15 BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang 1.1. Negara

BAB I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Negara Republik Indonesia dengan wilayah yang luas baik daratan maupun
lautan sangat kaya dengan sumber daya alamnya. Karena itu sangat diperlukan
teknologi untuk pengawasan dari segi keamanan maupun untuk pengelolaan
sumber daya alam tersebut secara menyeluruh untuk kesejahteraan masyarakat.
Salah satu contohnya adalah dengan teknologi peroketan. Roket merupakan suatu
wahana peluncur yang dapat digunakan untuk keperluan keamanan (peluru
kendali) maupun untuk pengiriman satelit pengindera jarak- jauh sumber daya
alam, untuk telekomunikasi, dan lain sebagainya.
Teknologi peroketan di Indonesia masih jauh tertinggal dibandingkan
dengan negara-negara di
kawasan Amerika, Eropa, bahkan di Asia. Padahal
teknologi peroketan Indonesia telah dikembangkan sejak tahun 1960-an dengan
peluncuran roket Kartika. LAPAN (Lembaga Penerbangan dan Antariksa
Nasional) sebagai lembaga penelitian dan pengembangan teknologi, salah satunya
di bidang kedirgantaraan terus mengembangkan teknologi roket. Dalam
pengembangan roket tersebut, penelitian tentang sensor inersia sebagai
pengindera dinamis mutlak diperlukan.
Peluncuran roket dilakukan dengan memberikan gaya dorong. Hal ini
dapat menyebabkan gerak rotasi roket yang tidak menentu, sehingga roket tidak
mencapai sasaran dengan baik. Gyroscope merupakan sensor inersia yang
digunakan untuk mengukur kecepatan rotasi pada roket. Data dari sensor inersia
15
ini selanjutnya digunakan untuk mengendalikan sirip roket sehingga pergerakan
roket menjadi lebih stabil. Gerak rotasi roket, dapat dalam keadaan lambat
maupun cepat, sedangkan sensor gyroscope di pasaran tidak dirancang untuk
keadaan tersebut. Pergerakan rotasi roket dengan kecepatan yang kadang cepat
dan kadang lambat memerlukan sensor dengan sensitivitas yang berbeda-beda.
Pergerakan sensor yang cepat memerlukan sensor dengan sensitivitas yang lebih
rendah, sedangkan pergerakan lambat memerlukan sensor dengan sensitivitas
yang lebih tinggi. Sensitivitas sensor gyroscope dapat diatur dengan mengatur
gain pada sensor. Namun demikian hal tersebut tidak mungkin dilakukan pada
saat roket bergerak.[1] Oleh karena itu, perlu dikembangkan sistem sensor
gyroscope dengan multigain yaitu sensor yang memiliki dua atau lebih gain yang
berbeda, atau dapat juga menggunakan dua buah sensor gyroscope atau lebih
dengan sensitivitas yang berbeda, sehingga diharapkan dapat mendeteksi
pergerakan roket baik lambat maupun cepat secara otomatis.
Keluaran sensor rate gyroscope masih merupakan data mentah yang
berbentuk tegangan analog atau pulsa digital. Nilai tegangan ini tiap sensor
berbeda-beda, hal ini disebabkan pada sensor dengan teknologi MEMS ini
biasanya tidak dilakukan kalibrasi setelah diproduksi. Sehingga perlu dilakukan
kalibrasi terhadap sensor gyroscope untuk mencari nilai parameter offset dan
sensitifitas, dan proses perhitungan menjadi informasi data yang kita inginkan.[2]
Oleh karena itu, dalam
penelitian ini akan dilakukan pengujian dan
pengkalibrasian sensor gyroscope yang dapat mendeteksi gerak rotasi roket baik
dalam keadaan lambat maupun cepat. Parameter hasil kalibrasi selanjutnya diuji
16
pada model sistem gyroscope menggunakan perangkat lunak Labview, sehingga
diharapkan dapat diperoleh parameter yang tepat dalam pembuatan model
rancangan sistem sensor gyroscope untuk pemandu roket.
1.2. Perumusan Masalah
Sensor gyroscope merupakan pengindera dinamis roket yang sangat
penting. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian dan analisis secara khusus
pada perancangan sensor gyroscope. Yang menjadi permasalahan pada penelitian
ini adalah sebagai berikut :
1. Pergerakan roket yang tidak menentu, kadang cepat kadang lambat,
memerlukan sensor yang dapat mendeteksi hal tersebut.
2. Keluaran sensor gyroscope adalah sinyal kecepatan sudut yang masih
berupa sinyal tegangan analog atau data digital yang belum terkalibrasi.
Oleh karena itu diperlukan proses kalibrasi sehingga diperoleh parameter
kalibrasi untuk perhitungan data dari sensor menjadi informasi yang
diinginkan (misalnya pergerakan sudut putar).
3. Pengujian hasil kalibrasi memerlukan pengubahan sinyal kecepatan sudut
menjadi besaran, yang dilakukan dengan melakukan pengintegralan sinyal
kecepatan sudut. Namun demikian sensor gyroscope yang bersifat dinamis
memiliki drift noise yang dapat menyebabkan kesalahan dalam proses
pengintegralan, sehingga perlu dilakukan pemfilteran terhadap drift noise
tersebut.
17
1.3. Tujuan Penelitian
Berikut adalah tujuan penelitian ini.
1. Melakukan pengujian dan pengkalibrasian prototype sensor gyroscope yang
dapat mendeteksi gerak rotasi roket baik searah jarum jam maupun
berlawanan arah jarum jam, dalam keadaan lambat maupun cepat.
2. Memperoleh parameter yang tepat penggunaan sensor gyroscope dalam
pembuatan model rancangan sistem sensor gyroscope dengan multigain
untuk pemandu roket.
1.4. Batasan Masalah
Ruang lingkup sebagai batasan masalah pada penelitian ini adalah sebagai
berikut .
1. Perancangan dan pengujian prototype sensor gyroscope dilakukan dalam
bentuk model sistem dengan software Labview,
2. Sensor yang digunakan adalah gyroscope ADXRS 300 buatan Analog
Device sebagai sensor rotasi pada roket,
3. Mikrokontroller Arduino UNO sebagai kontroler dan antarmuka dengan
komputer.
4. Pengujian
gyroscope
hanya
pada
simulasi
body
fixed
tanpa
memperhitungkan koordinat earth fixed.
5. Pengujian dilakukan menggunakan Actidyn tri axis simulator.
18
1.5. Keaslian Penelitian
Penelitian ini merupakan pengembangan dari penelitian sebelumnya yaitu
tentang “ Rancang bangun sistem kalibrasi rotasi rate-gyroscope untuk sistem
pengukuran inersia payload roket “. Fokus pengembangan yang membedakan
pada penelitian ini adalah penggunaan multigain, Arduino UNO, Labview dan
pengujian menggunakan actidyn tri axis simulator. Penelitian dilakukan dengan
melakukan pengujian dan pengkalibrasian sensor gyroscope ADXRS150 dan
ADXRS300 di laboratorium menggunakan Actidyn tri axis simulator. Akusisi
data gyroscope dilakukan dengan antarmuka menggunakan Arduino UNO dan
software Labview 2012. Hasil pengujian di analisis sehingga diperoleh parameter
yang tepat untuk pembuatan rancangan sensor gyroscope yang akurat pada roket.
1.6. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut.
1. Di peroleh prototipe GUI (Graphic User Interface) Labview untuk
kalibrasi sensor gyroscope dengan multigain yang memiliki keluaran data
kecepatan sudut dan data sudut putar gyroscope, sehingga diharapkan
dapat dimanfaatkan untuk proses pengkalibrasian sensor gyroscope dalam
pengembangan IMU (Inertial Measurement Unit) untuk roket.
2. Dihasilkannya model rancangan sensor gyroscope dengan multigain yang
dapat mendeteksi pergerakan cepat maupun lambat, diharapkan dapat
memberikan manfaat khususnya dalam penyelesaian masalah pergerakan
rotasi roket sehingga diperoleh pergerakan roket yang lebih stabil.
19
3. Dihasilkan
publikasi
ilmiah
sebagai
referensi
yang
mendukung
pengembangan teknologi peroketan di Indonesia.
20