universitas diponegoro perancangan roket kendali sistem recorder ...

i

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA

DENGAN USER INTERFACE PROCESSING

TUGAS AKHIR

DIMAS WILDAN WIBOWO

21050113060044

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

SEMARANG

SEPTEMBER 2016

ii

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA

DENGAN USER INTERFACE PROCESSING

TUGAS AKHIR

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya

DIMAS WILDAN WIBOWO

21050113060044

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN

SEMARANG

SEPTEMBER 2016

iii

iv

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Dimas Wildan Wibowo

NIM : 21050113060044

Tanda Tangan :

Tanggal :

v

vi

vii

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Universitas Diponegoro, saya yang bertanda tangan di

bawah ini :

Nama : Dimas Wildan Wibowo

NIM : 21050113060044

Program Studi : PSD III Teknik Mesin

Fakultas : Teknik

Jenis Karya : Tugas Akhir

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan

kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Nonekslusif (Non-exclusive

Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul : Perancangan Roket

Kendali Sistem Recorder Data dengan User Interface Processing. Beserta

perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/ Nonekslusif ini

Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalih media/ formatkan, mengelola

dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir

saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/ pencipta dan sebagai

pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Semarang

Pada Tanggal :

Yang menyatakan,

Dimas Wildan Wibowo

NIM. 21050113060044

viii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

■ “Semua orang itu jenius. Tapi jika kamu menilai seekor ikan dengan

kemampuannya memanjat pohon akan membuat semua yang hidup percaya

bahwa ikan itu bodoh”.

(Albert Einstein)

■ “Yang bernilai dari sebuah eksperimen percobaan itu adalah kualitasnya, bukan

jumlahnya”.

(Isaac Newton)

■ “ Jangan membanding-bandingkan dirimu dengan semua orang di dunia ini. Jika

kau melakukannya, itu sama saja dengan menghina dirimu sendiri”.

(Bill Gates)

PERSEMBAHAN

Laporan ini dipersembahkan kepada :

1. Allah SWT yang selalu memberikan rahmat dan hidayah-Nya.

2. Nabi Muhammad SAW serta pengikutnya atas sauri teladannya.

3. Orangtua dan keluarga yang selalu menyayangi, memberikan doa restu serta

dukungannya selama ini.

4. Bapak Drs. Wiji Mangestiyono, M.T selaku dosen pembimbing yang telah

memberikan masukan-masukan yang sangat berguna serta ucapan terima

kasih atas kesabarannya dalam membimbing kelompok Tugas Akhir kami

sampai selesai.

5. Seluruh staff PSD III Teknik Mesin Universitas Diponegoro Semarang yang

telah membantu dan memberikan pembelajaran.

6. Teman-teman sekelompok, terima kasih atas kekompakannya serta

sumbangan pemikiran dalam menyelesaikan Tugas Akhir kami.

ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya

sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul

“Perancangan Roket Kendali Sistem Recorder Data dengan User Interface

Processing” ini dengan baik dan lancer.

Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk

menyelesaikan studi di Program Studi Diploma III Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro.

Penulis banyak mendapat saran, bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak

selama menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Untuk itu penulis mengucapkan

terima kasih khususnya kepada :

1. Bapak Ir. H. Zainal Abidin, M.S selaku Ketua Program Diploma Fakultas Teknik

Universitas Diponegoro Semarang.

2. Bapak Bambang Setyoko, S.T, M.Eng selaku Ketua Program Studi Diploma III

Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Diponegoro.

3. Bapak Drs. Wiji Mangestiyono, M.T selaku Dosen Pembi,bing kami yang telah

banyak memberikan arahan dan dorongan kepada kami atas terselesaikannya

tugas akhir ini.

4. Bapak Ir. Sutomo, M.Si selaku dosen wali angkatan 2013 kelas B.

5. Bapak dan Ibu dosen Tim Penguji Tugas Akhir.

x

6. Segenap staff pengajar pada Program Studi Diploma III Teknik Mesin

Universitas Diponegoro Semarang yang telah banyak memberikan arahan.

7. Orangtua dan keluarga besar yang telah memberikan dukungan moril dan

materiil sehingga penyusun dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini dengan

baik.

8. Teman-teman solidarity forever terutama angkatan 2013, juga kakak dan adik

angkatan yang turut membantu jalannya penyusunan laporan Tugas Akhir ini.

9. Semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini

hingga selesai, yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kata sempurna, untuk itu

penulis menghargai kritik dan saran yang membangun untuk kesempurnaan dari

laporan ini.

Akhirnya penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi

penulis dan pembaca.

Semarang, 20 September 2016

Penulis

xi

PERANCANGAN ROKET KENDALI SISTEM RECORDER DATA DENGAN

USER INTERFACE PROCESSING

ABSTRAK

Roket merupakan wahana luar angkasa, peluru kendali, atau kendaraan

terbang yang mendapatkan dorongan melalui reaksi roket terhadap keluarnya secara

cepat bahan fluida dari keluaran roket. Pengembangan teknologi roket di Indonesia

bisa digunakan untuk menunjang perkembangan teknologi makro seperti

telekomunikasi, transportasi, klimatologi, penginderaan jauh bahkan pertahanan dan

keamanan negara. Dalam perencanaan roket kendali ini bertujuan untuk mendesain

dan merencanakan body roket dengan memperhitungkan distribusi muatan yang

dibawa oleh roket, titik berat vertikal maupun horizontalnya, kemungkinan

hambatan-hambatan yang dialami selama proses uji coba peluncuran,

memperhitungkan daya motor yang cocok digunakan, dan analisa kinematika yang

berupa lintasan parabola. Metode yang digunakan adalah studi pustaka, desktop

research, eksperimental dan uji coba lapangan. Daya motor yang digunakan yaitu

780 Watt dengan perhitungan hambatan udara dan massa sebesar 220,776 Watt.

Pengambilan data dilakukan pada uji coba tanggal 30 Agustus 2016 pukul 10.00 –

13.00 WIB dengan temperatur udara ± 320 C, kecepatan angin 2,5 m/s – 7,5 m/s dan

sudut pelontaran 700. Hasil uji coba peluncuran pada record data di sensor

accelerometer menunjukkan grafik parabola dengan kecepatan awal 20 m/s hingga

kecepatan puncak 78 m/s pada distribusi kecepatan tiap satuan waktu (detik) dan

distribusi percepatan dengan percepatan awal 0,5 m/s2 hingga percepatan puncak 5

m/s2 tiap satuan waktu (detik). Untuk grafik lintasan tempuh horizontal terhadap

waktu mengalami kenaikan tiap detiknya dan pada lintasan tempuh vertikal

membentuk lintasan parabola. Dengan demikian, dalam perancangan pembuatan

roket kendali perlu diperhitungkan titik berat, kemungkinan hambatan-hambatan

yang terjadi untuk memperhitungkan daya motor yang dibutuhkan serta kondisi

tempat percobaan.

Kata kunci : Roket, Hambatan, Daya, Kecepatan, Percepatan

xii

GUIDED MISSILE SYSTEM PROJECT RECORD DATA INTERFACE

SYSTEM PROCESSING

ABSTRACT

A rocket is a spacecraft, guided missiles, or air transportation which had

gotten power from a rocket reaction againts discharge rapidly fluid materials from

the rocket output. Developing rocket technology at Indonesia can be used to support

the development of rocket technology as Telecommunication, Transportation,

Climatology, Remote viewing even Country Deffense and Security. At this guiden

missile project intended for design and body rocket planning with a calculation to

distribute a capacity which can be brought by a rocket, the vertical and horziontal

emphasis, the probability of a problems which is taken while processing a Test-

Launch, calculating an engine power which is suitable to use, and kinematic analysis

which is formed as a parabolic track. The methods which is used are literature

review, desktop research, experimental and field trials. Engine power which is used

are 780 Watt with calculating an air resistance and a mass of 220,776 Watt.

Collecting data was done in test on 30 August 2010 at 10.00 – 13.00 WIB with air

temperature ± 320 C, wind velocity 2,5 m/s – 7,5 m/s and angle shooting 700. The test-

launch result based on record data at accelerometer censor show parabolic graphic

with an initial velocity 20 m/s up to 78 m/s maximum speed on the velocity

distribution each time (seconds) and acceleration distribute with an initial

acceleration 0,5 m/s2 up to 5 m/s maximum acceleration each time (seconds). For a

horizontal track mileage chart againts time have increased each seconds and on the

vertical travel path formed a parabolic track. Therefore, on the guided missile

construction design need to be calculated its center emphasis, obstacles possibility

which is happened to calculate an engine power which is required along with the

condition of experimental place.

Keywords : Rocket, Resistance, Power, Velocity, Acceleration

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL…………………………………………………….………….i

HALAMAN JUDUL…………………………………………………………….……ii

HALAMAN PERSETUJUAN……………………………………………………….iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS………...…………………………..iv

SURAT TUGAS PROYEK AKHIR …………………………………………………v

HALAMAN PENGESAHAN………………………………………………………..vi

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI…………...………...vii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN……………………...…………………………..viii

KATA PENGANTAR………………………………………………………………..ix

ABSTRAK…………………………………….………………………………………xi

ABSTRACT………………………………………………..…………………………xii

DAFTAR ISI………………………………………………………………………..xiii

DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………..xvi

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

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

1.2 Perumusan Masalah…………………………………………………………...3

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

1.4 Tujuan Pembuatan Tugas Akhir………………...…………………………….4

1.5 Manfaat Tugas Akhir………………………………………………………….5

1.6 Sistematika Laporan…………………………...……………………………...6

xiv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA…………………...………………………………....7

2.1 Keadaan Udara…………………………………………………………………….7

2.1.1 Data Parameter Cuaca Semarang…………………...…………………………...7

2.2 MOMENTUM…………………………………………………………………….9

2.3 Hukum Newton II dan III…………………………..……………………………10

2.4 Impuls……………………………………………………………………………12

2.5 Hukum Kekekalan Momentum…………………………………………………..13

2.6 Energi Kinetis……………………………………...…………………………….14

2.7 Gerak Parabola…………………………………………………………………...15

2.8 Aerodinamik Angkat (lift) …………………...………………………………….18

2.9 Perhitungan Daya Motor Roket…………...……………………………………..19

2.10 Mekanisme Kontrol……………...……………………………………………..21

2.10.1 Mekanisme Motor Servo…………………………...……………………...21

2.10.2 Mekanisme Motor EDF……………………...………………………...….24

2.11 Mikrokontroller ATMega 8535………………………...………………………25

2.12 Sensor Percepatan (Accelerometer) ……………………………………………27

2.13 Servo……………………………………………………………………………29

2.14 EDF (Electric Ducted Fan) ………………………………..…………………..30

BAB III METODOLOGI TUGAS AKHIR………………………...……………….32

3.1 Bahan dan Alat…………………………...……………………………………...32

3.1.1 Bahan…………………...…………………………………………………..32

3.1.2 Alat………………………………………………………………………….42

3.2 Desain Perancangan Roket………………………………………………………46

xv

3.2.1 Desain Perancangan Body Roket……………………………………..…….46

3.2.2 Desain Pelontar Roket……………………………………………………....54

3.3 Proses Pembuatan……………………………...………………………………...57

3.3.1 Pembuatan Body Roket………………………………...…………………...57

3.3.2 Pembuatan Pelontar………………………………………………...……….60

3.3.3 Pemasangan Komponen-Komponen Roket…………………...……………61

3.3.4 Penyetelan Remote Control…………………………………………………62

3.3.5 Penyetelan Display Software Sensor Accelerometer……………………….64

3.4 Metode Pengambilan Data……………………………………………………….66

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………….68

4.1 Distribusi Kecepatan……………………………………………………………..68

4.2 Distribusi Percepatan……………………...……………………………………..70

4.3 Distribusi Lintasan Tempuh Horizontal……………………...………………….72

4.4 Distribusi Lintasan Tempuh Vertikal………………………...………………….73

BAB V PENUTUP………………...………………………………………………...75

5.1 Kesimpulan………………………………………………………………………75

5.2 Saran……………………………………………………………………………..76

DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………………..77

xvi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Grafik Suhu Udara Kota Semarang Bulan Februari 2016........... ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.2 Grafik Tekanan Udara Kota Semarang Bulan Februari 2016 ..... ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.3 Gerak Parabola ..................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.4 Gaya Aerodinamis Blade Edf Ketika Dilalui Aliran Udara ........ ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.5 Skema Mekanisme Kontrol RoketERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 2.6 Pengaturan Sinyal Modulasi Motor ServoERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 2.7 Komponen Motor Servo ....... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.8 Skema Mekanisme Kontrol Motor ServoERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 2.9 Skema Mekanisme Kontrol Motor EdfERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 2.10 Modul Accelerometer ........ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.11 Arsitektur Perangkat Keras Atmega 8535ERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED.

Gambar 2.12 Teknik Pwm Untuk Mengatur Sudut Motor Servo ................... ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

xvii

Gambar 2.13 Pin Out Kabel Motor Servo ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.14 Arah Aliran Pada Edf ......... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 2.15 Komponen Edf ................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.1 Styrofoam ............................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.2 Triplek .................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.3 Pipa Pvc ................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.4 Scotlite .................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.5 Baut Dan Mur ....................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.6 Motor Servo.......................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.7 Sensor Accelerometer ........... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.8 Pegas Tekan.......................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.9 Motor Edf ............................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.10 Remote Control .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.11 Baterai Li-Po 2300 Mah ..... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.12 Powerbank 5000 Mah ........ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.13 Tang Jepit ........................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.14 Cutter .................................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.15 Pemotong Styrofoam ListrikERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 3.16 Obeng Jam Tangan ............. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.17 Gergaji Pipa ........................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.18 Penggaris ............................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.19 Gerinda Tangan .................. ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

xviii

Gambar 3.20 Desain Body Roket Dalam Satuan Cm : (A) Rangka Roket, (B) Body

Roket Dan Penempatan Komponen-Komponennya (Autocad 2007)

............................................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.21 Posisi Titik Berat ................ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.22 Gerak Parabola Roket......... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.23 Drag Force Yang Terjadi ... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.24 Desain Pelontar: A.Tampak Depan, B.Tampak Samping (Dalam Satuan

Cm) ..................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.25 Skema Pembuatan Body RoketERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 3.26 Hasil Pembuatan Body RoketERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 3.27 Skema Pembuatan Pelontar RoketERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 3.28 Skema Pemasangan Komponen-Komponen Roket................... ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.29 Skema Penyetelan Channel ReceiverERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 3.30 Penyetelan Remote Control ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 3.31 Keterangan Komponen-Komponen SensorERROR! BOOKMARK

NOT DEFINED.

Gambar 3.32 Coding Yang Digunakan Dalam Pembacaan Sensor ................ ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

xix

Gambar 3.33 Hasil Testing Sensor AccelerometerERROR! BOOKMARK NOT

DEFINED.

Gambar 4.1 Grafik Kecepatan Dalam Setiap Satuan Waktu (Detik) .............. ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 4.2 Grafik Percepatan Dalam Setiap Satuan Waktu (Detik) ............. ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 4.3 Grafik Lintasan Tempuh Horizontal Tiap Satuan Waktu (Detik)ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.

Gambar 4.4 Grafik Lintasan Tempuh Vertikal Tiap Satuan Waktu (Detik) ... ERROR!

BOOKMARK NOT DEFINED.