Payload Roket Untuk Pengindraan Jauh

Roket memilikan pengertian sebagai wahana dirgantara atau wahana terbang yang menghasilakan dorongan melalui reaksi pembakaran dari mesin roket itu sendiri. Mula-mula roket hanya digunakan untuk meluncurkan kembang api di china yaitu sekitar abad ke 13, namun di dunia modern ini, roket digunakan untuk banyak hal, misalnya, perang yang menggunakan roket kendali jarak jauh, dalam konteks ini roket diberi muatan missiu atau bahkan uranium untuk diledakkan ke daerah musuh, selain perang roket juga digunakan sebagai peluncur dari satelit, dalam konteks ini roket berfungsi sebagai pembawa, dimana satelit ditumpangkan di roket tersebut, dan setelah melampaui ketinggian tertentu maka satelit akan dilepas, dengan perintah dari Ground Control Station. Satelit digunakan untuk keperluan komunikasi maupun telemetri atau pengindraan jauh. Disini akan dibahas tentang fungsi roket sebagai pembawa, tetapi bukan dengan muatan satelit, melainkan sebuah muatan roket payload, Muatan roket (payload) adalah substansi yang dibawa di dalam roket, dapat sebagai payload pengindera dinamik roket itu sendiri atau sebagai misi tertentu, misalnya muatan sensor meteorologi (sonda). Payload berisi rangkaian elektronika dan sensor-sensor yang dapat memrekam atau menjalankan fungsi telemetri misalnya merekan kelembaban udara, suhu udara. Dan juga ditempatkan sebuah kamera yang dapat menggambil gambar daratan dari ketinggian untuk fungsi pengindraan jauh. Payload sendiri menggunakan microcontroller ATmega yang dapat dikendalikan dari ground control state, Ground Control Station (GCS) atau Ground Segment (GS) adalah perangkat transmitter-receiver di stasiun bumi yang dilengkapi dengan perangkat komputer yang berfungsi untuk mengendalikan dan atau memonitor wahana roket dan atau payload yang sedang meluncur. Sesuai dengan tema komurindo 2013 kategori muatan roket atau payload sendiri yaitu High Rate Attitude Data Monitoring and Surveillance Payload, Yang dimaksud dengan High Rate Attitude Data Monitoring and Surveillance Payload adalah Payload (Muatan) Roket yang mampu melakukan penginderaan dinamik roket, pengambilan dan pengiriman data surveillance berupa foto berwarna (RGB) dari udara. Maka disini akan dibahas payload yang dapat melakukan fungsi telemetri atau pengindraan jauh sesuai dengan tema tersebut.

Ada dua hal yang dilakukan untuk merangcang payload dengan fungsi tersebut, pertama adalah merancang dan merealisasikan sistem elektronika pada payload itu sendiri. Komponen-komponen elektronika payload antara lain terdiri dari sensor accelerometer, sensor suhu dan kelembaban, modul kamera, mikrokontroler, dan modul transceiver. Yang kedua adalah Merancang dan merealisasikan unit ground segment sebagai penerima data dan pengendalian payload dari darat (ground). Modul sensor kamera yang akan dipai pada payload ini adalah jenis ZM 0.3Mega Pixel dengan sensor kamera dari Omnivision yaitu OV7725 dengan ukuran gambar 160x120 pixel. Modul sensor kelembaban yang digunakan berupa modul sendor cerdas berbasis HH10D, sensor HH10D digunakan untuk mendeteksi kelembaban atau Relative Humidity disingkat RH disekitarnya, sendor ini memerlukan sumbertengangan sebesar 4,8-5,4 Vdc. Sensor Akselerometer yang digunakan adalah jenis DE-ACCM3D, yang merupakan sensor analog dengan tiga axis, dengan percepatan maksimum adalah 3G dengan adanya OpAmp yang

terintegrasi di dalamnya, modul ini akan menghasilkan tegangan analog yang cukup untuk dihubungkan ke input analog dari mikrokontroler ataupun beban-beban tertentu, onboard regulator membuat modul ini dapat menerima tegangan hingga 12 Vdc. Sensor tekanan udara dan Temperatur yang digunakan adalah HP03, Modul sensor ini merupakan sebuah modul sensor cerdas berbasisis HP03 yang dapat digunakan untuk mendeteksi besarnya tekanan dan temperatur udara di sekitar sensor, Range pengukuran suhu udara adalah -20º C hingga 60º C. Keluaran modul sensor ini berupa data digital yang sudah terkalibrasi penuh sehingga dapat dipakai langsung tanpa terlalu banyak perhitungan tambahan, Modul sensor ini menggunakan sumber tegangan sebesar 4,5 – 5,5 Vdc. Format komunikasi antara payload dan ground segment adalah komunikasi serial asynchronous, komunikasi serial asynchronous sendiri adalah komunikasi dimana kedua pihak (pengirim dan penerima) masing-masing menghasilkan clock namun hanya data yang ditransmisikan, tanpa clock. Agar data yang dikirim sama dengan data yang diterima, maka kedua frekuensi clock harus sama dan harus terdapat sinkronisasi. Setelah ada sinkronisasi, pengirim akan mengirimkan datanya sesuai dengan frekuensi clock penerima. Contoh penggunaan asynchronous serial adalah pada Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer. Transreceiver yang digunakan adalah modul Xbee pro. Module Xbee Pro adalah salah satu contoh komponen yang sekarang dapat dimanfaatkan sebagai radio frequency.Fungsi dari Xbee Pro ini adalah untuk mengirimkan data antar dua yang berbeda dengan jarak yang telah ditentukan oleh Xbee ini sendiri, Transceiver XBee memiliki keunggulan yaitu dapat dipilihnya kanal komunikasi. Selain itu untuk membangun komunikasi point-to-point diperlukan alamat XBee tujuan sehingga data tidak akan diterima oleh modul XBee lain. Untuk menghubungkan transreceiver XBee sendiri ke lasptop/komputer digunakan sebagai ground control segment yang sudah install program untuk control ground segment, digunakan sebuah converter USB to Serial. demikian adalah konsep rancangan payload untuk fungsi telemetri maupun pengindraan jauh, dengan dikendalikan melalui control ground segment, data-data sensor akan dikirinkan ke computer/laptop yang digunakan sebagai ground segment dan sudah di install program ground segment. Selain itu, perintah pengambilan gambar juga dilakukan melalui program ground segment di laptop/lomputer tersebut. Blok diagram system payload seperti pada gambar dibawah ini.

Microcontroler ATmega 128

Camera ZM 0,3 MP

Sensor Akselerometer

Sensor Kelembaban

Sensor Temperatur

Sensor Tekanan udara

XBee

Antena

Sedangkan blok diagram system ground segment adalah sebagai berikut.