PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK …eprints.umm.ac.id/44741/1/PENDAHULUAN.pdf · modul...

PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK

MENDETEKSI SEDIMEN SUNGAI PADA PERAHU TANPA

AWAK DENGAN MENGGUNAKAN GLOBAL POSITINING

SYSTEM (GPS)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi

Persyaratan Guna Meraih Gelar Strata 1

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Malang

Disusun oleh :

Nama : Aidzil Azam

NIM : 201410130311001

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2019

iv

LEMBAR PERNYATAAN

Yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : AIDZIL AZAM

Tempat/Tanggal Lahir : GRESIK, 19 JANUARI 1996

NIM : 201410130311001

Fakultas/Jurusan : TEKNIK/ELEKTRO

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir ini dengan judul:

“PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK MENDETEKSI

SEDIMEN SUNGAI PADA PERAHU TANPA AWAK DENGAN

MENGGUNAKAN GLOBAL POSITIONING SYSTEM(GPS)”, dan beserta

seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang

lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah

disebutkan sumbernya.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.

Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam

karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini

maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku.

Malang, 9 Januari 2019

Aidzil Azam

Mengetahui,

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Nurhadi, MT. Ir. Nur Alif Mardiyah, MT.

NIDN : 705106601 NIDN : 731126202

v

ABSTRAK

Pada penelitian ini membahas tentang cara mendeteksi kondisi dasar

sungai yang berfungsi sebagai media informasi bahwasanya terdapat penambahan

volume di dasar sungai yang mengakibatkan banjir. Proses pengambilan data

kedalaman dengan menggunakan kapal tanpa awak, kapal ini dikontrol dengan

menggunakan Ardupilot APM 2.6. kapal tanpa awak berjalan ke titik waypoint

yang sudah ditentukan dalam bentuk persegi secara otomatis, karena terdapat

modul GPS yang terhubung dengan Ardupilot. proses pendeteksian kondisi dalam

sungai dengan menggunakan sensor Sonar MB7060. sensor mendeteksi area yang

sudah dilalui oleh kapal tanpa awak dan selanjutnya data kedalam tersimpan

otomatis di Kartu Memory SD. Data dipindahkan dilaptop dan data tersebut

diproses dengan menggunakan aplikasi Surfer 13. Hasil proses data tersebut

muncul gambar 3 Dimensi kontur pada dasar sungai.

vi

ABSTRACT

In this study, it discusses how to detect riverbed conditions that serve as

information media that there is an increase in volume at the riverbed which

results in flooding. The process of retrieving depth data using unmanned vessels,

this ship is controlled using Ardupilot APM 2.6. Unmanned ships run to the

designated waypoint point in square form automatically, because there is a GPS

module that is connected to Ardupilot. the process of detecting conditions in the

river using the MB7060 Sonar sensor. The sensor detects the area that has been

traversed by unmanned vessels and then the data is stored automatically on the

SD Memory Card. Data is moved on the laptop and the data is processed using

the Surfer 13 application. The results of the data processing appear in figure 3

Contour dimensions on the river bed.

vii

KATA PENGANTAR

Puji Syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan hikmat

yang diberikan, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir

dengan judul :

“PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK

MENDETEKSI SEDIMEN SUNGAI PADA PERAHU TANPA AWAK

DENGAN MENGGUNAKAN GLOBAL POSITIONING SYSTEM (GPS)”

Dalam mewujudkan semua yang lebih baik, kami selalu berhadapan

dengan segala macam hambatan. Tidak lain halnya dalam pembuatan Laporan

Tugas Akhir ini, banyak hambatan yang harus penulis dapat lewati, tetapi berkat

bantuan dari beberapa pihak akhirnya penulis dapat melampauinya dengan baik

dan benar.

Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata

sempurna, dikarenakan terbatasnya pengetahuan dan ketrampilan yang penulis

miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang membangung dari seluruh pihak

sangat diharapkan untuk perbaikan Tugas Akhir ini. Semoga laporan Tugas Akhir

ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Amin.


Aidzil Azam

viii

LEMBAR PERSEMBAHAN

Puji Syukur atas kehadirat Allah SWT untuk segala nikmat hidup dan

nikmat dalam kesempatan menuntut ilmu, sehingga penulis dapat menyelesaikan

tugas akhir ini yang berjudul “PEMBANGUAN SISTEM NAVIGASI

OTOMATIS UNTUK MENDETEKSI SEDIMEN SUNGAI PADA PERAHU

TANPA AWAK DENGAN MENGUNAKAN GLOBAL POSITIONING

SYSTEM“. Dimana tugas akhir ini disusun sebagai salah satu persyaratan untuk

mencapai Strata 1 (S1) Sarjana Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah

Malang. Dalam penelitian dan penyusunan tugas akhir ini, penulis banyak

dibantu, dibimbing dan didukung oleh berbagai pihak. Oleh karena itu, pada

kesempatan kali ini penulis sangat ingin mengucapkan banyak – banyak terima

kasih kepada :

1. Bapak Achmad Mu’zi, dan Ibu Mafazatin selaku orang tua yang senantiasa

mendo’akan dan memberi dukungan, baik materil maupun moril selama

menempuh pendidikan dan penulisan tugas akhir ini. Semoga Allah

membalas kebaikan mereka berdua.

2. Bang Ahsanul Hadis, Motodoro, M. Farid Amirullah dan lainnya yang telah

membimbing dan memberikan saran untuk pengerjaan tugas akhir ini.

3. M. Nazar Amirullah dan Ain Khaisarah selaku adik saya yang sudah tiada, ini

buat kamu adikku, semoga kalian bahagia di surga.

4. Bapak Ir. M. Nurhadi, MT. selaku Dosen Pembimbing I yang senantiasa

membantu dan memberi pengarahan dalam pembuatan laporan ini.

5. Bapak Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. selaku Dosen Pembimbing II yang juga

senantiasa membantu dan memberi pengarahan dalam pembuatan laporan ini.

6. Ibu Ir. Nur Alif Mardiyah, MT. selaku Ketua Jurusan dan Dosen Wali Teknik

Elektro Universitas Muhammadiyah Malang.

7. Seluruh Dosen Pengajar dan Staff Pengajar Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Malang yang sudah berjasa dalam memberi ilmu selama

pendidikan.

8. Teman-teman Satu Kontrakan Jawahir Januarestu, Faisal dan Fahmi Azis

Husaini. Terimah kasih sudah menjadi teman dan keluarga.

ix

9. Teman dan Rekan saya Rahayu Pandunengsih. Semoga langkah dan mimpi

bisa terwujub. Niat baik insyaAllah terwujud.

10. Moch. Fattahur Razzaq yang banyak membantu dalam proses kelengkapan

berkas untuk persyaratan lulus dan memotivasi saya untuk terus mengerjakan.

11. Teman-teman kelas saya “Elektro 2014 A” yang selama ini merasakan

kerasnya dalam berproses di fakultas teknik.

Akhirnya penulis berharap, semoga laporan ini dapat berguna dan bermanfaat

dalam pengembangan ilmu jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah

Malang, khususnya bagi penulis dan pembaca sekalian.


Aidzil Azam

x

DAFTAR ISI

LEMBAR JUDUL .................................................................................................. i

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................. ii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii

LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................. iv

ABSTRAK .............................................................................................................. v

ABSTRACT .......................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii

LEMBAR PERSEMBAHAN ............................................................................ viii

DAFTAR ISI ........................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xv

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

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

1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3 Batasan Masalah ....................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 3

1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................................... 3

1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................ 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 5

2.1 Unmanned Surface Vehicle ..................................................................... 5

2.2 Global Positioning System (GPS) ............................................................. 6

2.3 Sensor Sonar ............................................................................................. 8

2.4 Mission Planner ....................................................................................... 9

2.5 Electronic Speed Control ......................................................................... 9

2.6 Telemetri ................................................................................................ 10

2.7 Motor Brushless ..................................................................................... 11

2.8 Arduino .................................................................................................. 11

2.9 Module SD Card ..................................................................................... 12

2.10 Ardupilot APM 2.6 ................................................................................ 12

2.11 Surfer....................................................................................................... 13

xi

BAB III PERENCANAAN SISTEM ................................................................ 15

3.1 Deskripsi Penelitian ................................................................................ 15

3.2 Perancangan Alat ................................................................................... 16

3.2.1 Perancangan Perangkat Komponen Elektronika ............................... 17

3.2.1.1 Perancangan Komponen Navigasi ................................................. 17

3.2.1.2 Perancangan Komponen Sonar MB7060 ...................................... 19

3.2.2 Perancangan Penerbangan dan Pemrograman ................................... 20

3.2.1.1 Perancangan Penerbangan ............................................................. 20

3.2.1.2 Perancangan Pemrograman ........................................................... 21

3.2.3 Perancangan Kapal ............................................................................ 23

3.3 Perancangan Navigasi Sistem ................................................................ 24

3.3.1 Kalibrasi Accelometer ....................................................................... 25

3.3.2 Kalibrasi Kompas ............................................................................... 26

3.3.3 Kalibrasi Telemetry ........................................................................... 26

3.4 Lokasi Pengujian ..................................................................................... 26

3.4.1 Kolam Bak Mandi ............................................................................. 26

3.4.2 Danau Kampus III UMM .................................................................. 27

3.5 Pengujian Sensor Sonar MB7060 ........................................................... 28

3.6 Pengelolaan ........................................................................................... 29

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 31

4.1 Hasil Perancangan Komponen Elektronika dan Pemrograman ............. 31

4.1.1 Hasil Perancangan Komponen Navigasi ............................................. 31

4.1.2 Hasil Perancangan Komponen Sonar MB7060 .................................. 31

4.1.3 Hasil Perancangan Pemrograman........................................................ 32

4.1.4 Hasil Perancangan Rangka Kapal ....................................................... 33

4.2 Hasil Kalibrasi Navigasi ........................................................................ 34

4.2.1 Hasil Kalibrasi Accelometer .............................................................. 34

4.2.2 Hasil Kalibrasi Kompas ..................................................................... 35

4.2.3 Hasil Kalibrasi Telemetry ................................................................. 35

4.3 Hasil pengujian ...................................................................................... 36

4.3.1 Hasil Pengujian Pertama Pada Kolam Bak Mandi ............................ 36

4.3.1.1 Hasil Penyimpanan Data ............................................................. 37

xii

4.3.1.2 Hasil Pemrosesan Data ................................................................. 39

4.3.2 Hasil Pengujian Kedua Pada Kolam Bak Mandi .............................. 40



4.3.3 Hasil Pengujian Pada Danau Kampus III UMM ................................. 43



BAB V PENUTUP ................................................................................................ 47

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 47

5.2 Saran ....................................................................................................... 47

DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................

LAMPIRAN .............................................................................................................

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Unmanned Surface Vehicle Boat .................................................. 5

Gambar 2.2 Control Segment ............................................................................ 6

Gambar 2.3 Space Segment ............................................................................... 7

Gambar 2.4 GPS User Segment ........................................................................ 7

Gambar 2.5 Cara Kerja Sensor Sonar ............................................................... 8

Gambar 2.6 Program Mission planner .............................................................. 9

Gambar 2.7 Electronic Speed Control .............................................................. 10

Gambar 2.8 Modul Telemetri .......................................................................... 10

Gambar 2.9 Motor Brushless ........................................................................... 11

Gambar 2.10 Macam-Macam Arduino ............................................................. 11

Gambar 2.11 SD-Card Module Adapter ............................................................ 12

Gambar 2.12 Flight Controller ........................................................................ 12

Gambar 2.13 Surfer ........................................................................................... 13

Gambar 2.14 Lembar Workseet Surfer 13 ......................................................... 14

Gambar 2.15 Lembar Plot Surfer 13 ................................................................. 14

Gambar 3.1 Flowchart Alur Penelitian ............................................................ 15

Gambar 3.2 Blok Diagram Perencanaan Sistem ............................................. 16

Gambar 3.3 Skema Diagram Komponen Navigasi ......................................... 17

Gambar 3.4 Skema Diagram Komponen Sensor Sonar MB7060 ................... 19

Gambar 3.5 Rancangan Penerbangan .............................................................. 21

Gambar 3.6 Flowchart Listing Program MB7060 ............................................ 22

Gambar 3.7 Rangka Kapal USV ...................................................................... 23

Gambar 3.8 (a) Flowchart Pengujian Navigasi (b) Flowchart pengujian Sensor

Sonar MB7060.............................................................................. 24

Gambar 3.9 Pengujian Di Kolam ..................................................................... 27

Gambar 3.10 Pengujian Di Danau Kampus III UMM ........................................ 28

xiv

Gambar 3.11 Pengujian Sensor Pada Dua Kondisi ........................................... 29

Gambar 3.12 Pengelolaan Data ........................................................................... 29

Gambar 4.1 Hasil Pembacaan Sensor............................................................... 32

Gambar 4.2 Hasil Penyimpanan Data .............................................................. 33

Gambar 4.3 Rangka Kapal ................................................................................ 34

Gambar 4.4 Hasil Kalibrasi Accelometer......................................................... 34

Gambar 4.5 Hasil Kalibrasi Kompas ................................................................ 35

Gambar 4.6 Hasil Kalibrasi Telemetry.............................................................. 35

Gambar 4.7 Level Air (a) 20 centimeter (b) 30 centimeter (c) 40 centimeter . 36

Gambar 4.8 Kontur Kolam Level Air 20 Centimeter ....................................... 39

Gambar 4.9 Kontur Kolam Level Air 30 Centimeter ....................................... 39

Gambar 4.10 Kontur Kolam Level Air 40 Centimeter ........................................ 40

Gambar 4.11 (a) ukuran asli kolam (b) dimanipulasi dengan benda padat ........ 40

Gambar 4.12 Kontur 3D kolam Bak Mandi ........................................................ 42

Gambar 4.13 Pengujian Pada Danau Kampus III UMM..................................... 43

Gambar 4.14 Kontur 3D Data 1-20 Danau Kampus III UMM .......................... 44

Gambar 4.15 Kontur 3D Data 20-40 Danau Kampus III UMM ........................ 44

Gambar 4.16 Kontur 3D Data 40-60 Danau Kampus III UMM ........................ 44

Gambar 4.17 Kontur 3D Data 60-80 Danau Kampus III UMM ......................... 44

xv

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Tabel Port Komponen Navigasi ........................................................ 18

Tabel 3.2 I/O Arduino Mega ............................................................................. 20

Tabel 3.3 Kalibrasi Accelometer.................... ................................................... 25

Tabel 4.1 Data Pengujian Pertama Pada Kolam Bak Mandi 20cm ................... 37



Tabel 4.4 Data Pengujian Kedua Pada Kolam Bak Mandi ............................... 41

Tabel 4.5 Data Pengujian Pada Danau Kampus III UMM ................................. 43

xvi

DAFTAR PUSTAKA

(1) Muliawan, Syaryadhi, Zulhelmi, 2017. “Desain Prototype Sistem

Pemetaan Dasar Sungai Menggunakan Sensor Ultrasonik Berbasis

Mikrokontroller ATMega 328P”. Jurusan Teknik Elektro dan Komputer,

Universitas Syiah Kuala.

(2) Susilo, 2015. ”Rancang Bangun Sistem Pengukuran Kedalaman Sungai”.

Jurusan Teknik Elektro, UNSRAT Manado.

(3) Hidayat, Mardiyanto, 2016. “Pengembangan Sistem Navigasi Otomatis

Pada UAV (Unmanned Aerial Vehicle) dengan GPS(Globla Positioning

System) Waypoint”. Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri,

Institut Teknologi Sepeluh Nopember (ITS).

(4) Perbani, Suwardhi, 2014. “Pembangunan Sistem Penentuan Posisi

Navigasi Berbasiskan Sistem Unmanned Surface Vehicle (USV) untuk

Survei Batimetri”. Jurusan Teknik Geodesi, Institut Teknologi

Nasional(Itenas) Bandung.

(5) Mandalamaya.com, 2015. ”Pengertian GPS cara kerja GPS dan Fungsi

GPS”. Kamus Populer.

(6) Nurraharjo, 2015. “Implementasi Pemrograman Interfacing MATLAB-

Arduino”. Teknik Informatika, Universitas Stikubank Semarang.

(7) Embetion, 2015. “USV (Kendaraan Permukaan Tak Berawak) Aplikasi

dan Keunggulan.

(8) Yunitasari, 2009. “Karakteristik Atenuasi Ultrasonik Terhadapat Variasi

Tebal Bahan (Cairan) Menggunakan Tranduser Ultrasonik Jenis

Immersion Tranduces”. J2D 004 169.

(9) Harista, 2018. “Sistem Navigasi Quadcopter dan Pemantauan Udara”.

Program studi Elekto, Universitas Teknologi Yogyakarta.

(10) Pratiwi Reni. “Makalah Surfer”. www.academia.edu.

(11) “XL-MaxSonar-WR_Datasheet”, Maxbotix inc. 2005.

http://www.academia.edu/

PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK …eprints.umm.ac.id/44741/1/PENDAHULUAN.pdf · modul...

Documents

Transcript of PEMBANGUNAN SISTEM NAVIGASI OTOMATIS UNTUK …eprints.umm.ac.id/44741/1/PENDAHULUAN.pdf · modul...