

6 01111010 7AH

5 10111010 BAH

4 11011010 DAH

3 01111100 7CH

2 10111100 BCH

1 11011100 DCH

2.10. Regulator IC 78xx dan Transistor Penguat Arus

Pengatur tegangan (voltage regulator) berfungsi menyediakan suatu tegangan keluaran

dc tetap yang tidak dipengaruhi oleh perubahan tegangan masukan. Salah satu tipe regulator

tegangan tetap adalah 78xx. Regulator tegangan tipe 78xx adalah salah satu regulator

tegangan tetap dengan tiga terminal, yaitu terminal Vin, GND dan Vout. Regulator tegangan

78xx dirancang sebagai regulator tegangan tetap, meskipun demikian keluaran dari regulator

ini dapat diatur tegangan dan arusnya melalui tambahan komponen eksternal. Spesifikasi ic

regulator seri 78xx dapat dilihat pada tabel 2.10. dan rangkaian umum regulator dapat dilihat

pada gambar 2.25.


27

Tabel 2.10. Karakteristik Regulator Tegangan ic 78xx [13]

Tipe Vout (volt) Vin (volt)

Min Maks

7805 5 7.3 20

7806 6 8.3 21

7808 8 10.5 23

7810 10 12.5 25

7812 12 14.6 27

7815 15 17.7 30

7818 18 21 33

7824 24 27.1 38

Gambar 2.25. Rangkaian Umum Regulator 78xx [13]

Nilai komponen c1 dan c2 difungsikan sebagai filter capasitor yang bertujuan untuk

menghilangkan tegangan ripple agar tegangan keluaran menjadi lebih stabil. Nilai C1 yang

didapat dari data sheet adalah 0.33 µF dan nilai C2 adalah 0.1 µF. [20]

Komponen eksternal yang digunakan yaitu transistor MJ2955 karena kemampuan arus

maksimal adalah 15 A [14]. Untuk gambar rangkaian lengkap dengan ic regulator dapat

ditunjukan gambar 2.26.

Gambar 2.26. Rangkaian Catu Daya Dengan Penguat


28

Dari gambar 2.26, maka diperoleh persamaan-persamaan sebagai berikut [14]:

VB = Vreg + VD (2.7)

Tegangan keluaran rangkaian menjadi,

Vo = Vreg – VBE (2.8)

Jika VD ≈ VBE, maka

Vo = Vreg (2.9)

Tegangan diantara kolektor dan emittor transistor MJ2955 adalah,

VCE = VIN – VR1 (2.10)

Disipasi daya transistor NPN MJ2955 adalah,

PD = VCE x IC (2.11)

Untuk nilai penguatan arus diperoleh dengan persamaan 2.14 dan 2.15 [13]:

Ic = β IB (2.12)

Ie = (β+1) IB (2.13)

2.11. Transistor Sebagai Saklar

Keluaran dari op-amp memiliki arus yang kecil, oleh karena itu biasanya dipergunakan

suatu penguat untuk menguatkan arus keluaran dengan menggunakan transistor atau ic

penguat. Contoh rangkaia dapat dilihat pada gambar 2.27. [15].

Gambar 2.27. Contoh Rangkaian Transistor Sebagai Saklar [15]

Transistor dapat digunakan sebagai saklar elektronika dengan membuat transistor

tersebut berada dalam kondisi cut-off (saklar terbuka, arus tidak mengalir) atau saturasi

(saklar tertutup, sehingga arus mengalir). Dengan menggunakan persamaan 2.16, maka kita

dapat menghitung nilai masing-masing komponen agar transistor tersebut dapat mendrive

komponen lain yang membutuhkan arus yang besar [15].

IB(saturasi) = IC(saturasi)/βDC (2.14)


29

Untuk memastikan bahwa transistor sudah saturasi, diperlukan setidaknya arus

overdrive 4 sampai 10 kali dari IB(saturasi), sehingga didapat persamaan 2.17 [15]:

IB = (di isi angka 4 sampai 10) x IB(saturasi) (2.15)

Dengan diperolehnya IB, maka hambatan basis dapat dihitung dengan persamaan 2.18 [11]:

R = (Vin-VBE)/IB (2.16)

2.12. Relay

Relay merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan

atau memutuskan aliran arus listrik yang dikontrol dengan memberikan tegangan dan arus

tertentu pada koilnya. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar 2.28. Ada dua macam

relay berdasarkan tegangan untuk menggerakan koilnya yaitu AC dan DC [9].

Pada dasarnya relay adalah sebuah kumparan yang dialiri arus listrik, sehingga

kumparan mempunyai sifat seperti magnet. Magnet sementara tersebut digunakan untuk

menggerakan suatu sistem saklar yang terbuat dari logam sehingga pada saat relay dialiri

arus listrik maka kumparan akan terjadi kemagnetan dan menarik logam tersebut. Saat arus

listrik diputus, maka logam akan kembali pada posisi semula [9].

Gambar 2.28. Bentuk Fisik Relay. [9]

2.13. Solenoid valve

Solenoid Valve atau katup listrik merupakan elemen control yang paling sering

digunakan dalam suatu aliran fluida. Bentuk fisik solenoid valve dapat dilihat pada gambar

2.29. Solenoid Valve bekerja secara electromechanically dimana valve mempunyai

kumparan (coil) sebagai penggeraknya. Ketika kumparan tersebut mendapatkan supply

tegangan (AC atau DC) maka kumparan tersebut akan berubah menjadi medan magnet

sehingga menggerakkan piston (plunger) yang berada di dalamnya. [16]

Solenoid valve akan bekerja bila kumparan/coil mendapatkan tegangan arus listrik

yang sesuai dengan tegangan kerja (kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah


http://www.insinyoer.com/perbedaan-arus-listrik-ac-vs-dc/

30

100/200VAC dan kebanyakan tegangan kerja pada tegangan DC adalah 12/24VDC).

Kumparan (coil) yang mendapatkan supply energi listrik akan berubah menjadi medan

magnet sehingga menggerakkan piston (plunger) yang ada di dalamnya. Ketika piston

tertarik ke atas maka fluida akan mengalir dari inlet port menuju outlet port. [16]

Gambar 2.29. Bentuk fisik solenoid valve. [16]

Banyak sekali jenis-jenis dari solenoid valve, karena solenoid valve ini di desain sesuai

dari kegunaannya. Mulai dari 2 saluran, 3 saluran, 4 saluran dan sebagainya. Contohnya pada

solenoid valve 2 saluran atau yang sering disebut katup kontrol arah 2/2. Memiliki 2 jenis

menurut cara kerjanya, yaitu NC dan NO. Fungsinya hanya menutup / membuka saluran

karena hanya memiliki 1 lubang inlet dan 1 lubang outlet. Bagian solenoid valve dapat dilihat

pada gambar 2.30. [17]

Gambar 2.30. Bagian Solenoid Valve [17]

Keterangan:

(1) Bodi Valve, (2) Inlet Port, (3) Outlet Port, (4) Coil (kumparan), (5) Coil Windings, (6)

Kabel supply tegangan, (7) Piston (Plunger), (8) Spring, (9) Orifice.


31

2.14. Sensor mpx5700ap

Sensor MPX5700AP adalah sensor yang digunakan untuk mengetahui tekanan udara

dalam sebuah benda, baik itu di dalam botol, didalam ban, dan lainnya. Bentuk fisik sensor

MPX5700AP dapat dilihat pada gambar 2.31. Sensor ini bisa mengukur tekanan dengan

range 0 sampai 700 kPa (0 sampai 101.5 psi) - 15 sampai 700 kPa (2.18 sampai 101.5 psi).

Perbandingan tegangan dengan tekanan dapat dilihat pada gambar 2.32. Tegangan outputnya

berada di range 0.2 to 4.7 volt. Penjelasan kaki sensor dapat dilihat pada tabel 2.11. [18]

Tabel 2.11. Pin sensor MPX5700ap. [18]

PIN Keterangan

Pin 1 Signal out (0.2 volts to 4.9 volts)

Pin 2 Ground

Pin 3 5 Volts

Pin 4 No connection

Pin 5 No connection

Pin 6 No connection

Gambar 2.31. Bentuk fisik Sensor MPX5700AP. [18]

Gambar 2.32. Perbandingan tegangan dengan tekanan mpx5700ap. [18]


32

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Dalam bab III ini akan dibahas mengenai perancangan perangkat keras dan

perancangan perangkat lunak. Pembahasan ini meliputi Proses kerja dan mekanisme

peluncur roket air, Perancangan mekanik peluncur roket air, Perancangan perangkat keras

(hardware) dan Perancangan perangkat lunak (software).

3.1. Proses kerja dan Mekanisme Peluncur Roket Air

Pada pembuatan tugas akhir ini, akan dibuat sebuah peluncur roket air otomatis yang

dapat diatur sudut putar dan sudut elevasi sesuai dengan keinginan pengguna. Selain itu juga

mampu mengatur tekanan yang diinginkan. Roket akan meluncur ketika semua variabel

terpenuhi dan pengguna menekan tombol luncur. Komponen yang digunakan dalam

pembuatan tugas akhir ini meliputi sensor tekanan mpx5700ap untuk mendeteksi tekanan

yang diinginkan, aktuator berupa motor servo dan motor stepper untuk menggerakkan sudut

putar dan sudut elevasi. Pushbutton dan keypad sebagai masukan, dan rangkaian minimum

sistem ATmega32.

Cara kerja peluncur roket air yaitu mula-mula pengguna akan memasukaan angka-

angka untuk sudut putar, sudut elevasi dan tekanan yang diinginkan di kontroler dan akan

ditampilkan ke Lcd 20 x 4. Kontroler yang memiliki otak minimum sistem ATmega32 akan

mengirimkan data secara serial ke sistem peluncur roket yang juga memiliki otak minimum

sistem ATmega32. Sistem peluncur roket akan membaca data yang dikirim oleh kontroler.

Pembacaan diawali dengan membaca sudut putar, lalu motor servo akan bergerak sesuai

dengan angka yang dibaca. Pembacaan dilanjutkan dengan membaca sudut elevasi, lalu

motor stepper akan bergerak sesuai dengan angka yang dibaca. Pembacaan terakhir adalah

pembacaan tekanan, tekanan yang diinginkan akan menjadi set poin sensor tekanan

mpx5700ap. Kompresor akan terus menyala hingga tekanan yang dibaca sensor sama

dengan tekanan yang diinginkan. ketika sensor tekanan sama dengan dengan tekanan yang

diinginkan maka kompresor akan mati dan peluncur akan mengirimkan informasi ke

kontroler bahwa roket telah siap untuk diluncurkan. Pengguna dapat meluncurkan roket jika

informasi tersebut telah diterima. Pengguna akan menakan tombol luncur untuk

meluncurkan roket. Setelah roket meluncur maka peluncur akan mengirimkan data ke

kontroler untuk memberitahu pengguna bahwa peluncuran berhasil dan biasa kembali


33

memasukkan angka. Pada sistem yang dibuat ini menggunkan komunikasi dua arah. Gambar

3.1. adalah gambar diagram blok sistem.

Gambar 3.1. Diagram blok sistem.

3.2. Perancangan Mekanik Peluncur Roket Air

Pada tahap ini dilakukan perancangan mekanik dari peluncur roket air otomatis, antara

lain mendesain ukuran box kontroler, dan komponen-komponen peluncur. Bahan dasar

untuk pembuatan box dan komponen-komponen pelncur adalah akrilik setebal 3mm.


34

Pendesainan box dan komponen-komponen peluncur menggunakan software Google

SketchUp dengan bantuan software CorelDraw.

Box kontrol berbentuk kotak dengan ukuran 20cm x 20cm x 10cm. Desain box kontrol

dapat dilihat pada gambar 3.8. Peluncur terdiri dari beberapa bagian, antara lain bagaian alas,

bagian poros, komponen 1, dan komponen 2. Gambar 3.2. dan Gambar 3.3. menunjukkan

desain peluncur dengan komponen komponennya.

A. Bagian Peluncur

Pada bagian ini merupan bagian peluncur yang digunakan sebagai peluncur roket.

Gambar 3.2 dan Gambar 3.3. menunjukan gambar rancangan peluncur yang akan dibuat

secara keseluruhan.

Gambar 3.2. peluncur tampak samping.

Gambar 3.3. peluncur tampak atas.


35

B. Bagian Kontroler

Bagian ini merupakan antarmuka antara peluncur dengan pengguna dimana pada bagian

ini pengguna akan memasukan variabel yang diinginkan. Box kontrol berbentuk kotak

dengan ukuran 20cm x 20cm x 10cm. Desain box kontrol dapat dilihat pada gambar 3.4. dan

Gambar 3.5. didalam box kontrol terdapat LCD, Keypad sebagai masukan, dan Pushbutton

sebagai masukan.

Gambar 3.4. kontroler tampak atas.

Gambar 3.5. kontroler tampak samping.


36

3.3. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)

Pada bagian perancangan subsistem perangkat keras peluncur roket otomatis dipisah

menjadi dua bagian. Bagian pertama berupa kontroler dan bagian kedua merupakan sistem

peluncuran. Bagian kontroler mempunyai bagian Minimum Sistem ATmega32 sebagai otak

pengendalian, Keypad dan pushbutton sebagai masukan serta LCD 20x4 sebagai penampil.

Bagian sistem peluncuran terdiri dari Minimum Sistem ATmega32 sebagai otak

pengendalian, Motor Servo sebagai penggerak sudut putar, Motor Stepper sebagai

penggerak sudut elevasi, Sensor Tekanan, Relay, solenoid valve, dan Regulator.

3.3.3. Minimum sistem ATmega32, LCD 20x4 dan Keypad dan Pushbutton

3.3.1.1. Minimum sistem ATmega32

Rangkaian minimum sistem berfungsi sebagai I/O untuk mengontrol atau

mengendalikan sudut putar motor servo yang telah diprogram dalam mikrokontroler

ATmega32 pada lengan robot serta sebagai pengolah data serial yang dikirimkan dari

komputer melalui USB to TTL converter. Mikrokontroler membutuhkan minimum sistem

yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu rangkaian osilator dan rangkaian reset.

Untuk rangkaian osilator digunakan crystal dengan frekuensi sebesar 11,0592 MHz

dan menggunakan kapasitor 22 pf pada pin XTAL1 dan XTAL2 di mikrokontroler.

Rangkaian osilator ini berfungsi sebagai sumber clock bagi mikrokontroler. Pemberian

kapasitor bertujuan untuk memperbaiki kestabilan frekuensi yang diberikan oleh osilator

eksternal. Nilai kapasitor sendiri didapat dari tabel 2.4. Gambar 3.6 menunjukan rangkaian

osilator.

Gambar 3.6. Rangkaian Osilator ATmega32 [5]

Perancangan rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada

mikrokontroler dapat diulang dari awal. Saat tombol reset ditekan maka mikrokontroler

mendapat input logika rendah, sehingga akan me-reset seluruh proses yang sedang dilakukan

mikrokontroler. Gambar 3.11 adalah rangkaian reset untuk ATmega32.


37

Gambar 3.7. Rangkaian Reset ATmega32 [5]

Pada gambar 3.7 terdapat resistor yang memiliki resistansi sebesar 33 KΩ yang

difungsikan sebagai pull up. Resistor pull-up eksternal dapat digunakan untuk menjaga agar

pin RESET tidak berlogika 0 secara tidak disengaja. Kapasitor 10nF digunakan untuk

menghilangkan noise yang disusun seri dengan resistor. Nilai resistor dan kapasitor yang

digunakan mengacu pada tabel 2.5. Rangkaian reset minimum sistem ATmega32 merupakan

gabungan dari rangkaia push-button dan low-pass filter.

3.3.1.2. Rangkaian Konfigurasi LCD 20x4

Rangkaian LCD berfungsi untuk menampilkan menu dan sebagai interface antara

kontroler dengan pengguna. Rangkaian LCD dapat dilihat pada gambar 3.8. LCD akan

menampilakan menu-menu yang digunakan untuk mengetahui hasil dari keypad.

Sambungan pin LCD ke ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.1.

Gambar 3.8. rangkaian LCD.


38

Tabel 3.1. Sambungan pin LCD ke ATMega32.

Pin LCD PIN ATMega32

1 Ground

2 Tegangan +5Vdc

3 Ground

4 1

5 2

6 3

7 -

8 -

9 -

10 -

11 5

12 6

13 7

14 8

15 Anoda (+5Vdc)

16 ground

3.3.1.3. Rangkaian keypad dan pushbutton

Pushbutton atau tombol digunakan sebagai tombol kirim dalam kontoler dan untuk

tombol luncur. Dalam kontroler ini pushbutton yang digunakan merupakan jenis NO atau

Normally Open. Rangkaian pushbutton dapat dilihat pada gambar 3.9 dan sambungan

rangkaian pushbutton dengan ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.2.

Perhitungan resistor dan kapasitor yang digunakan dalam rangkaian (berdasarkan persamaan

2.6):

T = 1

2𝜋𝑅𝐶

Dari tabel 2.3 ditentukan R2 dan R3 sebesar 22 kΩ dan T = 3us, maka nilai C1 dan C2

sebesar:

3u = 1

2𝜋.22𝑘.𝐶

C1 dan C2 = 2,4uF


39

Gambar 3.9. Rangkaian pushbutton.

Tabel 3.2. Sambungan rangkaian pushbutton dengan ATMega32

Pin Pushbutton PIN ATMega32

Pushbutton 1 dengan nama

tombol kirim 27

Pushbutton 2 dengan nama

tombol luncur 28

Keypad digunakan sebagai masukan angka dalam kontoler. Ketika pengguna akan

memasukkan sudut putar, sudut elevasi dan tekanan yang diinginkan maka pengguna tinggal

menekan angka-angka pada keypad yang tersedia. Dalam kontroler ini keypad yang

digunakan merupakan jenis keypad 3 x 4. Rangkaian keypad dapat dilihat pada gambar 3.10

sedangkan sambungan pin Keypad dengan ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.3. tabel 3.4

merupakan tabel keterangan keypad.


40

Gambar 3.10. rangkaian keypad.

Tabel 3.3. Sambungan pin Keypad dengan ATMega32

Pin Keypad PIN ATMega32

1 39

2 38

3 37

4 36

5 35

6 34

7 33

Tabel 3.4. Keterangan keypad.

Tombol keypad Keterangan

1 Memunculkan angka 1










* Tombol batal

# Tombol kirim


41

3.3.4. Rangkaian sistem peluncur

3.3.2.9. Perhitungan torsi motor servo dan motor stepper

Untuk menghitung besar torsi pada masing-masing motor servo, digunakan rumus 2.1:

F = m x g

τ = F r cos ϴ

Dengan:

F = Gaya (N)

r = jari-jari link (m)

m = Masa benda (kg)

ϴ= sudut (derajat)

g = Gravitasi (m/s2)

τ = Torsi (kg-cm)

Gambar 3.11 Gambar posisi motor servo dan stepper untuk menghitung besar torsi

masing-masing motor. Dengan menggunakan persama 2.1 maka didapatlah beberapa

contoh sudut dengan torsinya dan dapat dilihat pada Tabel 3.5.

Gambar 3.11. Peletakan posisi motor servo dan stepper.

F = m x g

F = 0,600 x 9,8

F = 5,88 N

1 N-m = 10.19 Kg-cm

Dari gambar 2.1. pada bab II dan disesuaikan dengan pergerakan sudut-sudut yang

diinginkan maka diaplikasikan ke rumus 2.1 dan didapat seperti yang ada pada tabel 3.5.

Keterangan:

Berat servo: 60gr

Berat stepper: 100gr

Berat roket: 500gr

Panjang lengan dan roket: 50cm


42

Tabel 3.5. Perhitungan Torsi Motor Servo dan Motor Stepper.

POSISI PERHITUNGAN

Posisi 300

Sudut 30o (r = 500 mm)

τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(30o)

= 2,54 N-m = 25,9 kg-cm

Posisi 400


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(40o)

= 2,25 N-m = 22,94 kg-cm

Posisi 500


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(50o)

= 1,88 N-m = 19,17 kg-cm

Posisi 600


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(60o)

= 1,47 N-m = 14,98 kg-cm

Posisi 700


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(70o)

= 1,005 N-m = 10,25 kg-cm

Posisi 800


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(80o)

= 0,51 N-m = 5,2 kg-cm

Posisi 900


τ = F r sin ϴ

τ = 5,88 x 0,500 x cos(90o)

= 0 N-m = 0 kg-cm


43

3.3.2.10. Mekanisme Lengan Peluncur

Melihat hasil perhitungan torsi motor stepper pada tabel 3.5 maka tidak

memungkinkan untuk menggunakan konfigurasi langsung pada motor stepper. Melihat

permasalah tersebut konfigurasi lengan akan menggunakan konfigurasi worm gear. Worm

gear (roda gigi cacing) memiliki cekungan di tiap giginya. Cekungan ini bertujuan

mengubah titik kontak antara roda gigi dengan pinion/poros cacing yang biasanya berupa

titik, menjadi berupa garis. Sehingga kontak yang terjadi menjadi lebih lama, dan dapat

menghasilkan media transmisi daya tinggi. Bentuk worm gear dapat dilihat pada gambar

3.12.

Gambar 3.12. Konfigurasi Worm Gear

Dalam pasangan roda gigi cacing, pergerakan hanya mungkin dilakukan oleh poros

cacing saja. Di sini roda gigi tidak mungkin untuk memutar poros cacing. Terutama jika

sudut lead-nya kecil, roda gigi mungkin hanya mengunci terhadap poros cacing, karena

komponen gaya keliling ke cacing tidak cukup untuk mengatasi gesekan.

3.3.2.11. Rangkaian motor servo

Motor servo digunakan untuk menggerakan sudut putar. Motor servo yang digunakan

yaitu Towerpro MG946R sebanyak satu buah. Alasan menggunakan servo Towerpro

MG946R yaitu karena memiliki torsi yang kuat mencapai 12 kg-cm dan harganya tidak

begitu mahal. Spesifikasi servo Towerpro MG946R dapat dilihat pada lampiran. Rangkaian

servo terdiri dari tiga port yaitu vcc, ground, dan data. Jalur data terhubung dengan port pada

mikrokontroler sebagai jalur pengiriman pulsa PWM untuk mengaktifkan motor servo dan

mengatur sudut putarnya. Gambar 3.13 merupakan rangkaian pin untuk motor servo.

Sambungan pin motor servo dengan ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.6.


44

Gambar 3.13. rangkaian pin untuk motor servo.

Tabel 3.6. Sambungan pin motor servo dengan ATMega32

Pin Motor servo PIN ATMega32

Motor servo 1 dengan

nama sudut putar 18

Motor servo 2 dengan

nama Trigger 19

3.3.2.12. Rangkaian motor stepper

Motor stepper digunakan untuk menggerakan sudut elevasi. Motor stepper yang

digunakan yaitu Nema sebanyak satu buah. Alasan menggunakan stepper Nema 17 2 phase

hybrid jk42hs40-1704. yaitu karena memiliki torsi sebesar 6 kg-cm sehingga mampu

menahan beban yang cukup berat. Spesifikasi motor stepper Nema 17 2 phase hybrid

jk42hs40-1704 dapat dilihat pada lampiran. Rangkaian stepper terdiri dari enam port yaitu

vcc, ground, dan 4 data. Jalur data terhubung dengan port pada mikrokontroler sebagai jalur

pengiriman pulsa untuk mengaktifkan motor stepper.

Pada rangkaian motor stepper jalur data tidak bisa langsung terhubung ke

mikrokontroler sehingga harus menggunakan driver. Driver yang digunakan pada rangkaian

motor stepper ini adalah driver ic ULN2003A. Ic ini termasuk jenis TTL dan didalamnya

terdapat transistor darlington. Ic memiliki tegangan maksimal 50 volt dan arus 500 ma.

Gambar rangkaian motor Stepper dan driver dapat dilihat pada gambar 3.14 dan sambungan

pin ic ULN ke ATMega32 pada tabel 3.7.


45

Gambar 3.14. Gambar rangkaian motor Stepper dan driver.

Tabel 3.7. Sambungan pin ic ULN ke ATMega32.

Pin ic ULN PIN ATMega32

1 33

2 34

3 35

4 36

3.3.2.13. Rangkaian sensor tekanan

Sensor MPX5700ap merupakan sensor dengan batasan maksimal 100psi. Sensor ini

mempunyai 6 pin yang terdiri dari 1 pin output, 1 pin vcc 5 volt, 1 pin ground, dan 3 pin

bebas. Tata letak komponen peluncur dan rangkaian sensor tekanan dapat dilihat pada

gambar 3.15 dan 3.16. Sambungan pin MPX5700AP dengan ATMega32 dapat dilihat pada

tabel 3.8.

Gambar 3.15. Tata letak komponen peluncur.


46

Gambar 3.16. rangkaian sensor tekanan.

Tabel 3.8. Sambungan pin MPX5700AP dengan ATMega32.

Pin MPX5700AP PIN ATMega32

1 40

2 5 volt

3 gnd

4 -

5 -

6 -

3.3.2.14. Rangkaian Transistor sebagai saklar

Rangkaian transistor sebagai saklar digunakan untuk mengendalikan solenoid valve

dan kompresor. Rangkaian yang digunakan yaitu berupa rangkaian transistor yang

difungsikan sebagai saklar menggunakan transistor 2N3904 dan relay. Gambar 3.17

menunjukan rangkaian transistor sebagai saklar beserta relay. Alasan menggunakan

transistor 2N3904 yaitu karena transistor 2N3904 merupakan transistor switching.

Sedangkan dioda yang tersusun secara paralel dengan relay bertujuan untuk mencegah

terjadinya arus balik pada rangkaian yang bisa merusak gulungan relay (koil). Rangkaian

yang dibuat menggunakan relay dengan dengan nilai IC 50mA. Dari nilai IC maka akan

digunakan persamaan 2.16. Hfe dengan niali IC 50mA adalah 60 sehingga.

IB(saturasi) = IC(saturasi)/βDC

IB(saturasi) = 50mA/60

IB(saturasi) = 0,8 mA

Dari hasil persamaan 2.16 lalu dimasukkan dengan persamaan (2.18)

RB dan R4 = (Vin-VBE)/IB

RB dan R4 = (5-0,7)/0,8m

RB dan R4 = 5,4k Ω ≈ 5,6 k Ω


47

Gambar 3.17. Rangkaian Transistor Sebagai Saklar dan Relay

3.3.2.15. Rangkaian Regulator ic 7805/7812 dan Penguat Arus

Pada pembuatan tugas akhir ini, regulator digunakan sebagai pemberi daya pada motor

servo, minimum sistem ATmega32 dan komponen lainya. Regulator terdiri dari ic 7805,

2N3055, kapasitor, dan diode. Sumber yang digunakan untuk regulator yaitu menggunakan

sumber tegangan berupa aki motor dengan spesifikasi keluaran tegangan 12Vdc.

Untuk men-supply motor servo Towerpro MG946R dibutuhkan arus sebesar 500 mA-

900 mA dan relay sebesar 300mA. Dengan demikian maka digunakan transistor MJ2955

agar arus keluaran ic 7805 yang memiliki tegangan keluaran sebesar 5 volt menjadi lebih

besar. Tegangan 5 volt merupakan tegangan kerja pada masing-masing komponen yaitu

kurang lebih 4 volt-7,2 volt. Komponen yang digunakan pada gambar 3.18 mengacu pada

landasan teori [19].

Perhitungan nilai R:

VBE = 0,7 v

R = (Vin-VBE)/Ib

R = (12-0,7)/0.1

R = 113 ≈ 115 Ω


48

Gambar 3.18. Rangkaian Regulator 7805 Dengan Penguatan Arus

3.3.2.16. Mekanisme Trigger

Trigger merupakan alat yang digunakan untuk menarik pengunci pada peluncur roket.

Mekanisme penguncian roket dapat dilihat pada gambar 3.19.

Gambar 3.19. Mekanisme penguncian

Pada gambar 3.19 dapat dilihat bahwa mekanisme penguncian roket hanya

menggunakan pengunci yang dapat dengan mudah dibuka dengan menarik pengunci ke

bawah. Dengan pertimbangan diatas maka trigger akan menggunakan motor servo yang

dapat berputar dengan cepat dan dapat digunakan untuk menarik pengunci secara cepat.

3.4. Perancangan Perangkat Lunak (Software)

Pada perancangan perangkat lunak ini akan dibahas mengenai program peluncuran

roket air secara keseluruhan yaitu Flowchart program kontroler dan Flowchart program

peluncur. Flowchart atau diagram alir sistem yang akan dibuat terbagi menjadi dua bagian

besar, yaitu diagram alir program kontroler dan diagram alir program peluncur. Diagram alir

dibagi dua dikarenakan didalam sistem yang dibuat terdapat dua bagian yang saling

terhubung dengan komunikasi serial dua arah. Berikut merupakan penjelasan dari setiap

bagian diagram alir.


49

3.4.3. Diagram alir kontroler

Gambar 3.20. Diagram alir kontroler.


50

Diagram alir kontroler ditunjukkan oleh gambar 3.20. Pertama-tama sistem

dihidupkan dengan menekan tombol power, setelah power menyala sistem akan mulai

menginisialisasi. Inisialisasi bertujuan untuk mengenali seluruh sistem yang berupa LCD,

pushbutton dan keypad. Setelah inisialisasi layar di LCD akan menampilkan menu

peluncuran berupa judul, sudut putar, sudut elevasi dan tekanan. Selanjutnya pengguna akan

memasukkan sudut putar, sudut elevasi dan tekanan yang diinginkan menggunakan keypad

dengan bantuan push botton sebagai pemindah kursor. Setelah itu sistem akan memilih

apakah akan dikirim atau tidak. Jika tidak dikirim maka pengguna harus menekan tombol

batal dan sistem akan kembali ke menu awal, namun jika pengguna menekan tombol kirim

maka sistem kontroler akan mengirimkan data dengan identitas khusus sesuai dengan

karakter yang telah dibuat ke peluncur. Setelah pengguna menekan tombol kirim maka di

layar LCD akan muncul tulisan tunggu, artinya pengguna diharuskan menunggu untuk

keproses selanjutnya. Proses selanjutnya dapat berjalan jika peluncur mengirimkan infirmasi

bahwa roket siap, informasi ini akan ditampilkan ke LCD. Jika informasi telah diterima maka

pengguna dapat menakan tombol luncur untuk meluncurkan roket. Sistem akan terus

berjalan jika tombol power tidak dimatikan.

3.4.4. Diagram alir peluncur

Diagram alir peluncur ditunjukkan oleh gambar 3.21. Sistem peluncuran akan dimulai

dengan dihidupkannya power. Setelah sistem menyala maka akan menginisialisasi sistem

dan langsung membuat peluncur dalam posisi siaga. Posisi siaga adalah posisi dimana motor

servo berada pada posisi 90o dan motor stepper juga 90o. Sistem lalu akan mendeteksi data

yang terkirim, jika tidak ada kiriman data maka sistem akan terus berulang. Sistem akan

berlanjut jika ada kiriman karakter yang terdeteksi. Karakter yang diterima akan langsung

diteruskan ke peluncuran sesuai dengan identitas setiap karakter. Ketika semua variabel

terpenuhi, peluncur akan mengirimkan informasi ke kontroler bahwa roket telah siap.

Peluncur akan menunggu perintah selanjutnya dari kontroler. Pengguna akan menekan

tombol luncur pada kontroler yang berarti kontroler memerintahlah peluncur untuk

meluncurkan roket. Ketika perintah diterima peluncur maka trigger on sesaat dan

selanjutnya trigger off maka sitem akan mengirimkan data ke kontroler yang menyatakan

peluncuran berhasil dan siap kembali digunakan. Setelah proses peluncuran sistem akan

kembali lagi untuk menunggu kiriman karakter berikutnya hingga tombol power dimatikan.


51

Gambar 3.21. Diagram alir peluncur.


52

A. Diagram alir subrutin proses peluncuran

Gambar 3.22. Diagram alir subrutin peluncuran.

Diagram alir subrutin proses peluncuran merupakan sub dari diagram alir peluncur.

Diagram alir subrutin peluncuran dapat dilihat pada gambar 3.22. Pada tahap peluncuran

sistem akan menganalisis karakter yang telah diterima sesuai dengan identitas yang

digunakan. Identitas pertama yang dibaca adalah sudut putar, sehingga sistem akan

memperoses sudut putar sesuai dengan karakter yang dibaca. Sudut putar yang telah sesuai

akan menjadi patokan untuk ke tahap selanjutnya. Tahap kedua yang dibaca sistem adalah

sudut elevasi dan akan diproses langsung sesuai dengan karakter yang terbaca. Tahap

ketiga/terakhir yang dibaca adalah tekanan. Tekanan yang terbaca akan diproses dan

dilanjutkan dengan peluncuran roket.


53

B. Diagram alir subrutin proses pemompaan

Gambar 3.23. diagram alir subrutin pemompaan.

Diagram alir subrutin tekanan merupakan sub diagram alir subrutin proses peluncuran.

Diagram alir subrutin tekanan dapat dilihat pada gambar 3.23. Pada tahap ini merupakan

penjabaran dari pembacaan tekanan. Ketika setpoin tekanan terbaca maka sistem akan

mengaktifkan kompresor dan dilanjutkan dengan pengaktifan solenoid valve. Sensor tekanan

akan terus membaca setiap tekanan yang masuk jika tekanan belum sama dengan setpoin

tekanan yang diinginkan maka kompresor akan terus menyala. Sistem akan berlanjut jika

sensor tekanan terbaca sama dengan setpoin tekanan yang diinginkan. Setelah tekanannya

sama, maka sistem akan menutup solenoid valve dan mematikan kompresor. Sistempun

berlanjut kebagian selanjutnya.


54

BAB IV

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan membahas tentang implementasi dari perancangan pada bab III serta

analisis dari data dan hasil pengujian sistem yang telah dilakukan. Pengujian sistem

berfungsi untuk menunjukkan kinerja sistem berjalan dengan baik atau tidak. Pengambilan

data terdiri dari pengambilan ketepatan sudut putar, data ketepatan sudut elevasi, data

tekanan terhadap waktu, dan data data penunjang untuk mengoperasikan satu sistem secara

lengkap. Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan analisis terhadap proses atau

kinerja sistem secara lengkap sehingga dapat ditarik kesimpulan akhir dari pembuatan tugas

akhir ini.

4.1. Implementasi Peluncur Roket Air Otomatis

Perangkat keras pada peluncur roket air otomatis terdiri dari dua bagian. Bagian

pertama adalah kotak kontroler dan bagian kedua adalah peluncur. Kedua bagian utama

tersebut digabungkan dengan komunikasi serial dua arah. Gambar 4.1. menunjukan hasil

perancangan kedua bagian tersebut.

Gambar 4.1. Hasil perancangan peluncur roket air.

Kotak kontroler

Peluncur


55

4.1.5. Bentuk fisik dan konsep kerja kotak kontroler

Hasil perancangan dan pembuatan kontroler dapat dilihat pada gambar 4.2.

Pembuatan kontroler ini sesuai dengan hasil perancangan pada bab sebelumnya, dimana

bagian-bagian dari kontroler dapat dilihat pada gambar 4.2. Kotak kontroler mempunyai

dimensi kotak 20 x 20 cm dengan tinggi 10 cm. Kotak kontroler terbuat dari bahan akrilik

dengan tebal 3mm.

Gambar 4.2. Kotak kontroler.

Keterangan gambar 4.2. di atas adalah sebagai berikut:

1. A1

Adalah layar LDC 20x4 yang berfungsi sebagai penampil pilihan menu yang disediakan.

Seperti pada gambar diatas dapat terlihat bahwa lcd menampikan menu untuk memasukan

data yang akan dikirim ke kontroler.

2. A2

Adalah keypad yang berfungsi sebagai tombol untuk memasukkan data pada kontroler.

Keypad yang digunakan adalah keypad 3x4 yang mempunyai tombol berupa angka 0 sampai

9 dan dua tombol karakter berupa bintang (*) dan pagar (#). Tombol angka berfungsi

memasukkan data sedangkan tombol bintang (*) berfungsi untuk memindahkan kursor, dan

tombol pagar (#) berfungsi untuk menghapus data.

A1

A2

A4 A3


56

3. A3

Adalah tombol kirim yang berfungsi untuk mengirimkan data dari kontroler ke peluncur.

4. A4

Adalah tombol luncur yang berfungsi memberikan perintah ke peluncur untuk

meluncurkan roket. Tombol luncur akan aktif jika peluncur telah selesai memproses data.

Kotak kontroler juga memiliki beberapa tombol dan sambungan kabel untuk

menyambungkan kabel antara kotak kontroler dengan peluncur. Tombol-tombol yang lain

adalah tombol power yang berada di bagian kiri kotak dan tombol reset yang berada pada

sisi kanan kotak. Gambar tombol reset dan power dapat dilihat pada gambar 4.3. Sambungan

kabel penghubung terdiri dari tiga inputan yang pertama ground, lalu RX dan yang terakhir

TX. Gambar sambungan kabel yang terdapat pada kotak kontroler dapat dilihat pada gambar

4.4.

Gambar 4.3. Tombol power dan Tombol reset.

Gambar 4.4. Sambungan kabel.


57

Gambar 4.5. Kotak kontroler bagian dalam.

Gambar 4.5 menampikan bagian dalam kotak kontroler yang terdiri dari beberapa

bagian rangkaian elektronik. Berikut adalah penjelasan dari gambar 4.5.

1. B1

Adalah komponen LCD 20 x 4 yang disambungkan dengan rangkaian I2c. Pada

perancangan awal LCD langsung di sambungkan ke mikrokontroler. Perubahan pada

rangkaian penampil LCD bertujuan untuk mengurangi penggunaan port pada

mikrokontroler dari tujuh port menjadi dua port. Gambar 4.6 menunjukkan pemasangan

rangkaian i2c dengan LCD.

Gambar 4.6. Rangkaian lcd dengan i2c.

B1

B2

B3

B4

B5


58

2. B2

Adalah minimum sistem ATmega32, dimana ATmega32 berfungsi sebagai otak dari

pengendalian kotak kontroler. Gambar 4.7. menunjukkan gambar rangkaian minimum

sistem ATmega32.

Gambar 4.7. Rangkaian minimum sistem ATmega32.

3. B3

Adalah baterai A3 yang diseri sehingga mempunyai tegangan 12.07volt yang digunakan

sebagai sumber daya dari kotak kontroler.

4. B4

Adalah rangkaian pushbutton yang terdiri dari kapasitor sebesar 4,7uf sebagai anti

bounching dan resistor sebesar 120k ohm. Gambar 4.8. menunjukkan rangkaian pushbutton.

Gambar 4.8. Rangkaian pushbutton.

5. B5

Adalah sambungan kabel antara rangkaian elektronik dengan push button.


59

4.1.6. Bentuk fisik dan konsep kerja peluncur

Bentuk fisik dan hasil perancangan peluncur dapat dilihat pada gambar 4.9. Bagian

peluncur ini terdapat tiga bagian. Bagian pertama adalah kotak elektronika yang terdiri dari

rangkaian-rangkaian elektronika. Bagian kedua adalah bagian sudut putar. Bagian terakhir

adalah bagian sudut elevasi.

Gambar 4.9. Bagian peluncur.

Berikut adalah keterangan gambar 4.9.

1. B1

Adalah kotak elektronika yang digunakan sebagai tempat untuk melindungi rangkaian-

rangkaian elektronik dari percikan air. Kotak dibuat dengan bahan akrilik dengan tebal 3mm.

Kotak di desain agar terhindar dari percikan air dari peroses peluncuran sehingga tidak

merusak rangkaian elektronik.

B1

B3

B2


60

Gambar 4.10. Bagian dalam kotak elektronik.

Gambar 4.10. adalah gambar bagian dalam dari kotak elektronik yang terdiri dari sensor

tekanan yang ditunjukkan dengan nomer 1, minimum sistem dengan ATmega32 sebagai

otak dari peluncur yang ditunjukkan dengan nomer 2, rangkaian transistor sebagain saklar

yang ditunjukkan dengan nomer 3, dan rangkaian driver motor yang ditunjukkan dengan

nomer 4.

Selain rangkaian elektronik yang terdapat di dalam kotak ada rangkaian elektronik yang

juga terdapat diluar kotak. Rangkaian yang dimaksud adalah rangkaian relay sebagai saklar

dan solenoid valve. Gambar rangkaian relay sebagai saklar dapat dilihat pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Rangkaian relay sebagai saklar.

2. B2

Adalah bagian dari sudut putar. Sudut putar terbuat dari bahan akrilik dengan tebal 3mm

dan digerakkan dengan motor servo. Untuk membantu pergerakan motor servo maka sudut

1

2 3

4


61

putar dibuatkan penopang yang juga terbuat dari bahan akrilik. Gambar 4.12. menunjukan

pemasangan motor servo tepat pada poros sudut putar.

Gambar 4.12. Pemasangan motor servo.

3. B3

Adalah bagian dari sudut elevasi. Bagian sudut elevasi terbuat dari pipa pvc yang

terhubung dengan poros yang bias digerakkan naik turun untuk memudahkan pergerakan.

Pada sudut elevasi terdapat beberapa bagian yang pertama adalah sensor potensio yang

digunakan sebagai sensor pergerakan sudut elevasi. Gambar 4.13. menunjukkan

pemasangan sensor potensio.

Gambar 4.13. Letak sensor potensio.

Bagian kedua adalah bagian pengunci roket yang terbuat dari kabel teis dengan

pengunci solenoid pushpull. Gambar pengunci roket dapat dilihat pada gambar 4.14.


62

Gambar 4.14. Pengunci roket.

Bagian ketiga adalah bagian motor dc yang sudah dilengkapi dengan konfigurasi gear

cacing yang digunakan untuk menggerakkan sudut putar. Gambar 4.15. menunjukkan motor

dc yang telah terpasang pada poros penggerak sudut elevasi.

Gambar 4.15. Letak motor dc.

Alat yang telah dibuat menggunakan masukan dc sebesar 12volt yang digunakan

sebagai catu daya untuk mengoperasikan alat peluncur roket air otomatis. Ada dua jenis


63

adaptor yang digunakan, yang pertama adaptor 12volt 20 ampere yang digunakan sebagai

catu kompresor. Yang kedua adaptor 12volt 10 ampere yang digunakan sebagai catu dari

peluncur. Penggunaan kedua catu tersebut dianggap telah sesuai dengan batas kerja dari

masing masing komponen yang digunakan.

4.1.7. Bentuk fisik dan deskripsi roket.

Roket yang digunakan merupakan roket yang terbuat dari botol plastik dengan

ukuran tinggi maksimal 50cm. Berat roket juga bervariasi dengan maksimal berat roket

adalah 300gr. Bentuk roket yang digunakan dapat dilihat pada gambar 4.16. ukuran roket

ada yang kecil dan yang besar. Roket besar mempunyai tinggi 50 cm dan roket kecil 20 cm.

Gambar 4.16. Bentuk roket yang digunakan.

4.1.4. Cara Penggunaan Alat

Berikut adalah cara penggunaan peluncur roket air otomatis:

1. Pastikan semua sambungan kabel telah terpasang. Lalu hidupkan semua tombol

power.

2. Isi air ke dalam roket dan pasang pada peluncur.

3. Pastikan pengunci roket telah terpasang dengan baik.

4. Pengguna akan memasukkan data yang diinginkan pada kontroler dengan cara

memilih angka yang diinginkan dengan menggunakan keypad yang tersedia.

Roket besar Roket kecil


64

5. Jika ingin memindahkan kursor silahkan tekan tombol bintang (*) dan jika ingin

menghapus silahkan tekan tombol pagar (#).

6. Isi semua data yang diperlukan, mulai dari sudut putar, sudut elevasi dan tekanan.

7. Jika data telah terisi dan siap silahkan tekan tombol kirim untuk mengirim data ke

kontroler.

8. Tunggu hingga data telah diproses dan peluncur mengirimkan pemberitahuan ke

kontroler.

9. Jika peluncur telah memberikan pemberitahuan ke kontroler dan layar lcd di

kontroleh telah memerintahkan pengguna menekan tombol luncur, silahkan menekan

tombol luncur untuk meluncurkan roket.

10. Jika roket telah meluncur dan peluncur telah kembali pada posisi awal maka proses

peluncuran telah selesai dan peluncur roket siap digunakan kembali.

4.2. Pengujian dan Analisis Alat

Pengujian hardware dilakukan perblok untuk dapat mengetahui permasalahan ditiap

blok agar proses penyelesaian masalah lebih mudah dilakukan.

4.2.6. Pengujian Sudut Putar

Pada bab III motor servo yang digunakan sebagai penggerak sudut putar dikatakan

mampu berputar dari 0o hingga 180o. Pengambilan data yang telah dilakukan menggunakan

sudut kelipatan 10o untuk decrement maupun increment sudut melalui program. Kelipatan

10o ini dianggap sudah cukup detil untuk pengujian sudut putar mengingat diameter sudut

putar sebesar 30 cm. Percobaan diambil dari kelipatan 10o sehingga ada sebanyak 19

pergerakan.

Pengujian yang dilakukan terhadap sudut putar dengan cara mengukur secara aktual

sudut yang terjadi dan dibandingkan dengan sudut yang dikirim melalui program yang mana

dapat dilihat secara detai melalui serial monitor pada software arduino. Sebelum

pengambilan data, servo yang digunakan harus dilakukan kalibrasi dikarenakan jika tidak

dikalibrasi maka sudut yang didapat tidak sesuai dengan yang diinginkan. Kalibrasi motor

servo dilakukan sebelum motor servo dipasang pada poros sudut putar. Tabel perolehan nilai

hasil kalibrasi dapat dilihat pada tabel 4.1. Tujuan dari kalibrasi adalah untuk mendapatkan

nilai sudut yang sesuai yang akan digunakan di program.


65

Tabel 4.1. Nilai sudut servo di program.

Sudut yang diinginkan

(derajat) Nilai sudut (derajat)

0 7

10 15

20 24

30 32

40 41

50 50

60 58

70 67

80 75

90 84

100 93

110 101

120 110

130 118

140 127

150 136

160 144

170 153

180 162

Gambar 4.17. Grafik nilai motor servo di program.

y = 0.8609x + 6.5737R² = 1

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 50 100 150 200

nila

i su

du

t (d

era

jat)

sudut yang diinginkan (derajat)

Nilai sudut motor servo di program


66

Gambar 4.18. Motor servo yang telah dikalibrasi.

Dari tabel 4.1. diatas dapat dilihat bahwa sudut 0o tidak sesuai dengan nilai 0

melainkan bernilai 7 sedangkan nilai untuk sudut 180o adalah 162. Gambar 4.17.

menunjukkan grafik dari nilai sudut yang didapat dari hasil kalibrasi. Dari grafik dapat

diketahui bahwa grafik yang didapat sudah linear terbukti dengan nilai R2 = 1. Nilai sudut

yang didapatkan kemudian dimasukkan ke program yang akan dibuat. Gambar 4.18.

menunjukkan motor servo yang telah dikalibrasi dengan nilai yang baru sehingga sesuai

dengan sudut yang diinginkan. Dari hasil kalibrasi maka dilanjutkan dengan pengambilan

data motor servo yang sudah terpasang pada sudut putar. Data yang diambil berjumlah 19

yang mana menggunakan kelipatan 10o. pengambilan data dilakukan dua kali, yang pertama

dengan sudut awal 0o dan yang kedua dimulai setiap dari 90o. Hasil pengambilan data sudut

putar yang dimulai dari setiap 90o dapat dilihat pada tabel 4.2 dan tabel 4.3 sedangkan data

sudut putar yang dimulai dari sudut 0o dapat dilihat pada tabel 4.4. dan tabel 4.5.

Tabel 4.2. Data sudut putar yang sudut awal selalu 90o.

Sudut yang

diinginkan

(derajat)

Sudut aktual (derajat) Selisih sudut Error (%)

0 5 5 100

10 20 10 50

20 30 10 33.3

30 35 5 14.28

40 45 5 11.1

50 55 5 9.1

60 70 10 14.28

70 80 10 12.5

80 85 5 5.88

90 90 0 0

100 95 5 5

110 110 0 0

120 120 0 0

130 130 0 0

140 140 0 0

150 150 0 0


67

Tabel 4.3. (Lanjutan) Data sudut putar yang sudut awal selalu 90o.

Sudut yang

diinginkan

(derajat)

Sudut aktual (derajat) Selisih sudut Error (%)

160 160 0 0

170 170 0 0

180 175 5 2.8

Jumlah Error 255.24

Rata – Rata Error 13.59

Gambar 4.19. Grafik sudut putar yang sudut awal selalu 90o.

Dari hasil percobaan sudut putar dengan sudut awal selalu 90o didapatkan error persatu

derajat adalah 0.56%. Sedangkan error rata-rata dari hasil percobaan adalah 13.59%.

Tabel 4.4. Data sudut putar sudut awal 0o.

Sudut yang

diinginkan

(derajat)

Rata-rata Sudut aktual

(derajat) Selisih sudut Error (%)

0 0 0 0

10 5 5 50

20 15 5 33.3

30 25 5 20

40 37 3 7.5

50 48 2 4

60 60 0 0

70 70 0 0

80 80 0 0

90 90 0 0

100 98 2 2

110 110 0 0

y = 0.9342x + 8.8158R² = 0.9966

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 50 100 150 200

sud

ut

aktu

al(d

eraj

at)


Sudut awal selalu 90 derajat


68

Tabel 4.5. (lanjutan) Data sudut putar sudut awal 0o.

Sudut yang

diinginkan

(derajat)

Rata-rata Sudut aktual


120 115 5 4.17

130 125 5 3.85

140 135 5 3.57

150 145 5 3.33

160 155 5 3.12

170 165 5 2.94

180 172 8 4.44

Jumlah Error 124.22


Gambar 4.20. Grafik sudut putar dengan sudut awal 0o.

Dari tabel 4.2. dan tabel 4.4. diatas ternyata spesifikasi dan juga sudut yang diharapkan

berbeda dengan sudut yang dikenyataannya. Selisih ini dikarenakan ketidakmampuan motor

servo untuk memutar sudut yang berjarak kecil. Dari hasil percobaan sudut putar dengan

sudut awal 0o didapatkan error persatu derajat adalah 0.55%. Sedangkan error rata-rata dari

hasil percobaan adalah 7,48%.

Gambar 4.21. Putaran motor servo yang tidak sesuai.

y = 0.9805x - 1.4053R² = 0.9983

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 50 100 150 200

sud

ut

aktu

al (

de

raja

t)


sudut awal 0 derajat


69

Gambar 4.19. menunjukkan grafik sudut putar yang sudut awal selalu 90o sedangkan

gambar 4.20. menunjukkan grafik sudut putar dengan sudut awal 0o. Dari kedua grafik pada

gambar 4.19 dan gambar 4.20. diketahui bahwa hasil yang didapat masih mendekati linear

karena nilai R2 tidak sama dengan 1. Pada grafik gambar 4.19. diketahui bahwa terdapat

error sebesar 0,9342x dan offset sebesar 8,8158 sedangkan Pada grafik gambar 4.20.

diketahui bahwa terdapat error sebesar 0,9805x dan offset sebesar 1,4053. Gambar 4.21.

menunjukan putaran servo yang tidak sesuai. Grafik gambar 4.19. dengan grafik gambar

4.20. jika kita bandingkan, maka grafik terbaik adalah grafik 4.20. Hal ini disebabkan karena

grafik 4.20. yang mempunyai R2 0,9983 lebih mendekati linier dibandingkan dengan grafik

4.19. R2 0,9966.

Tabel 4.6 Percobaan pergerakan sudut putar.

pergerakan sudut

yang diinginkan

(derajat)

Pergerakan sudut

kenyataan (derajat) Selisih sudut Error (%)

0 0 0 0

1 0 1 100

2 0 2 100

3 0 3 100

4 0 4 100

5 0 5 100

6 1 5 83.3

7 1 6 85.71

8 2 6 75

9 2 7 77.7

10 5 5 50

11 5 6 54.54

12 5 7 58.33

15 10 5 33.3

20 18 2 10

Dari hasil percobaan pada tabel 4.6 diketahui bahwa pergerakan sudut yang kecil

antara 1 – 9 derajat menghasilkan pergerakan yang kurang optimal. Hal tersebut terlihat dari

error yang dihasilkan sangat besar. Pada pergerakan sudut sebesar 10 o terjadi pergerakan

yang cukup berarti walaupun masih menghasilkan error yang cukup besar. Pergerakan

dengan error paling kecil adalah pergerakan 20 o. Dari hasil percobaan pun diketahui bahwa

semakin besar pergerakan sudut putar yang diinginkan maka semakin baik juga sistem

bekerja. Diketahui juga bahwa pergerakan minimum sudut putar adalah 10o karena terjadi

pergerakan yang berarti.


70

Ada dua hal utama yang menyebabkan perbedaan sudut putar yang diinginkan berbeda

dengan sudut kenyataan. Pertama pengaruh diameter penopang yang digunakan. Hal ini

disebabkan peletakan poros yang langsung menempel pada penopang sehingga motor servo

mendapatkan beban yang cukup besar. Keterbatasan poros sebenarnya telah diatasi dengan

penambahan penopang pada setiap sisi, namun ternyata ada pengaruh yang kedua yang

membuat sudut tidak sesuai. Pengaruh tersebut adalah beban dari konfigurasi sudut elevasi

yang ditopang oleh sudut putar. Beban yang cukup berat tersebut yang membuat kerja motor

servo tidak maksimal. Kabel dan selang yang ada diantara kotak elektrik dengan sudut

elevasi juga menambah batasan gerak sudut putar walaupun sudah dikondisikan semaksimal

mungkin. Dari semua percobaan sudut elevasi maka didapatlah rata-rata persentase

keberhasilan mencapai sudut yang diinginkan sebesar 89.46%.

4.2.7. Pengujian Sudut Elevasi

Penggerak sudut elevasi adalah motor dc, sehingga harus ada variabel tertentuk untuk

memberhentikan putaran motor dc agar berhenti sesuai dengan sudut yang diinginkan. Pada

bab III batasan sudut elevasi adalah 30o hingga 90o. Pengambilan data yang telah dilakukan

menggunakan sudut kelipatan 10o untuk decrement maupun increment sudut melalui

program. Kelipatan 10o ini dianggap sudah cukup detil untuk pengujian sudut putar

mengingat diameter sudut elevasi yang cukup besar. Percobaan diambil dari kelipatan 10o

sehingga ada sebanyak 7 pergerakan.

Pengujian yang dilakukan terhadap sudut elevasi dengan cara mengukur secara actual

sudut yang terjadi dan dibandingkan dengan sudut yang dikirim melalui program yang mana

dapat dilihat secara detail melalui serial monitor pada software arduino. Sebelum

pengambilan data, potensio sebagai sensor posisi yang digunakan harus dilakukan kalibrasi

untuk menentukan nilai potensio sesuai dengan sudut yang diinginkan. Nilai yang dicari

merupakan nilai ADC dari potensiometer. Nilai adc dari potensio adalah 0 – 1023. Tabel

nilai hasil kalibrasi nilai adc potensio dapat dilihat pada tabel 4.7dan Tabel 4.8.

Tabel 4.7. Nilai ADC sensor potensio.

sudut Nilai ADC sensor

kalibrasi

Rata-rata Nilai ADC sensor

kenyataan

Selisih Nilai

30 261 260 1

40 304 294 10

50 339 337 2


71

Tabel 4.8. (Lanjutan) Nilai ADC sensor potensio.

sudut Nilai ADC sensor

kalibrasi

Rata-rata Nilai ADC sensor

kenyataan

Selisih Nilai

60 371 365 6

70 408 403 5

80 452 449 3

90 491 487 4

Dari tabel 4.7. dan Tabel 4.8. diatas dapat dilihat nilai adc sensor(potensio) yang

didapatkan dari hasil kalibrasi persudut dengan cara menggerakan sudut elevasi sesuai sudut

yang diinginkan. Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa pada sudut 30o nilai adc potensio

sebesar 261 dan pada sudut 90o sebesar 491. Rata-rata nilai adc sensor kenyataan adalah

rata-rata nilai adc sensor hasil percobaan melalui program dari acuan nilai adc sensor

kalibrasi. Dari tabel 4.3 diatas dapat diketahui bahwa ada selisih nilai yang didapat dari nilai

sensor hasil percobaan dengan nilai sensor hasil kalibrasi. Selisih yang didapat ini tentunya

merupakan sebuah error dari sistem sudut elevasi yang tentunya juga mempengaruhi dalam

ketepatan sudut.

Setelah mengetahui nilai adc sensor yang menjadi acuan dan dimasukkan kedalam

program, maka dilakukan percobaan untuk mengukur ketepatan sudut pada sistem sudut

elevasi. Percobaan dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama percobaan dilakukan dengan

tanpa beban (tanpa roket) sedangkan yang kedua dengan beban (dengan roket). Hasil

percobaan yang pertama (tanpa beban) dapat dilihat pada tabel 4.9. Percobaan yang

dilakukan mulai dari sudut 30o sampai 90o dengan kelipatan 10o sehingga ada 7 percobaan.

Tabel 4.9. Data sudut elevasi tanpa roket.

Sudut diinginkan

(derajat)

Sudut kenyataan


30 26 4 13.33

40 38 2 5

50 45 5 10

60 56 4 6.67

70 73 3 4.1

80 80 0 0

90 93 3 3.23

Jumlah Error 42.33



72

Gambar 4.22. Grafik perbandingan sudut elevasi tanpa roket.

Gambar 4.23. Acuan penghitungan sudut.

Gambar 4.22. adalah grafik perbandingan antara sudut yang diinginkan dengan sudut

kenyataan. Grafik juga menunjukkan bahwa hasil yang didapatkan mendekati linear, itu

terbukti dari nilai R2 yang belum bernilai 1 tetapi mendekati. Hasil tersebut juga

mendapatkan error sebesar 1,1179x dan offset sebesar 8,3571. Gambar 4.23. adalah acuan

penghitungan sudut yaitu menggunakan busur derajat. Gambar 4.23. juga menunjukkan

sudut elevasi yang tidak sesuai. Setelah melakukan percobaan pengukuran sudut elevasi

tanpa menggunakan roket, dapat diketahui bahwa ternyata terjadi selisih antara sudut yang

diinginkan dengan sudut kenyataan. Selisih yang terjadi ini adalah akibat dari selisih nilai

sensor yang telah diketahui sebelumnya. Jika dihitung nilai error persudut maka didapatkan

nilai error sebesar 1,1% sehingga rata-rata error pada percobaan sudut elevasi tanpa roket

adalah 6.05%. Percobaan kedua dilakukan dengan menambahkan beban(roket) yang

y = 1.1179x - 8.3571R² = 0.9919

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

sud

ut

ken

yata

an (

de

raja

t)

sudut diinginkan (derajat)

sudut elevasi tanpa roket


73

terpasang pada sudut elevasi. Beban yang digunakan seberat 208g untuk sekaligus menguji

kekuatan dari sudut elevasi. Hasil percobaaan pengukuran sudut dengan roket dapat dilihat

pada tabel 4.10.

Tabel 4.10. Data sudut elevasi menggunakan roket.

Sudut diinginkan

(derajat)

Sudut kenyataan


30 26 4 13.33

40 38 2 5

50 50 0 0

60 56 4 6.67

70 70 0 0

80 82 2 2.44

90 90 0 0

Jumlah Error 27.44


Gambar 4.24. grafik percobaan sudut elevasi dengan roket.

Dari gambar 4.24. didapatkan grafik hasil percobaan sudut elevasi dengan beban roket.

Dari grafik diketahui bahwa grafik mendekati linear karena R2 hanya bernilai 0,9949 tetapi

nilai ini sudah mendekati linear dari grafik juga diketahui bahwa error sebesar 1,0714x dan

offset sebesar 5,4286. Jika dihitung nilai error persudut maka didapatkan nilai error sebesar

1,1% sehingga rata-rata error pada percobaan sudut elevasi dengan roket adalah 3.29%.

Grafik gambar 4.22. dengan grafik gambar 4.24. jika kita bandingkan, maka grafik terbaik

adalah grafik 4.24. Hal ini disebabkan karena grafik 4.24. yang mempunyai R2 0,9949 lebih

mendekati linier dibandingkan dengan grafik 4.222. R2 0,9919.

y = 1.0714x - 5.4286R² = 0.9949

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 20 40 60 80 100

sud

ut

ken

yata

an (

de

raja

t)

Sudut diinginkan (derajat)

sudut elevasi dengan roket


74

Tabel 4.11 Ujicoba pergerakan sudut elevasi

pergerakan sudut

yang diinginkan

(derajat)

Pergerakan sudut

kenyataan (derajat) Selisih sudut Error (%)

0 0 0 0

1 0 1 100

2 0 2 100

3 0 3 100

4 0 4 100

5 4 1 20

6 5 1 16.6

7 5 2 28.57

8 7 1 12.5

9 7 2 22.2

10 10 0 0

11 10 1 9.1

12 10 2 16.7

15 15 0 0

20 20 0 0

Dari hasil percobaan pada tabel 4.11 diketahui bahwa pergerakan sudut yang kecil

antara 1 – 5 derajat menghasilkan pergerakan yang kurang optimal. Hal tersebut terlihat dari

error yang dihasilkan sangat besar. Pada pergerakan sudut sebesar 5 o terjadi pergerakan

yang cukup berarti tetapi pada percobaan 5 o berikutnya tidak terjadi pergerakan. Pergerakan

dengan error paling kecil adalah pergerakan 10 derajat. Dari hasil percobaan diketahui

bahwa semakin besar pergerakan sudut putar yang diinginkan maka semakin baik juga

sistem bekerja. Diketahui juga bahwa pergerakan minimum sudut putar adalah 10o karena

terjadi pergerakan yang cukup baik.

Ada beberapa faktor yang menyebabkan sudut kenyataan sudut elevasi tidak sesuai

dengan sudut yang diinginkan. Yang pertama pengaruh dari gear yang digunakan. Gear

yang digunakan adalah gear yang tidak terlalu rapat sehingga celah yang ada pada gear

menjadi masalah yang cukup berarti. Selain itu beban roket juga mempengaruhi kerja motor

dc dimana ketika beban terlalu berat dan tegangan serta arus tidak sesuai maka motor dc

tidak kuat menggangkat roket. Hal ini pernah terjadi ketika ujicoba dilakukan menggunakan

adaptor 1 ampere. Tegangan pada motor dc down sebesar 3 volt menjadi 9 volt sehingga

mempengaruhi kerja motor. Motor dc sendiri baru bekerja maksimal ketika menggunakan

adaptor 12 volt 10 ampere dimana tidak terjadi drop tegangan. Keakuratan pembacaan sensor

adc juga mempengaruhi ketidaktepatan sudut yang diinginkan. Dari semua percobaan sudut


75

elevasi maka didapatlah rata-rata persentase keberhasilan mencapai sudut yang diinginkan

sebesar 95.01%.

4.2.8. Pengujian Sensor Tekanan

Pengujian sensor tekanan bertujuan untuk menganalisis kinerja sensor tekanan

MPX5700Ap dengan pembaca analok tekanan berupa manometer sehingga keluaran yang

dihasilkan sesuai dengan tekanan manometer. Pengujian sensor MPX 5700Ap untuk

kalibrasi dilakukan dengan membandingkan nilai tekanan keluaran dengan manometer

apakah sudah sama dengan datasheet. Hasil pengujian sensor MPX 5700Ap ditunjukan

dalam Tabel 4.12.

Tabel 4.12. Data pembacaan sensor tekanan.

Tekanan

(psi)

sensor terbaca

(psi) Selisih

0 14.22 14.22

5 14.22 9.22

10 14.22 4.22

15 15.23 0.23

20 20.11 0.11

25 25.31 0.31

30 30.22 0.22

35 35.41 0.41

40 40.12 0.12

45 45.31 0.31

50 50.02 0.02

55 55.66 0.66

60 60.33 0.33

Gambar 4.25. Grafik pembacaan sensor tekanan.

y = 1.0122xR² = 0.9096

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70

sen

sor

terb

aca

(psi

)

tekanan (psi)

pembacaan sensor tekanan


76

Gambar 4.25. menunjukkan grafik ujicoba pembacaan sensor tekanan. Grafik yang

didapat telah sesuai dengan datasheet sensor tekanan MPX5700ap. Sensor tidak efektif

dalam pembacaan 0-14 psi dikarenakan selain pengaruh tekanan udara yang ada juga

dipengaruhi tegangan yang masuk pada sensor. Jika dihitung rata-rata error pada percobaan

sensor tekanan adalah 3.81% sehingga tingkat keberhasilan sensor mencapai tekanan yang

diinginkan sebesar 96,18%. Hasil yang didapat pada gambar 4.25. diambil dengan

pendekatan dari 0, sehingga menghasilkan error 1.0122x dan nilai linearitas R2 = 0,9096.

Tabel 4.13. Proses pengisian tekanan.

detik rata rata (psi)

0 14.3

1 22.4

2 31.09

3 39.11

4 43.18

5 49.13

6 52.77

7 58.1

8 59.88

9 64.49

Dari tabel 4.13. dapat diketahui bahwa proses pengisian tekanan ke dalam botol

berlangsung cukup cepat. Hal ini dikarenakan penggunaan botol yang kecil sehingga lebih

cepat terisi. Hasil tabel 4.13. diambil dengan sampel roket kecil.

4.2.9. Pengujian pengiriman data

Pengujian pengiriman data dilakukan dengan cara mengecek pengiriman data yang

dikirim dengan yang diterima apakah sudah sama atau belum. Pada percobaan yang

dilakukan pengiriman data dilakukan dengan menggunakan kabel sepanjang 3 meter.

Penggunaan kabel sepanjang 3 meter ini dianggap sudah mewakili jarak yang diinginkan

oleh penulis agar terhindar dari cipratan air yang dihasilkan dari peluncuran roket.


77

Gambar 4.26. Layar LCD di kotak kontroler.

Gambar 4.27. Layar LCD di peluncur.

Gambar 4.26. menunjukkan layar lcd pada kotak kontroler dengan nilai yang telah

dimasukkan. Gambar 4.27. menunjukkan layar lcd pada peluncur yang menampilkan data

yang sama dengan kotak kontroler. Artinya pengiriman yang dilakukan dengan

menggunakan kabel sepanjang 3 meter telah berhasil. Pada percobaan pengiriman data

sebenarnya tidak terlalu bermasalah dengan jarak tetapi masalah yang terjadi pengiriman

data secara serial adalah kebutuhan kabel yang disesuaikan dengan jauhnya jarak yang

diinginkan.

4.2.10. Pengujian dan Analisis Hasil Sistem Secara Keseluruhan

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang telah dirancang mampu

melakukan proses peluncuran roket sesuai dengan kaidah yang telah ditentukan sebelumnya.

Pengujian dilakukan secara bertahap sesuai prosedur kerja sistem yang telah dirancang.

Pengujian sistem secara keseluruhan dilakukan tahap demi tahap sesuai dengan prosedur

kerja sistem.


78

Gambar 4.28. Posisi siaga peluncur.

Proses pengujian dilakkukan dengan posisi siaga peluncur. Posisi siaga peluncur

sebenarntya adalah sudut putar sebesar 90o dan sudut elevasi sebesar 90o. tetapi seperti yang

terlihat pada gambar 4.28 bahwa posisi siaga peluncur tidak sesuai 90o tetapi 94o dan sudut

putar tetap 90o.

Tabel 4.14. Ujicoba sistem tanpa air.

no Berat

roket

Keterangan

botol

Data dikirim Data kenyataan Peluncuran

SP(o) SE(o) Tek(Psi) SP(o) SE(o) Tek(Psi)

1

58g

kecil 60 50 20 55 50 20 Gagal

2 Kecil 180 50 40 170 50 40 Berhasil

3 Kecil 160 90 40 150 90 40.12 Berhasil

4 Kecil 90 45 50 90 40 50.11 Berhasil

5 Kecil 90 40 60 90 40 60.11 Berhasil

6

69g

Kecil 90 90 20 90 90 20.13 Gagal

7 Kecil 0 90 40 0 90 40.03 Berhasil

8 Kecil 90 90 40 90 90 40.22 Berhasil

9 Kecil 90 40 50 90 0 70 Gagal

10 Kecil 180 50 60 170 45 60.23 Berhasil

11

84g

Kecil 0 30 25 10 33 25.22 Berhasil

12 Kecil 90 70 30 90 70 30.25 Berhasil

13 Kecil 180 60 40 170 35 40.21 Berhasil

14 Kecil 90 60 50 90 55 50.21 Berhasil

15 Kecil 140 50 60 130 53 60.10 Berhasil

16

152g

Besar 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

17 Besar 90 90 40 90 90 40 Berhasil

18 Besar 180 60 40 170 30 40 Gagal

19 Besar 90 40 50 90 30 53.03 Gagal

Keterangan:

SP adalah Sudut Putar, SE adalah Sudut Elevasi, dan Tek adalah Tekanan.


79

Dari tabel 4.14. dapat dilihat hasil percobaan sistem peluncuran roket air secara

keseluruhan tanpa menggunakan air. Dari 19 percobaan yang dilakukan berhasil 13 kali dan

gagal 6 kali. Kegagalan yang terjadi diakibatkan beberapa faktor. Kegagalan peluncuran

dengan tekanan 20 psi terjadi dikarenakan roket tidak dapat diluncurkan karena tekanan yang

kurang sedangkan percobaan nomer 9 peluncuran gagal dikarenakan proses penerimaan data

dari kontroler ke peluncur mengalami kegagalan sehingga dapat dilihat bahwa sudut elevasi

malah bernilai 0 dan tekanannya bernilai 70. Untuk percobaan 18 dan 19 kegagalan terjadi

akibat konstruksi dari peluncur tidak kuat menahan beban roket dan tekanan yang ada.

Sehingga terjadi kerusakan pada bagian poros sudut elevasi. Jika dilihat dari keberhasilan

meluncurkan roket, roket yang diluncurkan secara vertikal mampu mencapai ketinggian

lantai dua gedung. Sedangkan pada posisi parabola sejauh 10 meter. Percobaan tanpa air

dapat di katakan berhasil sebesar 68.4%.

Tabel 4.15. Ujicoba sistem dengan air.

no Berat

roket

Keterangan

botol



1

208g

Kecil 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

2 Kecil 60 30 30 65 28 30.14 Berhasil

3 Kecil 160 90 40 150 90 40.12 Berhasil

4 Kecil 90 45 50 90 40 50.11 Berhasil

5 Kecil 90 90 60 90 90 60.11 Berhasil

6

219g

Kecil 40 50 20 50 53 20.2 Gagal

7 Kecil 0 90 40 0 88 40.03 Berhasil

8 Kecil 90 90 40 90 88 40.22 Berhasil

9 Kecil 130 70 50 125 70 50.15 Berhasil

10 Kecil 180 50 60 170 45 60.23 Berhasil

11

234g

Kecil 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

12 Kecil 90 90 30 90 88 30.25 Berhasil

13 Kecil 180 60 40 170 35 40.21 Berhasil

14 Kecil 90 60 40 90 55 40.22 Berhasil

15 Kecil 70 70 60 80 70 60.33 Berhasil

16 302g

Besar 90 90 40 90 88 40 Berhasil

17 Besar 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

Keterangan:

SP adalah Sudut Putar, SE adalah Sudut Elevasi, dan Tek adalah Tekanan.

Tabel 4.15. adalah hasil ujicoba sistem peluncuran secara keseluruhan dengan roket

terisi air. Hasil percobaan yang didapatkan ternyata hampir sama dengan percobaan tanpa

air dimana pada percobaan peluncuran dengan tekanan 20psi roket tidak mampu

diluncurkan. Dilihat dari hasil percobaan maka keberhasilan peluncuran roket dengan


80

menggunakan air sebesar 76,47%. Error yang terjadi adalah error perbagian yang telah

dijelaskan pada bagian sebelumnya. Selisih dari setiap data kenyataan masih bisa ditoleransi.

Peluncuran roket secara vertikal mampu mencapai lantai 4 gedung sedangkan peluncuran

parabola mampu meluncur sejauh 20 meter. Percobaan sistem juga dilakukan dengan cara

mencoba ketahanan pengunci. Pada percobaan ketahanan pengunci diketahui bahwa sampai

tekanan 80 psi pengunci yang digunakan masih aman sehingga telah sesuai dengan batasan

masalah.

Keseluruhan sistem yang dibuat telah mampu meluncurkan roket yang diinginkan

sesuai dengan batasan batasan yang telah dibuat sebelumnya sehingga jika dihitung dari

presentase keberhasilan peluncuran roket dengan menggunakan air dan tidak menggunakan

air adalah 72.43%.

4.3. Pembahasan Perangkat Lunak

Peluncur Roket Air otomatis ini menggunakan software Arduino versi 1.6.8, program

dibuat mengunakan software arduino sesuai dengan parameter yang dikehendaki.

Mikrokontroler yang digunakan adalah ATmega32 yang terpasang pada rangkaian minimum

sistem. Alasan penggunaan software arduino karena tersedianya library yang aplikatif pada

software sehingga memudahkan dalam pembuatan program.

4.3.3. Software bagian kotak Kontroler

1. Inisialisasi

Inisialisasi pada program kotak kontroler ini berisi tentang pendefinisian dari fungsi

library dan variabel yang digunakan dalam proses pengoperasian data. Seperti pada bab

perancangan pada flowchart bagian inisialisasi meliputi input/output yang digunakan dan

setup untuk komunikasi serial. Listing program inisialisasi dari kotak kontroler dapat dilihat

pada gambar 4.29., gambar 4.30., gambar 4.31., dan gambar 4.32.

Gambar 4.29. Inisialisasi library.


81

Gambar 4.30. Inisialisasi i2c.

Gambar 4.31. Inisialisasi keypad.

Gambar 4.32. Inisialisasi input dan output.


82

2. Tampilan lcd

Pada gambar 4.33. menunjukkan listing program tampilan awal lcd. Tampilan diawali

oleh judul, sudut putar sudut elevasi dan tekanan. Penerapan listing program dapat dilihat

pada gambar 4.34.

Gambar 4.33. Listing program LCD.

Gambar 4.34. Hasil listing program LCD.

Gambar 4.35. menunjukkan listing program untuk memindahkan kursor. Pemindahan

kursor dengan menggunakan tombol bintang (*). Ketika tombol bintang (*) ditekan maka

kursor akan berpindah ke bawahnya. Ketika kursor sampai pada baris paling bawah, ketika

tombol bintang ditekan maka kursor akan langsung ke baris kedua atau menu paling atas.

Gambar 4.38. menunjukkan listing program untuk menghapus data yang telah dimasukkan.

Penghapusan data dengan cara menekan tombol pagar (#).


83

Gambar 4.35. Listing program memindahkan kursor.

Gambar 4.36. Penerapan listing program kursor.

Gambar 4.37. Penerapan listing program kursor yang berpindah.


84

Gambar 4.36 dan gambar 4.37. menunjukkan penerapan dari listing program kursor.

Pada gambar 4.36. terlihat bahwa kursor yang berada di samping kiri masih menunjukkan

sudut putar lalu pada gambar 4.37. kursor telah berpindah dengan menunjukkan sudut

elevasi.

Gambar 4.38. Listing program menghapus data.

Gambar 4.39. penerapan listing program menghapus data.

Gambar 4.40. penerapan listing program menghapus data (2).

Gambar 4.39 dan gambar 4.40. menunjukkan penerapan listing program menghapus

data. Pada gambar 4.39. terlihat bahwa data pada sudut elevasi telah terisi dengan nilai 65

lalu pada gambar 4.40. data pada sudut elevasi dihapus untuk diganti data baru.

3. Pengecekan data

Sebelum kotak kontroler mengirimkan data ke peluncur secara otomatis setelah

pengguna menekan tombol kirim kotak kontroler akan melakukan pengecekan data apakah

data yang dimasukkan sudah sesuai dengan batasan yang telah ditentukan. Gambar 4.41


85

menunjukkan listing program untuk mengecek data sedangkan gambar 4.42 adalah gambar

pesan yang ditampilkan layar lcd jika terjadi data yang salah.

Gambar 4.41. listing program pengecekan data

Gambar 4.42. tampilan layar lcd data salah.

4. Pengiriman data

Gambar 4.43. menunjukkan listing program pengiriman data. Data yang telah

dimasukkan oleh pengguna akan dipisahkan berdasarkan namanya dan akan dikirim dalam


86

satu baris. Data yang telah ada akan dikirim dengan inisialisasi awalan bintang (*) dan

diakhir pagar (#). Setiap data akan dipisahkan dengan koma (,).

Gambar 4.43. Listing program pengiriman data.

4.3.4. Software bagian Peluncur

1. Inisialisasi

Inisialisasi pada program peluncur ini berisi tentang pendefinisian dari fungsi library

dan variabel yang digunakan dalam proses pengoperasian data. Seperti pada bab

perancangan pada flowchart bagian inisialisasi meliputi input/output yang digunakan dan

setup untuk komunikasi serial. Listing program inisialisasi dari kotak kontroler dapat dilihat

pada gambar 4.44., gambar 4.45., dan gambar 4.46.

Gambar 4.44. Inisialisasi library.

Gambar 4.45. Inisialisasi variabel.


87

Gambar 4.46. Inisialisasi input dan output.

2. Pembacaan sensor potensio

Gambar 4.47. dan gambar 4.48 menunjukkan gambar listing program pembacaan nilai

adc potensio yang digunakan sebagai acuan untuk sensor posisi. Sensor potensio akan

memerintahkan motor dc untuk perputar sesuai dengan nilai adc yang telah di tetapkan.

Gambar 4.47. Listing program pembacaan sensor potensio.


88

Gambar 4.48. Listing program pembacaan sensor potensio.

3. Pembacaan sensor tekanan

Gambar 4.49. adalah gambar listing program pembacaan sensor tekanan. Program

yang dibuat mengacu pada rumus yang telah ada di data sheet. Sensor tekanan yang dibaca

adalah nilai adcnya.

Gambar 4.49. Listing program sensor tekanan.

4. Menggerakkan sudut putar

Gambar 4.50. adalah gambar listing program untuk menggerakkan sudut putar. Sudut

putar digerakkan oleh servo sehingga menggunakan nilai pembacaan motor servo. Dari

listing program dapat terlihat bahwa motor servo akan bergerak dari 0 sampai 180 derajat

dengan nilai sudut pada program 7 sampai 162 derajat.


89

Gambar 4.50. Listing program menggerakkan motor servo.

5. Menggerakkan sudut elevasi

Gambar 4.51. adalah gambar listing program untuk menggerakkan sudut elevasi. Data

sudut elevasi yang telah diterima akan di proses untuk memutar motor dc. Dari program

dapat dilihat bahwa sudut elevasi akan bergerak dari 30 derajat – 90 derajat dengan nilai adc

sensor potensio sebesar 258 – 491.

Gambar 4.51. Listing program menggerakkan sudut elevasi.

6. Penerimaan data

Gambar 4.52. menunjukkan listing program untuk penerimaan data dari kontroler.

Dari program yang dibuat dapat dilihat bahwa data akan diterima jika awalan bertanda

bintang (*) dan akhirnya bertanda (#). Ketika data yang dikirim tidak sesuai dengan

inisialisasi makan peluncur akan meminta pengiriman data ulang oleh kontroler.


90

Gambar 4.52. Listing program penerimaan data dari kontroler.


91

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. KESIMPULAN

Dari hasil pengujian dan pengambilan data pada sistem peluncur roket air otomatis,

didapat kesimpulan sebagai berikut:

1. Peluncur roket air yang dibuat mampu menjalankan sistem dan meluncurkan roket

dengan cukup baik dengan persentase keberhasilan sebesar 72.43%.

2. Peluncur mampu meluncurkan roket dengan sudut putar 0-180 derajat, sudut elevasi

30-90 derajat dan tekanan sebesar 25-60 psi.

3. Pergerakan minimal sudut untuk sudut putar sebesar 10o dengan tingkat persentase

mencapai sudut yang diinginkan sebesar 89.46%.

4. Pergerakan minimal sudut untuk sudut elevasi sebesar 10o dengan tingkat persentase

mencapai sudut yang diinginkan sebesar 95.01%.

5. Tekanan untuk meluncurkan roket sebesar 25-60 psi dengan tingkat keberhasilan

sensor mencapai tekanan yang diinginkan sebesar 96,18%.

6. Roket terbaik yang dapat diluncurkan adalah roket kecil dengan beban maksimal 300g.

5.2. SARAN

Saran-saran untuk pengembangan sistem peluncur roket air otomatis adalah:

1. Untuk meningkatkan akurasi sudut putar dapat digunakan penggerak berupa motor

stepper atau motor DC dengan roda gigi cacing.

2. Penggunaan gear harus diperhatikan tingkat kerapatannya agar mampu menghasilkan

gerakan yang halus.

3. Pengiriman data dari kontroler ke peluncur dapat dikembangkan menggunakan metode

pengiriman wireless seperti Bluetooth atau wifi.


92

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agung, Yulianto, 2015, Tinjauan Fisika Mengenai Roket Air, Makalah, Universitas

Sebelas Maret, Surakarta.

[2] Baskoro, Aldino Adry, 2011, Panduan Lengkap Membuat Peluncur Roket Air Tipe

Marsiano, Langit Selatan, Bandung.

[3] Martin, M., 2013, An Autonomous Water Rocket Launcher,

http://www.yoctopuce.com/EN/article/an-autonomous-water-rocket-launcher,

diakses tanggal 1 oktober 2016.

[4] Paul A. Tipler, 1998, FISIKA Untuk Sains dan Teknik, edisi 3 jilid 1, Erlangga,

Bandung.

[5] ----, 2011, Data Sheet Mikrokontroler ATmega32, Atmel.

[6] Agus Bejo, 2008, C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokonroler

ATMEGA8535, 1st ed, GRAHA ILMU, Yogyakarta.

[7] Budiharto, W., 2014, Robotika Modern – Teori dan Implementasi, edisi revisi, C.V

Andi Offset, Yogyakarta.

[8] ----, 2009, TowerPro MG946R Servo, http://www.servodatabase.com , diakses

tanggal 6 oktober 2016.

[9] Setiawan, A., 2011, 20 Aplikasi Mikrokontroler ATmega8535 dan ATmega16, Andi,

Yogyakarta.

[10] Andrianto, Heri., 2013, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATmega 16

Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR), edisi revisi, Informatika, Bandung

[11] Akbar, Z, 2012, Penentuan Ranking Berdasarkan Waktu Lomba Renang Pada

Rangkaian Pushbutton Berbasiskan Mikrokontroler AT89S51, Skripsi, Univ

Gunadarma, Depok.

[12] Prabowo, P.S, Widyastuti, W, Harini, B.W, Martanto dan Tjendro, Makalah DATA

LOGGER ENERGI LISTRIK UNTUK pembangkit listrik tenaga Angin PRODUKSI

IBIKK TE USD.

[13] Boylestad, R. and Nashelsky. L., Electronic Devices and Circuit Theory, seventh

edition, Prentice Hall, New Jersey Columbus, Ohio.

[14] Fathoni, Oktober 2010, Unjuk Kerja Catu Daya 12 Volt 2A dengan Pass Element

Transistor NPN dan PNP, Jurnal Neutrino, Vol.3, No.1.


http://www.yoctopuce.com/EN/article/an-autonomous-water-rocket-launcher

93

[15] Budiharto, W., 2008, Panduan Praktikum Mikrokontroler AVR Atmega16, PT Elex

Media Komputindo, Jakarta.

[16] ----, 2015, Prinsip Kerja Solenoid Valve, http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-

solenoid-valve/ , diakses 22 November 2016.

[17] ----, Solenoid Valve Basic, www.solenoid-valve-info.com diakses tanggal 22

November 2016.

[18] ----, 2012, Data Sheet MPX5700AP, NXP.

[19] ----, 2010, Worm Gear, http://www.ilmuteknik.info/worm-gear/ , diakses 17 Januari

2017.

[20] ----, 1997, Data Sheet Mc7800, Motorola.

[21] Berahim, 1991, “Pengantar Teknik Tenaga Listrik”, Edisi kedua, Andi Offset,

Yogyakarta.


http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-solenoid-valve/

http://www.insinyoer.com/prinsip-kerja-solenoid-valve/

http://www.solenoid-valve-info.com/

http://www.ilmuteknik.info/worm-gear/

94

LAMPIRAN


L1

LAMPIRAN RANGKAIAN KESELURUHAN


L1-1


L1-2


L2

LAMPIRAN

PROGRAM


L2-1

Program kontroler

1 #include <Wire.h>

2 #include <LCD.h>

3 #include <LiquidCrystal_I2C.h>

4 #include <Keypad.h>

5 // definisi untuk I2C LCD Backpack

6 #define I2C_ADDR 0x3F

7 #define BACKLIGHT_PIN 3

8 #define BACKLIGHT_POL POSITIVE

9 #define EN_PIN 2

10 #define RW_PIN 1

11 #define RS_PIN 0

12 #define D4_PIN 4

13 #define D5_PIN 5

14 #define D6_PIN 6

15 #define D7_PIN 7

16 LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR, EN_PIN, RW_PIN, RS_PIN, D4_PIN, D5_PIN,

D6_PIN, D7_PIN, BACKLIGHT_PIN, BACKLIGHT_POL);

17 const int inPin = 0;

18 boolean present = false;

19 const byte ROWS = 4; // jumlah baris = 4

20 const byte COLS = 3; // jumlah kolom = 3

21 // Mendefiniskan keypad map

22 char keys[ROWS][COLS] =

23 '1', '2', '3',

24 '4', '5', '6',

25 '7', '8', '9',

26 '*', '0', '#'

27 ;

28 // Menyambungkan keypad ROW0, ROW1, ROW2 dan ROW3 ke pin digital

arduino.

29 byte rowPins[ROWS] = A0, A1, A2, A3 ;

30 // Menyambungkan keypad COL0, COL1 and COL2 ke pin digital arduino.

31 byte colPins[COLS] = A4, A5, A6 ;

32 //Menciptakan 'objek keypad'

33 Keypad kpd = Keypad( makeKeymap(keys), rowPins, colPins, ROWS, COLS );

34 void setup()

35

36 Serial.begin(9600);

37 pinMode(23, INPUT);

38 pinMode(22, INPUT);

39 lcd.begin(20, 4);

40 lcd.setCursor(3, 0);

41 lcd.print ("Selamat Datang");



L2-2

43 lcd.print ("di");


45 lcd.print ("Peluncur Roket Air");


47 lcd.print ("Otomatis");

48 delay(1000);

49 lcd.clear();

50

51 unsigned char n;

52 String putar, elevasi, tekanan, text[3];

53 void angka(char key, char n)

54

55 if (key == '0' || key == '1' || key == '2' || key == '3' || key == '4' || key == '5' || key == '6'

|| key == '7' || key == '8' || key == '9')

56

57 if (n == 0 && (text[n].length() < 3))

58

59 text[n] = text[n] + key;

60 delay(300);

61

62 if (n > 0 && (text[n].length() < 2))

63

64 text[n] = text[n] + key;

65 delay(300);

66

67 key = 'k';

68

69

70 void setting()

71


73 lcd.print(" INPUT DATA ");


75 lcd.print("Sudut Putar :"); lcd.print(putar);


77 lcd.print("Sudut Elevasi:"); lcd.print(elevasi);


79 lcd.print("Tekanan :"); lcd.print(tekanan);

80 n = 0;

81 while (digitalRead(23) == 1)

82

83 char key = kpd.getKey();

84 if (key == '*')

85

86 n++;

87 if (n > 2) n = 0;


L2-3

88 delay(300);

89

90 angka(key, n);

91 switch (n)

92

93 case 0: lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(">");

94 lcd.setCursor(0, 2); lcd.print(" ");


96 putar = text[0]; lcd.setCursor(15, 1);

97 lcd.print(putar); lcd.print(" "); break;




101 elevasi = text[1]; lcd.setCursor(15, 2);

102 lcd.print(elevasi); lcd.print(" "); break;




106 tekanan = text[2]; lcd.setCursor(15, 3);

107 lcd.print(tekanan); lcd.print(" "); break;

108

109 if (key == '#')

110

111 text[n] = "";

112 delay(300);

113

114

115

116 void kirim()

117

118 lcd.clear();


120 lcd.print(" Proses Data ");


122 lcd.print(" Tunggu ");

123 Serial.print("*" + putar + "," + elevasi + "," + tekanan + "#" + "\n");

124 delay(10);

125 char input = '0';

126 while (input != 'y')

127

128 input = Serial.read();

129 if (input == 'n') Serial.print("*" + putar + "," + elevasi + "," + tekanan + "#" + "\n");

130


132 lcd.print(" Proses Data ");



L2-4

134 lcd.print(" Selesai ");

135 delay(1500);

136 lcd.clear();


138 lcd.print(" Silahkan Tekan ");


140 lcd.print(" Tombol Luncur !! ");

141 while (digitalRead(22) == 1);

142 delay(300);

143 Serial.println("y");

144 lcd.clear();


146 lcd.print(" Sedang Peluncuran ");

147 input = '0';

148 while (input != 'y') input = Serial.read();

149 delay(1000);


151 lcd.print(" Peluncuran Selesai ");

152 delay(1500);

153 lcd.clear();

154

155 // program utama;

156 void loop()

157

158 setting();

159 kirim();

160


L2-5

Program peluncur

1 #include <Wire.h>

2 #include <LCD.h>

3 #include <LiquidCrystal_I2C.h>

4 #include <Servo.h>

5 Servo servo; // create servo object to control a servo

6 #define I2C_ADDR 0x3F

7 #define BACKLIGHT_PIN 3

8 #define BACKLIGHT_POL POSITIVE

9 #define EN_PIN 2

10 #define RW_PIN 1

11 #define RS_PIN 0

12 #define D4_PIN 4

13 #define D5_PIN 5

14 #define D6_PIN 6

15 #define D7_PIN 7

16 LiquidCrystal_I2C lcd(I2C_ADDR, EN_PIN, RW_PIN, RS_PIN, D4_PIN, D5_PIN,

D6_PIN, D7_PIN, BACKLIGHT_PIN, BACKLIGHT_POL);

17 int x, kompresor = A2, solenoid = A1, a = 0;

18 float v, kpa, psi, calibrationFactor = 4.5;

19 String data[3], buf, awal, akhir;

20 boolean siap = 0, complate = 0, luncurok = 0;

21 int putar, elevasi, tekanan, sudut, nilai;

22 void setup()

23

24 Serial.begin(9600);

25 lcd.begin(16, 2);


27 lcd.print ("SP:");


29 lcd.print ("SE:");


31 lcd.print ("TEk:");


33 lcd.print ("PSI:");

34 // servo

35 pinMode(3, OUTPUT);

36 servo.attach(3);

37 // motor




41 // kompresor

42 pinMode(kompresor, OUTPUT);

43 pinMode(solenoid, OUTPUT);


L2-6

44 //standby

45 servo.write(90);

46 elevasi = 90;

47 nilai = map(elevasi, 30, 90, 258, 491);

48 putar_motor(nilai); // posisi motor 0-1023

49 delay(3000);

50

51 void putar_motor(int a)

52

53 int pot = 0;

54 pot = analogRead(5);

55 if (pot > a)

56

57 while (pot > (a + 4))

58


60 digitalWrite(23, 1);


62 analogWrite(15, 255);

63




67 delay(100);


69 goto tutup;

70

71 if (pot < a)

72

73 while (pot < (a - 4))

74





79




83 delay(100);


85 goto tutup;

86

87 tutup:


L2-7

88 delay(100);

89

90 void sensor_tekanan()

91

92 //pembacaan sensor;

93 x = analogRead(A0);

94 v = x * (5.0 / 1023.0);

95 kpa = ((v / 5.0) - 0.04) / 0.0012858;

96 psi = (float)(kpa * 0.145);


98 lcd.print (psi);

99

100 void proses_data()

101

102 while (1)

103

104 // proses servo;

105 if (putar >= 181)

106

107 putar = 180;

108

109 sudut = map(putar, 0, 180, 7, 162);

110 servo.write(sudut);

111 delay(2000);

112 // proses motor;

113 if (elevasi >= 91)

114

115 elevasi = 90;

116

117 if (elevasi <= 29)

118

119 elevasi = 30;

120



123 delay(2000);

124 // proses tekanan

125 if (tekanan >= 61)

126

127 tekanan = 60;

128

129 if (tekanan <= 19)

130

131 tekanan = 20;

132

133 sensor_tekanan();


L2-8

134 while (psi <= (tekanan + 3))

135

136 digitalWrite(kompresor, HIGH);

137 sensor_tekanan();

138

139 digitalWrite(kompresor, LOW);

140 break;

141

142

143 void terima_data()

144

145 char koma[3], i;

146 while (Serial.available())

147

148 char input = (char)Serial.read();

149 if (input == '\n')

150

151 complate = 1;

152 break;

153

154 buf = buf + input;

155

156 if (complate == 1)

157

158 awal = buf.substring(0, 1);

159 akhir = buf.substring((buf.length() - 1), buf.length());

160 if (awal == "*" && akhir == "#")

161

162 char j;

163 for (i = 1; i < buf.length(); i++)

164

165 if (buf[i] == ',')

166

167 koma[j] = i;

168 j++;

169

170

171 data[0] = buf.substring(1, koma[0]);

172 data[1] = buf.substring(koma[0] + 1, koma[1]);

173 data[2] = buf.substring(koma[1] + 1, buf.length() - 1);

174 putar = data[0].toInt();

175 elevasi = data[1].toInt();

176 tekanan = data[2].toInt();


178 lcd.print (putar);



L2-9

180 lcd.print (elevasi);


182 lcd.print (tekanan);

183 delay(2000);

184 proses_data();

185 Serial.print("y");

186 luncurok = 1;

187

188 else Serial.print("n");

189 buf = "";

190 complate = 0;

191

192

193 void luncur()

194

195 if (luncurok == 1)

196

197 char input = '0';

198 while (input != 'y') input = Serial.read();

199 digitalWrite(solenoid, 1);

200 delay(1000);

201 Serial.print("y");

202 digitalWrite(solenoid, 0);

203 delay(2000);

204 servo.write(90);

205 elevasi = 90;



208 delay(3000);

209 luncurok = 0;

210

211

212 void loop()

213

214 if (luncurok == 0) terima_data();

215 luncur();


L3

LAMPIRAN DATA PERCOBAAN


L3-1

PERCOBAAN SUDUT ELEVASI

Tanpa roket sudut

Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor Nilai sensor

30 256 257 251 251 254 242

40 288 298 290 289 289 289

50 339 336 334 331 339 316

60 378 371 374 374 381 360

70 411 412 413 411 415 418

80 461 457 461 461 463 446

90 501 496 497 501 502 505

sudut Nilai sensor kalibrasi Rata-rata Nilai

sensor kenyataan selisih

30 250 252 2

40 301 291 10

50 345 333 12

60 376 373 3

70 411 413 2

80 451 458 7

90 491 500 9

Sudut diinginkan Sudut kenyataan selisih error

30 26 4 13.33

40 38 2 5

50 45 5 10

60 56 4 6.67

70 73 3 4.1

80 80 0 0

90 93 3 3.23


L3-2

dengan roket

sudut Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor

Nilai

sensor Nilai sensor

30 264 262 261 261 266 243

40 304 282 291 291 297 297

50 334 341 334 335 335 345

60 361 355 367 368 374 365

70 404 394 403 402 404 411

80 435 448 451 450 450 457

90 483 500 485 480 477 499

sudut Nilai sensor kalibrasi Rata-rata Nilai

sensor kenyataan

selisih

30 261 260 1

40 304 294 10

50 339 337 2

60 371 365 6

70 408 403 5

80 452 449 3

90 491 487 4

Sudut diinginkan Sudut kenyataan selisih error

30 26 4 13.33

40 38 2 5

50 50 0 0

60 56 4 6.67

70 70 0 0

80 82 2 2.44

90 90 0 0

pergerakan sudut yang diinginkan (derajat)

Pergerakan sudut kenyataan (derajat)

Selisih sudut Error (%)

0 0 0 0

1 0 1 100

2 0 2 100

3 0 3 100

4 0 4 100

5 4 1 20

6 5 1 16.6

7 5 2 28.57

8 7 1 12.5

9 7 2 22.2

10 10 0 0

11 10 1 9.1

12 10 2 16.7

15 15 0 0

20 20 0 0


L3-3

PERCOBAAN SUDUT PUTAR

Sudut putar

sudut Nilai sudut

0 7

10 15

20 24

30 32

40 41

50 50

60 58

70 67

80 75

90 84

100 93

110 101

120 110

130 118

140 127

150 136

160 144

170 153

180 162

Sudut yang

diinginkan Sudut aktual Sudut aktual Sudut aktual

Rata-rata Sudut

aktual

0 5 5 5 5

10 20 20 20 20

20 30 30 30 30

30 35 35 35 35

40 45 45 45 45

50 55 55 55 55

60 70 70 70 70

70 80 80 80 80

80 85 85 85 85

90 90 90 90 90

100 95 95 95 95

110 110 110 110 110

120 120 120 120 120

130 130 130 130 130

140 140 140 140 140

150 150 150 150 150

160 160 160 160 160

170 170 170 170 170

180 175 175 175 175


L3-4

Sudut yang

diinginkan

Rata-rata Sudut

aktual Selisih sudut

error

0 5 5 100

10 20 10 50

20 30 10 33.3

30 35 5 14.28

40 45 5 11.1

50 55 5 9.1

60 70 10 14.28

70 80 10 12.5

80 85 5 5.88

90 90 0 0

100 95 5 5

110 110 0 0

120 120 0 0

130 130 0 0

140 140 0 0

150 150 0 0

160 160 0 0

170 170 0 0

180 175 5 2.8

Dari nol derajat

Sudut yang

diinginkan

Sudut aktual

Percobaan

pertama

Sudut aktual

Percobaan

kedua

Sudut aktual

Percobaan

ketiga

Rata-rata Sudut

aktual

0 0 0 0 0

10 5 5 5 5

20 15 15 15 15

30 25 25 25 25

40 35 40 35 37

50 45 50 50 48

60 60 60 60 60

70 70 70 70 70

80 80 80 80 80

90 90 90 90 90

100 100 95 100 98

110 110 110 110 110

120 115 115 115 115

130 125 125 125 125

140 135 135 135 135

150 145 145 145 145

160 155 155 155 155

170 165 165 165 165

180 170 175 170 172


L3-5

Sudut yang

diinginkan

Rata-rata Sudut

aktual Selisih sudut

error

0 0 0 0

10 5 5 50

20 15 5 33.3

30 25 5 20

40 37 3 7.5

50 48 2 4

60 60 0 0

70 70 0 0

80 80 0 0

90 90 0 0

100 98 2 2

110 110 0 0

120 115 5 4.17

130 125 5 3.85

140 135 5 3.57

150 145 5 3.33

160 155 5 3.12

170 165 5 2.94

180 172 8 4.44

Dari 0

Sudut diinginkan Sudut kenyataan

(1)

Sudut

kenyataan

(2)

Sudut

kenyataan (3)

Rata-rata

Sudut

kenyataan

0 0 0 0 0

20 15 15 15 15

40 40 35 35 36.6

60 60 60 60 60

80 80 80 80 80

100 100 100 100 100

120 120 120 120 120

140 140 130 130 133.3

160 155 155 155 155

180 175 170 170 171.6

Sudut diinginkan Rata-rata

Sudut

kenyataan

selisih

0 0 0

20 15 5

40 36.6 3.4

60 60 0

80 80 0

100 100 0

120 120 0

140 133.3 6.7


L3-6

160 155 5

180 171.6 8.4

Dari 90

Sudut diinginkan Sudut kenyataan

(1)

Sudut

kenyataan

(2)

Sudut

kenyataan (3)

Rata-rata

Sudut

kenyataan

0 5 5 5 5

10 20 15 15 16.6

30 40 40 40 40

50 60 60 60 60

70 85 80 80 81.6

90 90 90 90 90

110 110 110 110 110

130 125 130 130 128.3

150 145 150 150 148.3

170 165 165 165 165

180 170 170 170 170

Sudut diinginkan Rata-rata

Sudut

kenyataan

selisih

0 5 5

10 16.6 6.6

30 40 10

50 60 10

70 81.6 11.6

90 90 0

110 110 0

130 128.3 1.7

150 148.3 1.7

170 165 5

180 170 10


L3-7

UJICOBA SENSOR TEKANAN

Tekanan

detik tekanan

(PSI) tekanan (PSI)

tekanan

(PSI) rata rata

0 14.45 14.23 14.12 14.3

1 21.73 25.03 20.51 22.4

2 32.86 31.54 28.89 31.09

3 41.02 36.72 39.58 39.11

4 46.2 42.01 41.35 43.18

5 49.72 49.06 48.62 49.13

6 53.69 50.5 54.13 52.77

7 58.98 57.11 58.21 58.1

8 60.11 59.11 60.42 59.88

9 65.27 65.05 63.17 64.49

Tekanan sensor terbaca Selisih

0 14.22 14.22

5 14.22 9.22

10 14.22 4.22

15 15.23 0.23

20 20.11 0.11

25 25.31 0.31

30 30.22 0.22

35 35.41 0.41

40 40.12 0.12

45 45.31 0.31

50 50.02 0.02

55 55.66 0.66

60 60.33 0.33


L3-8

UJICOBA SISTEM

Ujicoba sistem tanpa air

no Berat roket

Keterangan botol



1

58g

kecil 60 50 20 55 50 20 Gagal

2 Kecil 180 50 40 170 50 40 Berhasil

3 Kecil 160 90 40 150 90 40.12 Berhasil

4 Kecil 90 45 50 90 40 50.11 Berhasil

5 Kecil 90 40 60 90 40 60.11 Berhasil

6

69g

Kecil 90 90 20 90 90 20.13 Gagal

7 Kecil 0 90 40 0 90 40.03 Berhasil

8 Kecil 90 90 40 90 90 40.22 Berhasil

9 Kecil 90 40 50 90 0 70 Gagal

10 Kecil 180 50 60 170 45 60.23 Berhasil

11

84g

Kecil 0 30 25 10 33 25.22 Berhasil

12 Kecil 90 70 30 90 70 30.25 Berhasil

13 Kecil 180 60 40 170 35 40.21 Berhasil

14 Kecil 90 60 50 90 55 50.21 Berhasil

15 Kecil 140 50 60 130 53 60.10 Berhasil

16

152g

Besar 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

17 Besar 90 90 40 90 90 40 Berhasil

18 Besar 180 60 40 170 30 40 Gagal

19 Besar 90 40 50 90 30 53.03 Gagal

Ujicoba sistem dengan air

no Berat roket

Keterangan botol



1

208g

Kecil 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

2 Kecil 60 30 30 65 28 30.14 Berhasil

3 Kecil 160 90 40 150 90 40.12 Berhasil

4 Kecil 90 45 50 90 40 50.11 Berhasil

5 Kecil 90 90 60 90 90 60.11 Berhasil

6

219g

Kecil 40 50 20 50 53 20.2 Gagal

7 Kecil 0 90 40 0 88 40.03 Berhasil

8 Kecil 90 90 40 90 88 40.22 Berhasil

9 Kecil 130 70 50 125 70 50.15 Berhasil

10 Kecil 180 50 60 170 45 60.23 Berhasil

11

234g

Kecil 0 80 20 10 80 20.02 Gagal

12 Kecil 90 90 30 90 88 30.25 Berhasil

13 Kecil 180 60 40 170 35 40.21 Berhasil

14 Kecil 90 60 40 90 55 40.22 Berhasil

15 Kecil 70 70 60 80 70 60.33 Berhasil

16 302g

Besar 90 90 40 90 88 40 Berhasil

17 Besar 0 80 20 10 80 20.02 Gagal


L4

LAMPIRAN FOTO


L4-1

Gambar L4.1. Posisi siaga peluncur.

Gambar L4.2. Sudut elevasi 70 derajat.

Gambar L4.3. Posisi sudut elevasi 60 derajat.


L4-2

Gambar L4.4. Posisi sudut elevasi 30 derajat.

Gambar L4.5. Posisi sudut putar 180 derajat.



L4-3


Gambar L4.7. Proses ujicoba.

Gambar L4.8. Proses ujicoba. (2)


L5

LAMPIRAN CARA PENGGUNAAN


L5-1

Berikut adalah cara penggunaan peluncur roket air otomatis:

1. Pasang kabel ke setiap catu.

Gambar L5.1. Catu kotak elektrik. Gambar L5.2. Catu kompresor.

2. Lalu hidupkan semua tombol power.

Gambar L5.3. Power kotak kontroler. Gambar L5.4. Power peluncur.

3. Isi air ke dalam roket dan pasang pada peluncur.

4. Pastikan pengunci roket telah terpasang dengan baik.

Gambar L5.5. Pengunci roket.


L5-2

5. Pengguna akan memasukkan data yang diinginkan pada kontroler dengan cara

memilih angka yang diinginkan dengan menggunakan keypad yang tersedia.

Gambar L5.6. Kotak kontroler.

6. Jika ingin memindahkan kursor silahkan tekan tombol bintang (*) dan jika ingin

menghapus silahkan tekan tombol pagar (#).

7. Isi semua data yang diperlukan, mulai dari sudut putar, sudut elevasi dan tekanan.

8. Jika data telah terisi dan siap silahkan tekan tombol kirim untuk mengirim data ke

kontroler.

9. Tunggu hingga data telah diproses dan peluncur mengirimkan pemberitahuan ke

kontroler.

10. Jika peluncur telah memberikan pemberitahuan ke kontroler dan layar lcd di

kontroleh telah memerintahkan pengguna menekan tombol luncur, silahkan menekan

tombol luncur untuk meluncurkan roket.

Jika roket telah meluncur dan peluncur telah kembali pada posisi awal maka proses

peluncuran telah selesai dan peluncur roket siap digunakan kembali.


L6

LAMPIRAN DATASHEET


L6-1

MG996R High Torque

Metal Gear Dual Ball Bearing Servo

This High-Torque MG996R Digital Servo features metal gearing resulting in extra high 10kg stalling

torque in a tiny package. The MG996R is essentially an upgraded version of the famous MG995

servo, and features upgraded shock-proofing and a redesigned PCB and IC control system that

make it much more accurate than its predecessor. The gearing and motor have also been

upgraded to improve dead bandwith and centering. The unit comes complete with 30cm wire and

3 pin 'S' type female header connector that fits most receivers, including Futaba, JR, GWS, Cirrus,

Blue Bird, Blue Arrow, Corona, Berg, Spektrum and Hitec.

This high-torque standard servo can rotate approximately 120 degrees (60 in each direction). You

can use any servo code, hardware or library to control these servos, so it's great for beginners

who want to make stuff move without building a motor controller with feedback & gear box,

especially since it will fit in small places. The MG996R Metal Gear Servo also comes with a

selection of arms and hardware to get you set up nice and fast!

Specifications

• Weight: 55 g

• Dimension: 40.7 x 19.7 x 42.9 mm approx.


L6-2

• Stall torque: 9.4 kgf·cm (4.8 V ), 11 kgf·cm (6 V)

• Operating speed: 0.17 s/60º (4.8 V), 0.14 s/60º (6 V)

• Operating voltage: 4.8 V a 7.2 V

• Running Current 500 mA – 900 mA (6V)

• Stall Current 2.5 A (6V)

• Dead band width: 5 µs

• Stable and shock proof double ball bearing design

• Temperature range: 0 ºC – 55 ºC


L6-3


L6-4


peluncur roket air otomatis - core.ac.uk · tuhan yesus dan bunda maria sumber kekuatan dan...

Documents