Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 491

BAB 22 SISTEM NAVIGASI

Sistem navigasi kendaraan adalah perangkat navigasi berkendaraan modern yang diguna-kan untuk memandu perjalanan dari suatu tempat ke suatu tujuan tertentu, dengan meng-gunakan perangkat peta digital dan informasi posisi dengan menggunakan satelit GPS.

Sebelum GPS dikenal, dahulu orang menggunakan beberapa tanda alam di dalam menentukan lokasi dan arah. Pada saat mereka berada di darat, mereka menggunakan bebe-rapa acuan alam seperti pegunungan, pepohonan ataupun jenis bebatuan. Tanda-tanda alam di atas sifatnya tidak kekal apabila terjadi bencana alam diantaranya banjir yang meng-akibatkan tanah longsor ataupun gempa bumi yg dapat menghilangkan semuanya itu.

Untuk menggantikan tanda-tanda alam tersebut, maka orang meng-gunakan kompas sebagai penentu arah. Selain alat ini orang juga meng-gunakan rasi bintang tertentu sebagai penentu arah. Namun metode pe-ngamatan bintang ini sangat memakan waktu karena orang harus menghitung sudut yang ada diantara bintang-bintang untuk menentukan arah be-pergian di lautan yang luas.

Sistem navigasi kendaraan sudah merupakan perlengkapan standar kendaraan mewah, dan bisa dibeli perangkat portabel dari penjual sistem navigasi kendaraan.

Gambar 22.1 Sistem Navigasi

22.1 Perlengkapan Sistem

Navigasi Kendaraan (GPS) GPS (Global Positioning System)

merupakan satu sistem yang dibangun untuk menetukan posisi suatu benda di permukaan bumi berdasarkan koordinat keruangannya. Suatu benda yang terdapat padanya perangkat GPS maka posisi dan perpindahannya dapat terus terdeteksi kapan saja dan dimana saja.

Pada mulanya, teknologi ini diper-kenalkan oleh Angkatan Udara Amerika Serikat pada tahun 1973 untuk ke-pentingan militer di masa perang dingin. Namun sekarang fungsinya merambah ke dunia sipil dalam berbagai bidang kehidupan. Salah satu aplikasinya adalah untuk kepentingan navigasi transportasi. Kendaraan yang dilengkapi perangkat GPS maka posisi dan mobilitasnya dapat terus terpantau selama perangkat tersebut aktif dan menerima sinyal dengan baik.

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 492

Bahkan sekarang dengan kombinasi berbagai program aplikasi informasi-informasi pendukung seperti ke-cepatan kendaraan, rekam jejak, dan jumlah bahan bakar yang tersisa dapat terdeteksi.

Global Positioning System (GPS) adalah suatu sistem navigasi yang memanfaatkan satelit. Penerima GPS memperoleh sinyal dari beberapa satelit yang mengorbit bumi. Satelit yang mengitari bumi pada orbit pendek ini terdiri dari 24 susunan satelit, dengan 21 satelit aktif dan 3 buah satelit sebagai cadangan. Dengan susunan orbit tertentu, maka satelit GPS bisa diterima di seluruh permukaan bumi dengan penampak-an antara 4 sampai 8 buah satelit. GPS dapat memberikan informasi posisi dan waktu dengan ketelitian sangat tinggi.

Gambar 22.2 Orbit Satelit GPS pada

bumi 22.2 Cara kerja GPS

Bagaimana cara alat penerima

GPS bisa menampilkan koordinat kita? Metode yang digunakan sebenarnya sangat sederhana. Jika

penerima GPS di tangan kita mengetahui jarak antara lokasi kita dan 3 buah satelit GPS, serta mempunyai informasi tentang posisi satelit-satelit tersebut, maka lokasi kita dengan gampang dapat dihitung.

Agar lebih mudah untuk di-mengerti, simak cerita dibawah ini: Budi ingin datang ke pesta ulang tahun Ani di Gedung G. Sayangnya, Budi tidak tahu di mana letak gedung itu. Ia hanya punya informasi bahwa Gedung G terletak 10 km dari Universitas X, 15 km dari Pasar Y dan 20 km dari Terminal Z. Budi tak kurang akal. Ia menggambar tiga lingkaran yang berpusat di Universitas X, Pasar Y dan Terminal Z, masing-masing dengan radius 10, 15 dan 20 km. Di titik perpotongan ketiga lingkaran itulah terletak Gedung G.

Gambar 22.3 Metode trilaterasi

Cara yang dipakai Budi itu disebut metode trilaterasi. Prinsip yang sama digunakan dalam GPS,

G

X

Y

Z

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 493

dimana gedung G adalah alat penerima GPS kita, Universitas X, pasar Y, dan terminal Z adalah Satelit. Bedanya, penerima GPS tidak akan menggambar lingkaran itu, tapi hanya menghitung angka dengan sederet persamaan ma-tematika.

Gambar 22.4 Prinsip Kerja GPS

Bagaimana penerima GPS me-ngetahui posisi satelit serta jaraknya? Posisi satelit mudah diketahui karena setiap satelit akan memberitahu koor-dinatnya lewat sinyal khusus. Alat penerima dengan mudah dapat me-ngenali dari satelit mana suatu sinyal berasal, kemudian mencocokannya dengan tabel posisi satelit yang selalu di update dari waktu ke waktu.

Jarak satelit dan alat penerima dihitung dengan cara yang cerdik. Pada waktu-waktu tertentu, satelit GPS memancarkan suatu kode digital. Di saat bersamaan, alat penerima menjalankan kode yang sama. Karena harus merambat cukup jauh, kode dari satelit akan tertunda dibanding kode yang dijalankan alat penerima. Waktu tunda itu dianggap sebagai waktu perjalanan sinyal. Selanjutnya mudah. Jarak sama dengan selang waktu kali kecepatan. Dengan mengalikan waktu perjalanan sinyal dan cepat rambat sinyal (sama dengan kecepatan cahaya), penerima

GPS dapat mengetahui jaraknya dengan satelit.

Setelah mengetahui jarak antara alat penerima dengan tiap satelit, komputer dalam alat penerima mulai menghitung. Untuk menentukan posisi dalam 2 dimensi (garis lintang dan garis bujur), penerima GPS minimal harus mendeteksi sinyal dari 3 buah satelit. Koordinat 3 dimensi yang mencakup ketinggian lokasi bisa ditentukan jika alat penerima mendapat sinyal dari 4 buah satelit atau lebih 22.3 Komponen Sistem GPS

Ada empat komponen utama

yang membangun sistem kerja GPS yang bekerja secara integral satu dengan yang lain. 22.3.1 Satelit

Ini merupakan perangkat GPS

dengan investasi paling mahal dan diandalkan oleh seluruh penerima sinyal di permukaan bumi. Jumlahnya ada 24 yang mengorbit pada ketinggian sekitar 20.000 km di atas permukaan bumi, berada dalam LEO (Low Earth Orbit) dan terus memancarkan sinyal. Semua satelit GPS dikendalikan oleh stasiun bumi yang berpusat di Colorado Spring, Amerika Serikat. Distribusi satelit GPS cukup merata, setiap tempat di permukaan bumi terpantau oleh minimal 4 satelit GPS.

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 494

Gambar 22.5 Satelit GPS

22.3.2 Receiver

Perangkat ini digunakan untuk

menerima sinyal dari satelit GPS dengan sebuah antena penerima. GPS receiver relatif kecil dan mudah

dibawa bahkan dapat terintegrasi dengan PDA atau telepon genggam. 22.3.3 Perangkat Komunikasi Data

Perangkat ini digunakan untuk

mentransfer data dari satelit GPS ke Control Unit Station. Komunikasi data dapat dilakukan melalui jaringan internet, jaringan GSM dan gelombang radio. 22.3.4 Control Unit

Perangkat ini berupa komputer

atau GPS display lain yang menerima data satelit dari perangkat komunikasi data dan menyajikannya dalam bentuk visual seperti gambar peta maupun teks.

Gambar 22.6 Komponen sistem GPS

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 495

Gambar 22.7 GPS Yang terpasang pada

kendaraan

Gambar 22.8 GPS Perangkat bawaan

kendaraan 22.3.5 Monitor

Monitor adalah suatu layar

berfungsi sebagai penampil posisi atau koordinat suatu kendaraan. Monitor pada sisyem GPS bisa ditampilkan dalam layar televisi (LCD) atau perangkat jadi satu dengan ECU GPS, bisa berupa layar biasa atau layar sentuh.

22.4 Perlengkapan lain (tambahan)

Supaya sistem GPS terlihat

kompak dan manis untuk dilihat, serta dioperasikan maka perlu perlengkapan tambahan yang juga bisa berfungsi untuk mempermudah pengoperasian sistem GPS, komponen tambahan diantaranya: 22.4.1 Peta digital

Dengan menggunakan peta

digital yang yang didownload ke perangkat sistem navigasi kendaraan, sehingga dapat mengetahui posisi saat ini dipeta dan arah lintasan yang akan dilalui.

Gambar 22.9 Peta Digital pada

kendaraan

Peta digital berisi informasi mengenai :

• Nama jalan • Nama Bangunan besar • Kota besar • Hotel • Pusat perbelanjaan • Objek wisata • Stasiun pengisian bahan bakar

umum • Dll.

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 496

Ada beberapa informasi tambah-an yang bisa diperoleh dengan perangkat sistem navigasi kendaraan seperti:

• Kecepatan berkendara • Lintasan terpendek atau

tercepat • Nama jalan yang akan dilalui • Kompas digital • Altimeter untuk mengukur

ketinngian dari permukaan laut

Gambar 22.10 Tampilan layar sistem

navigasi kendaraan

22.4.2 Speaker Untuk membantu pengemudi

kapan membelok, biasanya diberi speaker untuk memberikan informasi vokal (suara) kapan membelok kekiri atau kekanan.

22.5 Navigasi pada Telepon Seluler

Beberapa telepon seluler saat ini disamping berfungsi sebagai alat komunikasi, juga dilengkapi aplikasi navigasi, sehingga dengan mudah menemukan suatu tempat.

Pada saat kita berkendara dengan mengaktifkan sistem GPS pada telepon seluler, kita dapat mengerti posisi kendaraan dan

memantau lewat layar telepon seluler, Sehingga lebih praktis.

Gambar 22.11 HP Sebagai GPS

Aplikasi GPS merupakan aplikasi

java yang ada di bagian Extras. Cukup jalankan aplikasi tersebut sama seperti anda menjalankan aplikasi java lainnya.

Gambar 22.12 Koneksi GPS pada HP

Setelah aplikasi GPS dijalankan, maka hal pertama yang anda harus lakukan adalah menangkap sinyal dari satelit. Anda harus melakukannya di tempat terbuka (di bawah langit) dengan cara memiliih pilihan Satellites pada menu utama, setelah itu posisikan handphone secara tegak lurus di bawah langit selama kurang lebih 1-2 menit. Selama durasi waktu tersebut, modul GPS akan berusaha mengumpulkan data koordinat dari berbagai satelit

Teknik Ototronik

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan (2008) 497

navigasi di orbit bumi. Bila semua data telah tertangkap maka akan muncul tulisan kordinat di layar yang menandakan koordinat posisi anda sekarang.

Gambar 22.13 Tampilan koordinat pada

layar

Setelah kita menandai lokasi dimana kita berada misal lokasi rumah kita, maka kita dapat mengerti kearah mana kita menuju dan berapa jarak yang harus kita tempuh serta kecepatan kendaraan.

Gambar 22.14 HP sebagai pemandu arah

Pada contoh gambar 22.14, saya berusaha pulang menuju rumah. Dengan berbekal jarum penunjuk arah dan indikator jarak maka saya akan mudah mencapai tempat tujuan (rumah).

Karena satelit memantau terus posisi saya berada, maka indikator kecepatan (speed) juga akan menunjukkan angka yang sama persis dengan speedometer di mobil saya, yaitu 20km/jam.