## SIMULATOR KENDALI PESAWAT TERBANG EXTRA 300 L BERBASIS 3D DENGAN METODE SIMULATION GAME
Salam Aryanto, Nurcahyani Dewi Retnowati, Basir Jurusan Teknik Informatika Sekolah Tinggi Teknologi Adisutjipto informatika@stta .ac.id

## ABSTRA CT
One  o f the  methods  to  improve  the  understanding o f the  learner  is  to  use  an  interactive  simulator aircraft  by  utilizing  information  and  communication  technology  so  as  to  explain  the flight  control system  and  its functions  better.  M aking  this  simulator  using Adobe  Photoshop,  3D  Studio  M ax,  and 3DRad.  The  software  used  to  create  the  interface  design,  3D  design,  as  well  as  assimulator  engine. Simulator  Extra  300  L  aircraft  provide  convenience  to  the  user  to  know  and  understand  the  contro plane fly  Extra 300 L.  The use o f this  simulator is  more interactive  in  the delivery o f information  to  the user  than  an  explanation  using props  or in  video form .  This  simulator is  designed  user friendly as well as  trials  conducted by 30 respondents,  the majority o f respondents stated that this simulator is  good and fit  fo r  use as a medium o f learning control o f an aircraft.
K ey w o rd s : 3D,  S im u lator, A ircra ft

## 1. Pendahuluan
Seiring  dengan  banyaknya  maskapai  penerbangan  di  Indonesia  yang  menawarkan  jasa transportasi bagi masyarakat, maka hadirnya lembaga pendidikan berwawasan kedirgantaraan pun tidak terelakan.  Tidak hanya pendidikan pada jenjang sekolah menengah, tetapi  juga  perguruan  tinggi.  Pendidikan  yang  diberikan  meliputi  perawatan  pesawat terbang,  perancangan  pesawat  terbang,  sistem  kendali  terbang,  dan  lain  sebagainya.  Pada umumnya,  dalam  penyampaian  materi  untuk  menjelaskan  pesawat  terbang  menggunakan miniatur  pesawat terbang sebagai alat peraga.  Padahal pada pesawat terbang terdapat  sistem kendali  terbang  yang  perlu  diperhatikan.  Alat  peraga  ini  tentu  tidak  dapat  memberikan gambaran  secara  detail kepada para peserta  didik untuk memahami berbagai kendali terbang dengan fungsi tertentu.
Salah  satu  metode  pembelajaran  untuk  meningkatkan  pemahaman  peserta  didik  adalah dengan  menggunakan  simulator  pesawat  terbang  yang  interaktif  dengan  memanfaatkan teknologi  informasi  dan  komunikasi  sehingga  mampu  menjelaskan  sistem  kendali  terbang beserta  fungsinya  secara  lebih  baik.Oleh  karena  itu,  maka  perlu  dibuat  Simulator  Kendali Terbang Pesawat Terbang Extra 300 L.  Dengan Metode Simulation Game sebagai solusi untuk memudahkan peserta  didik memahami  sistem kendali  terbang pada  sebuah  pesawat terbang yang diberikan oleh para pengajar atau instruktur.

## 2. M etodologi
2.1  Tiga Dimensi  (3D)
Karakteristik 3D  Mengacu  pada  tiga  dimensi  spasial,  bahwa  3D  menunjukkan  suatu titik  koordinat  Cartesian  X,  Y  dan  Z.  Penggunaan  istilah  3D  ini  dapat  digunakan  di berbagai bidang dan sering dikaitkan dengan hal-hal lain seperti spesifikasi kualitatif tambahan  (misalnya:  grafis  3D,  3D video,  film 3D,  kacamata 3D,  suara 3D).Istilah 3D biasanya  digunakan  untuk  menunjukkan  relevansi jangka  waktu  tiga  dimensi  suatu objek,  dengan  gerakan perspektif untuk menjelaskan  sebuah  "kedalaman"  dari  suatu gambar atau visualisasi,  suara, atau sebuah pengalaman (Hendratman, 2008).
2.2  Game Engine
Game  engine  adalah  perangkat  lunak  yang  dirancang  untuk  membuat  dan mengembangkan  video  game.  Perangkat ini pada umumnya memberikan integrated development  environment  yang  dapat  mempermudah,  serta  mempercepat pengembangan  game.  Dalam  pengembangan  game,  dibutuhkan  data  yang  tidak semudah  menuliskan  text  files.  Dalam  pengembangan  game,  paling  tidak dibutuhkan  beberapa  tools  seperti  3D  model  editor,  level  editor  dan  graphics programs.  Di  dalam  sistem  sendiri  terdapat  beberapa  sub  sistem  yaitu  graphics, input,  sound,  timer,  configuration.  Sistem  sendiri  bertanggung  jawab  untuk melakukan  inisialisasi,  update  dan  mematikan  sub  sistem  yang  terdapat  di dalamnya.  Game  interface  berfungsi  sebagai  control  yang  bertujuan  untuk memberikan  interface  apabila  di  dalam  game  engine  tersebut  terdapat  fungsi  yang bersifat  dinamis  sehingga  memudahkan  untuk  mengembangkan  game  tersebut (Hidayatullah, 2011).

## 2.3  Software 3D Rad
Software  3D  Rad  mempunyai  tujuan  sebagai  penyedia  alur  kerja  pembangunan sederhana  tanpa  harus  mengorbankan  fleksibilitas.  Software  3D  Rad  mempunyai editor  yang  biasa  berisi  kumpulan  komponen  yang  disebut  obyek.  obyek  tersebut bisa  dimanipulasi  dengan  dikombinasikan  dan  dikonfigurasikan  menggunakan berbagai  macam  cara.  Game  engine  ini  memungkinkan  seseorang  yang  kurang pandai  dalam  bahasa  pemrograman  bisa  menciptakan  proyek  yang  kompleks, karena  3D  Rad  menggunakan  minimal  scripting.  Untuk  rendering  efek  seperti refleksi,  refraksi,  plasma  glow,  dan  pemetaan  benjolan  dapat  diaktifkan  dengan memilih  shader  dari  daftar  menu  pengaturan  parameter  numerik  pada  dialog properti (http://w w w .3D rad.com ).

## 2.4  Kendali Terbang
Ada  empat  gaya  yang  bekerja  ketika  pesawat  terbang  bergerak  lurus,  datar,  dan tidak  mengalami  percepatan,  yaitu  gaya  dorong  (thrust),  gaya  angkat  (lift),  gaya berat  (weight),  dan  gaya  hambat  (drag).  Gaya  dorong  dihasilkan  oleh  mesin  atau. Gaya  angkat  dihasilkan  oleh  efek  dinamis  dari  udara  yang  beraksi  di  sayap.  Gaya berat  muncul  akibat  adanya  gaya  gravitasi  dan  bekerja  vertikal  ke  bawah. Selanjutnya  gaya  drag disebabkan  oleh  gangguan  aliran udara  pada  sayap,  fuselage, dan profil dari penampang komponen pesawat terbang lainnya.
Pada  pesawat  terbang  terdapat  tiga  bidang  kendali  utama,  yaitu  aileron,  elevator, dan  rudder.  Ketiga  bidang  kendali  tersebut  berfungsi  untuk  mengendalikan
pergerakan  pesawat  terbang,  mengendalikan  pesawat  terbang  berdasarkan  sumbu rotasinya,  dan  mengendalikan  kestabilan  pesawat  terbang.  Aileron  terletak  pada sayap  pesawat  terbang  dan  merupakan  bidang  kendali  pada  saat  pesawat  terbang melakukan  gerakan  roll.  Jenis  kestabilan  yang  dilakukan  aileron  adalah  untuk menstabilkan  secara  lateral.  Elevator  terletak  pada  horizontal  stabilizer  dan merupakan  bidang  kendali  yang  berpengaruh  pada  gerakan  pitch.  Jenis  kestabilan yang dilakukan elevator adalah menstabilkan secara longitudinal.
Rudder  terletak  pada  vertical  stabilizer  dan  merupakan  bidang  kendali  yang berpengaruh  pada  gerak  yaw  pesawat  terbang.  Jenis  kestabilan  yang  dilakukan rudder  adalah  menstabilkan  secara  directional.  Maneuver  pesawat  terbang  dapat dilakukan  saat  pesawat  terbang  sudah  di  udara,  diantaranya  melakukan  pitch  up, pitch  down,  roll,  dan  bank.  Sebagian  besar  performansi  dari  pesawat  terbang bergantung pada desain flight control system (Khozin, 2011 ).
2.5  Perancangan Obyek 3D
Pada  perancangan  3D,  hal  yang  dilakukan  adalah  membentuk  suatu  benda  atau obyek, yang didesain dan dibuat agar terlihat seperti hidup  sesuai dengan obyek dan basisnya.  Proses  ini  secara  keseluruhan  dikerjakan  di  komputer  dan  dalam perancangan 3D ini menggunakan software 3D studio max.

## Gambar 1 Sketsa Terbang Extra 300 L
Untuk persiapan  awal di  dalam software3  D  Studio  Max,  maka  perlu di buat 3  buah plane  untuk  menempatkan  sketsa  awal  rancangan  pesawat  terbang  (di  download dari  http:\\www.blueprint.com).  posisinya  yaitu  di  bawah,  samping  kanan,  dan depan,  agar  mempermudah  saat  membuat  model  3D  pesawat  terbang  serta memperkirakan ukuran pesawat terbang yang akan dibuat.
Gambar 2 Proses Import Obyek Pesawat Terbang
Setelah  semua  proses  pemodelan  obyek  3D  pesawat  terbang  Extra  300  L  selesai, maka  obyek  tersebut  siap  di  import  ke  game  engine  3D  Rad.  Hanya  perlu  memilih menu  di  pojok  kanan  atas  (Logo  3D  Studio  Max)  selanjutnya  pilih  import  dan tentukan jenis ekstensi (.x)  software yang akan dimasukkan obyek 3D Tersebut.
2.6  Konfigurasi  Simulator Engine
Selain  itu  hal  yang  cukup  penting  diperhatikan  adalah  engine  core/renderer  yang terdiri  dari  beberapa  sub  yaitu  visibility,  Collision  detection  (tumbukan)  dan Response  (respon).  Untuk rendering  efek  seperti  refleksi,  refraksi,  plasma  glow,  dan pemetaan  benjolan  diaktifkan  dengan  mengatur  shader  dari  daftar  konfigurasi parameter  numerik  pada  dialog  properti.  Model  pencahayaan  mendukung  cahaya directional,  titik  lampu,  per-pixel  shading,  bayangan  volumetrik,  cahaya-peta, bayangan-peta dan kabut.  Beberapa bagian yang penting diperhatikan antara lain  :
1. Perancangan Kendali Elevator
Secara  garis besar  dapat dijelaskan kendali elevator  disini  menggunakan tombol up  dan  down,  dengan  ketentuan  aksinya  selama 2 detik  (turn  delay)  setelah diberikan  perintah,  kemudian  pesawat  terbang  akan  kembali  ke  posisi  auto balance  selama  1,5  detik  (return  delay),  selanjutnya  sudutnya 8 derajat (maximum  angle)  setiap  2  detik.  Dan  hal  tersebut  berlaku  pada  posisi  pitch  up dan pitch down berikutnya.
2. Perancangan Kendali Aileron
Konfigurasinya hampir sama dengan kendali elevator,  sehingga dapat dijelaskan kendali  aileron  pada  simulator  ini  menggunakan  tombol  right  dan  left,  dengan ketentuan  aksinya  selama 2 detik  setelah  diberikan  perintah,  kemudian  pesawat terbang  akan  kembali  ke  posisi  auto-balance  selama  1,5  detik,  selanjutnya sudutnya 5  derajat setiap 2  detik.  Hal tersebut juga berlaku pada posisi roll right dan roll left berikutnya.
3. Perancangan Engine Control
Perancangan  sebelumnya  seperti  pengaturan  controller  yang  dapat  melakukan perintah  untuk  mengurangi  thrust  engine/gaya  dorong  mesin  pesawat terbang hingga 0 %  (speed 0 kph/m esin mati),  atau meningkatkan thrust engine pesawat terbang  menjadi  50  %  (speed  1  -   >250  kph).  hal  ini  sengaja  diatur  untuk mengatasi  kecepatan yang berlebihan  saat  user  mulai  lepas  landas,  dan  mampu
meningkatkan  thrust  engine  pesawat  terbang  menjadi  100  %  (speed  250  -   >500 kph)  dimana  pada  kecepatan  ini  obyek  pesawat  terbang  akan  terus  terbang  di udara meskipun user melepaskan controller.
4. Konfigurasi Keyboard Control dan Joypad Control
Konfigurasi  Keyboard  Control  dan  Joypad  Control  berfungsi  mengatur  dan mengendalikan  setiap  kegiatan  yang  dilakukan  oleh  user  di  dalam simulatorseperti  melakukan  maneuver  pesawat  terbang  dapat  dilakukan  saat pesawat  terbang  sudah  di  udara,  diantaranya  melakukan  pitch  up,  pitch  down, roll,  dan bank.
5. Perancangan Interface
Rancangan  interface  menampilkan  informasi  tentang  keadaan  pesawat  terbang saat  digunakan  oleh  user,  di  dalamnya  terdapat  berbagai  indikator  tentang speed  (kecepatan),  time  (waktu),  altitude  (ketinggian),  engine  (mesin),  point (nilai/skor),  camera  perspektif,  serta  camera  dari  dalam  cockpit  pesawat terbang.
6 . Perancangan Camera
Berperan  sebagai  kamera  utama,  agar  user  leluasa  melihat  posisi  pesawat terbang  saat melakukan maneuver,  selain  itu  pada  kamera  ini  terdapat berbagai indikator  tentang  speed  (kecepatan),  time  (waktu),  altitude  (ketinggian),  engine (mesin), point (nilai/ skor).
7. Konfigurasi Finish
Di  akhir  perancangan  ini  akan  dijelaskan mengenai cara  pembuatan point finish untuk  mengakhiri  simulator  Extra  300  L,  disini  terdapat  rintangan  bertuliskan finish,  ketika  user  berhasil  menyelesaikan  simulator  dan  mencapai  garis  akhir, maka akan muncul tulisan "finish".
Simulator  engine  mempunyai  tujuan  sebagai  penyedia  alur  kerja  pembangunan sederhana  tanpa  harus  mengorbankan  fleksibilitas.  Serta  mempunyai  editor yang biasa berisi kumpulan komponen yang disebut obyek.  Obyek tersebut bisa dimanipulasi  dengan  dikombinasikan  dan  dikonfigurasikan  menggunakan berbagai macam cara.

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1  Penjelasan Aplikasi
Saat  pertama  kali  simulator  dijalankan,  pada  halaman  awal  merupakan  halaman menu  loading  dimana  data  dan  obyek  3  dimensi  dikumpulkan  agar  selanjutnya sistem  dapat  berjalan  dan  berfungsi  sesuai  konfigurasi  saat  perancangan,  selain  itu akan  ditampilkan  halaman  petunjuk  menu  button  atau  controller  yang  dapat digunakan  oleh  user  saat  melakukan  kendali  maneuver  pesawat  terbang. Ditunjukkan pada Gambar 3.
# S IM U L A T O R  P E S A W A T  TE R B A N G   EXTR A  3 0 0   L S».' n  — K
* "Vi* - - \T  '  | B —“ *■*
^ j j   ENG4NE CONTROL 100%
m — U jl w tcm up b —   e a reset n — c a  -r \ s n t o /«O  RfN • — M TI1U M 14« m i  Q 1 TIMC »11 • ' ' IMGINI S O % ♦ L O A D IN G ... . . '
A R Y A N T O .

## Gambar 3 Halaman Awal Simulator Pesawat terbang Extra 300 L
1. Halaman Simulator
Halaman  simulator  ini  digunakan  untuk  menunjukkan  visualisasi,  posisi,  dan kondisi pesawat terbang Extra 300 L yang nantinya dapat dikendalikan oleh user secara virtual.
2. Kendali Maneuver
Kendali  maneuver  sudah  dijelaskan  pada  bab  perancangan  sebelumnya, konsepnya  yaitu  melakukan  konfigurasi  pada  software  3D  rad  agar  sistem controller  yang  sudah  jadi  bekerja  sebagaimana  logika  yang  berlaku  pada kendali pesawat terbang.
3. Kendali Elevator
Untuk  mengendalikan  elevator  pada  3D  Rad  engine  diperlukan  obyek  lain seperti  airfoil  yang  merupakan  obyek  yang  dapat  digunakan  untuk mengaplikasikan keadaan aerodinamis yang sebenarnya pada obyek 3D pesawat terbang.
4. Kendali Aileron
Kendali  aileron  disini  hampir  sama  dengan  konfigurasi  pada  elevator sebelumnya,  hanya  saja  konfigurasi  aileron  menggunakan 2 buah  airfoil  pada masing-masing sayap pesawat terbang.
5. Engine Control
Dalam  implementasi  engine  control  diharapkan  dapat  berfungsi  sebagaimana ide  prancangan  sebelumnya  seperti  pengaturan  controller  yang  dapat melakukan  perintah  untuk  mengurangi  thrust  engine/gaya  dorong  mesin pesawat  terbang  hingga 0 %  (speed 0 kph / mesin  mati),  atau  meningkatkan thrust engine pesawat terbang menjadi 50  %  (speed  1  -   >250 kph) hal ini sengaja diatur untuk mengatasi kecepatan yang berlebihan  saat user  mulai lepas landas, dan mampu  meningkatkan thrust engine pesawat terbang menjadi 100 %  (speed 250  -   >500  kph)  dimana  pada  kecepatan  ini  obyek  pesawat  terbang  akan  terus terbang di udara meskipun user melepaskan controller.
6 . Camera
Berperan  sebagai  kamera  utama,  agar  user  leluasa  melihat  posisi  pesawat terbang  saat melakukan maneuver,  selain  itu  pada  kamera  ini  terdapat berbagai indikator  tentang  speed  (kecepatan),  time  (waktu),  altitude  (ketinggian),  engine (mesin), point (nilai/ skor).
3.2  Uji Fungsi  Simulator
Uji  fungsi  merupakan  tahapan  selanjutnya  dari  penelitian  ini,  dalam  tahap  awal mengetahui keberhasilan controller untuk mengetahui hasil kendali pesawat terbang Extra 300 L sesuai dengan konfigurasi sebelumnya.
Gambar 4 Uji Coba Dengan Resolusi Maksimum
Gambar 5 Rintangan Dalam Simulator
Gambar  4  menunjukkan  uji  coba  menghasilkan  point/nilai  70  dengan  kecepatan rata-rata  270  dan  ketinggian  30  m,  artinya  sebagian  besar  fungsi  kendali  terbang bekerja  dengan  baik  untuk  melakukan  maneuver,  sehingga  saat  menggunakan simulator  ini  user  terbantu  mendapatkan  point  dengan  melewati  rintangan
menggunakan  maneuver  yang  ada,  bukan  malah  terganggu  dengan  sistem  kendali yang telah dirancang sebelumnya.
Setiap  berhasil  melewati  1  rintangan  diberi  point  10  dan  keseluruhan  dari  rintangan tersebut berjumlah  15,  artinya jika  user  mampu  mengendalikan  pesawat terbangnya melewati seluruh rintangan tersebut akan mendapatkan point 150 dan selesai setelah mencapai garis finish.  Rintangan ditunjukkan anak panah pada Gambar 5.
Informasi  finish  muncul  ketika  user  berhasil  melewati  beberapa  rintangan,  didalam simulator  tersebut terdapat  15  rintangan,  dan jika  semua  rintangan berhasil  dilewati dengan  baik  maka  user  akan  memperoleh  informasi  seperti  pada  Gambar  5  yang menunjukkan jumlah point yang didapat adalah 150.

## 4. Kesimpulan dan  Saran
Berdasarkan  hasil  analisa  pengujian  dari  simulator  pesawat  terbang  Extra  300  L  dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Simulator  pesawat terbang Extra  300  L memberikan kemudahan kepada  para  user untuk mengenal dan mengetahui kendali terbang pesawat terbang Extra 300 L.
2. Penggunaan  simulator  ini  lebih  interaktif  dalam  penyampaian  informasi  ke  user dibandingkan penjelasan menggunakan alat peraga atau dalam bentuk video.
3. Simulator  ini dirancang user friendly  dan  dalam uji coba  kuesioner  mayoritas  responden menyatakan simulator ini baik.
Dalam  analisis  sistem  dapat  diketahui  cara  kerja  sistem  sehingga  didapat  saran-saran untuk pengembangan aplikasi selanjutnya,  antara lain :
1. Untuk  menjaga  agar  user  tidak  bosan,  maka  perlu  adanya  perubahan  desain  interface maupun  penambahan  fitur-fitur  baru  dalam  simulator  ini,  seperti  efek  angin (turbulance),  damage maupun jenis pesawat terbang.
2. Simulator  ini  dapat  dikembangkan  lagi  didalam  berbagai  platform,  misalnya  dapat berjalan  di  sistem  operasi  linux,  berbasis  web  bahkan berbasis  mobile  (android,  iphone, windows phone).
3. Di  dalam simulator  ini dapat dikembangkan dengan panambahan database  untuk record hasil  selama  menjalankan  simulator  serta  dapat  di kembangkan  menjadi multi-user  atau multiplayer.

## Daftar Pustaka
Ambarwaty,  Shinta.  2012.  Membangun  Aplikasi  Pembelajaran  Berbasis  M ultimedia  Interaktif M enggunakan Adobe Flash CS3.  Volume I, No  1.  Universitas Gunadarma.
Budiyono,  Agus.  2005.  Simulasi  Penerbangan  untuk Rekonstruksi Kecelakaan  Pesawat  Terbang  dan Analisis  Kegagalan.  Jurnal  Seminar  Nasional Transportasi  Udara.  Universitas  Diponegoro. Semarang
Djalle, G Zaharuddin.  2007.  The M aking o f 3D Animation M ovie  Using 3D  Studio Max.  Bandung : Informatika.
Hendratman, Hendi. 2008.  The M agic o f 3D  Studio Max.  Bandung :  Informatika.
Hendratman, Hendi. 2011.  The M agic o f Macromedia Director.  Bandung :  Informatika.
Hidayatullah,  Priyanto.  2011.  M embuat  M obile  Game  Edukatif  Dengan  Flash.  Bandung  : Informatika.
Hendratman, Hendi. 2011.  The M agic o f Adobe Photoshop.  Bandung :  Informatika.
Khozin,  Mokhamad.  2011.  Desain  dan  Implementasi  Automatic  Flare  M aneuver  pada  Proses
Landing  Pesawat  Terbang  Menggunakan  Kontroler  PID.  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember.  Surabaya
Suheri, Agus. 2006. Animasi Multimedia Pembelajaran. Volume 2 - No.  1.  Bandung.
http://www.3Drad.com  (diakses pada tanggal 20 Oktober 2013)