PROPOSAL KONTES MUATAN ROKET DAN ROKET

INDONESIA (KOMURINDO) 2015

PEMANTAUAN JARAK JAUH PADA SIKAP

MUATAN ROKET BALISTIK ROKET

UJI MUATAN-RUM

(LONG RANGE ATTITUDE MONITORING OF

BALISTIC ROCKET RUM PAYLOAD)

Dosen Pembimbing :

Ikhwannul Kholis, S.T, M.T.

NIK: D15101001

Nama Anggota :

Jaka Strata 1370010002

Arnold Fernando 1370010008

Resen Sirat 1470010015

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 JAKARTA

2015

1. TeamTeam Name: TRUTA45

Name Team Leader:

Nor Fajri

1370010009

Name of Team Members:

Jaka Strata

1370010002

Arnold Fernando

1370010008

Resen Sirat

1470010015

2. InstitutionFull Name of Company/Sponsor/Team Leader

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945

Address (Contact Address)Jl. Sunter Permai Raya, Sunter Agung Podomor, Jakarta Utara 14350

Telephone Number :

021 6471 5666, 6410 287

Fax Number :

-

1

1. LATAR BELAKANG

Roket merupakan salah satu wahana dirgantara yang memiliki makna

startegis. Wahana ini mampu digunakan untuk melaksanakan misi perdamaian

maupun pertahanan, misalnya sebagai Roket Peluncur Satelit (RPS), Roket

penelitian cuaca, roket kendali, roket balistik dari : darat ke darat, darat ke udara dan

udara ke udara. Dengan kata lain, roket juga bisa berfungsi sebagai peralatan untuk

menjaga kedaulatan dan meningkatkan martabat bangsa, baik di darat, laut maupun

di udara sampai dengan antariksa. Oleh karena itu, negara yang menguasai

kemandirian teknologi peroketan dengan baik, akan disegani oleh negara- negara

lain di seluruh dunia.

Indonesia sebagai negara besar dan luas sudah sepatutnya dapat meraih

kemandirian yang berkelanjutan dalam penguasaan teknologi roket. Oleh sebab itu,

diperlukan upaya yang terus menerus untuk mewujudkan kemandirian ini, salah

satunya melalui usaha menumbuhkembangkan rasa cinta teknologi dirgantara,

khususnya teknologi peroketan sejak dini, yakni dengan mengadakan Kompetisi

Muatan Roket Indonesia tingkat perguruan tinggi (KOMURINDO) setiap tahun

sebagai sarana pendidikan dan menarik minat, sekaligus untuk menyiapkan bibit

unggul tenaga ahli peroketan, yang akan diikuti oleh mahasiswa seluruh perguruan

tinggi di Indonesia. Diharapkan, kompetisi ini dapat meningkatkan kemampuan

mahasiswa dalam merancang bangun teknologi peroketan pada bagian muatan roket;

dari mulai mendesain, membuat, menguji fungsional sampai dengan melaksanakan

uji terbang muatan roket, sesuai dengan perilaku roket peluncur muatan. Melalui

pemahaman perilaku roket peluncur yang diterapkan pada persyaratan operasional

muatan roket, mahasiswa akan mampu memahami teknologi peroketan, yang pada

perkembangannya, muatan hasil rancang bangun mahasiswa ini dapat menjadi cikal

bakal lahirnya satelit Indonesia hasil karya bangsa Indonesia secara mandiri,

sedangkan roket peluncurnya, dalam sekala besar dan teknologi yang lebih canggih

dapat dikembangkan menjadi Roket Peluncur Satelit. Disamping itu, Kompetisi

roket ini juga dapat meningkatkan rasa persatuan dan nasionalisme mahasiswa

khususnya serta masyarakat pada umumnya di bidang teknologi peroketan. Juga

2

dapat memperpendek jarak perbedaan penguasaan iptek dirgantara dan memperluas

penyebarannya diantara perguruan tinggi di seluruh Indonesia. Dengan demikian

untuk menjaga kesinambungan dan peningkatan mutu kompetisi roket yang telah

diraih pada tahun sebelumnya, maka pada tahun 2015 perlu dilaksanakan

KOMURINDO 2015 dengan tema yang lebih baik.

Universitas 17 Agustus 1945 sebagai salah satu perguruan tinggi di Indonesia

ikut ambil bagian dalam KOMURINDO 2015. Kompetisi ini sebagai ajang

mengasah ilmu pengetahuan dan skill di bidang keteknikan yang nantinya berguna

bagi mahasiswa sebagai pengalaman keteknikan. Selain itu, Universitas 17 Agustus

1945 juga berpeluang untuk meraih juara di kompetisi ini. Oleh karena itu, tim

TRUTA45 dari Universitas 17 Agustus 1945 memandang penting untuk mengikuti

KOMURINDO 2015 ini.

2. Tujuan

Perancangan Payload ini bertujuan untuk memantau Attitude payload (bagian

yang terlepas saat separasi) saat keluar dari launcher dan juga untuk surveillance

payload saat separasi. Data Attitude Payload digunakan untuk melihat kondisi dan

keadaan payload dari peluncuran hingga menyentuh tanah. Data Surveillance

digunakan untuk melihat keadaan di bawah payload dengan data kamera yang

dikirimkan dari payload ke Ground Segment (Operator). Dengan data tersebut, dapat

dilakukan analisis terhadap keadaan payload dan kondisi di bawah sekitar payload.

3. Landasan Teori

Payload Roket merupakan bagian yang terpisah saat separasi roket pada

ketinggian tertentu. Attitude Payload merupakan keadaan atau kondisi payload yang

dinamik. Surveillance payload merupakan pemantauan keadaan atau kondisi di

bawah sekitar payload yang ditangkap dari udara. Attitude dan Surveillance ini

dilakukan oleh Payload yang kemudian dikirimkan ke Ground Segment untuk

dianalisis kondisi payload dan kondisi sekitar payload.

Attitudde Payload dapat berupa Roll, Pitch, dan Yaw dari Payload. Berikut

ini adalah gambar Payload.

3

Gambar 1. Rotation Roket

Attitude Payload dapat diukur dengan menggunakan accelerometer.

Accelerometer merupakan sensor akselesrasi, yaitu percepatan. Accelerometer yang

digunakan memiliki 3 axis sehingga percepatan Roll, Yaw, dan Pitch dari Payload

dapat diukur. Berikut adalah gambar sensor accelerometer 3 axis.

Gambar 2. Accelerometer 3 axis

Surveillance Payload yang dimaksud berupa data gambar yang ditangkap

dari udara berwarna hitam putih berukuran 200x200. Berikut adalah gambar B/W

dari udara.

4

Gambar 3. Contoh Gambar B/W dari udara

Data Gambar B/W yang ditangkap kamera dikonversi ke matriks 200x200

dengan data B/W 8 bit. Data tersebut dikirim ke Ground Segment dengan format

yang telah ditentukan.

Data Attitude dan Surveillance dikirimkan ke Ground Segment

menggunakan wireless. Data yang dikirimkan dengan menggunakan format yang

telah ditentukan. Berikut ini adalah format data yang ditentukan.

Gambar 4. Format data yang dikirim

5

Pada KOMURINDO ini, terdapat mode HOMING, yaitu mode kembali

konsistensi arah Payload saat peluncuran, yang dapat digunakan oleh peserta. Mode

homing ini dapat dilakukan dengan mendisain Payload dengan Parasut dan

pengendali parasut sehingga Payload dapat kembali ke arah saat peluncuran. Berikut

ini merupakan gambar bagian roket, desain Payload, desain parasut, dan Proyeksi

peluncuran Roket.

Gambar 5. Bagian Roket

Gambar 6. Desain Payload

6

Gambar 7. Desain Parasut

Gambar 8. Trajektori Payload

Seluruh sistem tersebut, yaitu Attitude, Surveillance, dan Homing,

terintegrasi pada suatu payload. Payload ini terdapat sensor accelerometer untuk

attitude, kamera B/W untuk surveillance, dan desain pengendali parasut untuk

Homing. Sistem tersebut dirancang sedemikian rupa dalam suatu Payload. Dengan

demikian, payload dapat memantau Attitude dan Surveillance data serta melakukan

mode Homing pada saat peluncuran roket.

7

4. Spesifikasi Sistem

Sistem yang digunakan merupakan integrasi dari sistem Attitude Monitoring,

Surveillance Monitoring, dan Homing. Sistem-sistem tersebut berbasiskan alat

elektronik. Berikut adalah rincian dari sistem yang dirancang.

4.1. Desain Container

Aspek Konstruksi

Dalam aspek konstruksi container ini, untuk pemilihan bahannya kami

menggunakan PVC dengan ketebalan 3mm. Alasan utamanya adalah

mempunyai Tingkat rigiditas yang tinggi, sehingga mampu melindungi

komponen payload di dalamnya.

Gambar 9. Container.

Dimensi container ini adalah :

- Panjang 200mm

- Diameter 100mm

4.2. Shock damper

Shock damper merupakan alat yang ditambahkan pada payload yang

berfungsi untuk meredam/meminimalisir getaran yang timbul di dalam

8

payload yang bertujuan untuk melindungi komponen elektronika (sensor)

dari getaran yang diakibatkan dari peluncuran roket tersebut.

Untuk mengurangi getaran yang timbul pada payload, maka kami

menggunakan Shock damper yang berbahankan busa dan karet. Alasan

penggunaan busa sebagai shock damper yaitu karena busa mempunyai

kemampuan spring back effect yang cukup baik. Digunakan karet untuk lebih

menguatkan penjagaan komponen elektronika di dalam payload.

4.3. Transceiver

Pada dasarnya, ada 2 cara mentransmisikan frekuensi FM, yaitu transmisi

secara langsung ataupun tidak langsung. Pada metoda tidak langsung,

narrowband signal yang telah dimodulasi diproduksi terlebih dahulu., lalu

diubah menjadi wideband signal yang telah dimodulasi dengan menggunakan

pengubah frekuensi.

Sedangkan metoda transmisi secara langsung, signal modulasi secara

langsung mengontrol frekuensi carrier. Frekuensi osilator yang dikontrol

dengan voltase signal termodulasi dinamakan voltage controlled oscillator

(VCO). Metoda transmisi secara tidak langsung digunakan pada FM

transmitter karena transmisi tidak langsung mempunyai stabilitas frekuensi

yang lebih baik. Di pihak lain, transmisi secara langsung mempunyai

kekurangan, yaitu frekuensi carrier cenderung berubah dan dibutuhkan

circuit tambahan untuk menstabilkan frekuensi. Dan pada transmitter ini,

kami menggunakan transmisi tidak langsung untuk mendapatkan gelombang

FM.

9

Gambar 10. Schematic Transceiver.

10

4.4. Receiver

Gambar 11. Circuit Diagram Receiver.

11

Gambar 12. Block diagram of BA1404 FM stereo transmitter

The Major Parts of the Project

1) FM Transmitter.

2) FM Receiver.

3) Two Antenna Whips.

4) Two PC Speakers 8W 4ΩBlock Diagram of the wireless speaker system

Gambar 13. Block diagram of the FM wireless link

12

4.5. Sensor akselerasi

Untuk memantau Attitude payload, dibutuhkan sensor accelerometer

(akselerometer) yang berfungsi untuk mengukur percepatan roket ketika

terbang. Sensor ini digunakan untuk menghitung percepatan pada roket.

Skematik dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 14. Sensor Accelerometer

4.6. Mikrokontroler

Dari modul mikrokontroller, kami akan menggunakan mikrokontroller dari

keluarga AVR. Alasan utama penggunaan mikrokontroller ini adalah

mikrokontroller ini telah memiliki ADC (Analog Digital Converter) dan juga

WDT(Watchdog timer). Selain itu, mikon ini juga memiliki USART yang

dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan Ground SEGMENT. berikut

ini adalah gambar blok diagram dari sistem telemetri yang akan dirancang:

13

Gambar 15. Diagram Blok Sistem Payload

Penjelasan cara kerja :

Output dari sensor berupa tegangan analog. Perubahan tegangan

berdasarkan percepatan dari sensor tersebut. Untuk memperoleh data

tersebut maka diperlukan ADC untuk merubah data analog menjadi

digital. Mikrokontroller Seri AVR memiliki ADC internal sehingga

dapat secara langsung merubah data analog menjadi digital.

Data yang telah diperolah, berupa attitude dari accelerometer dan

surveillance dari kamera, disimpan ke memory MMC sebagai backup

jika komunikasi antara sistem telemetri dengan ground segment

terputus.

Selain disimpan, data tersebut juga dikirimkan kepada ground

segment sesuai dengan format data yang telah ditentukan.

Berikut ini adalah gambar schematic untuk modul mikrokontroler :

14

Gambar 16. Skematik Atmega2560

4.7. Power

Power yang digunakan adalah sumber DC baterai. Baterai yang digunakan

adalah baterai LiPo. Hal ini karena baterai LiPo memiliki berat yang ringan

dengan kekuatan daya yang tinggi dan stabil. Berikut ini adalah gambar

baterai LiPo.

Gambar 17. Baterai LiPo

4.8. Parasut

15

Berikut ini sistem parasut yang akan dirancang.

Gambar 18. Sistem Parasut

Pengendalian parasut akan dilakukan dengan menggunakan DC motor yang

akan mengarahkan Payload ke arah yang sesuai pada saat peluncuran. DC

motor yang digunakan didesain sedemikian rupa sehingga payload dapat

diarahkan sesuai dengan arah yang diinginkan.

4.9. Kamera

Kamera yang digunakan adalah CMUCam. CMUCam merupakan modul

kamera yang dapat digunakan untuk mengambil gambar. Berikut ini adalah

gambar dari CMUCam.

Gambar 19. CMUCam

Penggunaan CMUCam cukup mudah karena banyak dokumentasi yang dapat

dicari dari internet.

4.10. Integrasi Sistem

16

Semua komponen sistem diintegrasikan menjadi suatu sistem payload.

Sistem Payload yang akan dirancang dapat dilihat pada gambar berikut.

Gambar 20. Rancangan Payload

17

DAFTAR REFERENSI

1. Datasheet Accelerometer

2. Datasheet CMUCAM

3. Datasheet Mikrokontroller Atmega

18