## IMPLEMENTASI 3D GAME ENGINE SEBAGAI VISUALISASI SISTEM NAVIGASI 6-DOF PADA ROKET KENDALI LAPAN [3D GAME ENGINE IMPLEMENTATION AS 6-DOF NAVIGATION SYSTEM VISUALIZATION AT GUIDED ROCKET OF LAPAN]
Romi Wiryadinata *) , Wildan Yusuf *) , Ri Munarto *) , Frandi A. Kaharjito *) , Sri Kliwati **)
*) SINKEN Riset Group, Lab. Kendali, Teknik Elektro, Fak. Teknik, UNTIRTA
**) Peneliti Bidang Kendali dan Telemetri, PUSTEKROKET, LAPAN
e-mail: romi@wiryadinata.web.id

## ABSTRACT
Game engine, which are often used by game developers, has software framework that  facilitates  their  work  on  important  tasks  such  as  graphic  design  or  3D  and  2D graphics  rendering.  This  research  uses  game  engine  called  3D  state  game  engine  for visualize  6-DOF  navigation  system.  The  software  is  developed  for  visualize  range  of motion  of  the  object  by  reading  and  processing  the  streaming  data  from  navigation sensor  (accelerometers  and  rate-gyroscope).  The  test  result  show  that  developed software can visualize the motion of the objects in 3D animation. Software can accept and process the data as text file that is transmited in real-time through serial port. IMU hardware  with  sofware  can  use  through  the  calibration  process  first,  and  be  given  a filter, so that the better results can be obtained.
Key word: 3D Game Engine, Graphical User Interface, IMU, 6-DOF

## ABSTRAK
Game  engine ,  yang  sering  digunakan  oleh  para  pengembang game ,  memiliki kerangka kerja perangkat lunak yang memfasilitasi pekerjaan mereka pada tugas-tugas penting  seperti  desain  grafis  atau  3D  dan  2D rendering grafis.  Penelitian  ini menggunakan game  engine yang  disebut  3D state  game  engine untuk memvisualisasikan  sistem  navigasi  6-DOF.  Perangkat  lunak  ini  dikembangkan  untuk memvisualisasikan  rentang  gerak  obyek  dengan  membaca  dan  pengolahan  data streaming dari  sensor  navigasi  ( accelerometers dan rate-gyroscope ).  Hasil  pengujian menunjukkan  bahwa  mengembangkan  perangkat  lunak  dapat  memvisualisasikan gerakan  obyek  dalam  animasi  3D. Software dapat  menerima  dan  memproses  data sebagai file teks yang ditransmisikan secara real-time melalui port serial . Hardware IMU dengan software dapat digunakan melalui proses kalibrasi terlebih dahulu, dan diberi filter , sehingga hasil yang lebih baik dapat diperoleh.
Kata kunci : 3D Game Engine , Graphical User Interface , IMU, 6-DOF

## 1  PENDAHULUAN
Pada  perkembangan  teknologi avionik,  sistem Attitude  and  Heading Reference  System (AHRS)  memegang peranan  yang  sangat  penting.  AHRS dibutuhkan untuk memberikan informasi dan  visualisasi  yang  akurat  tentang perilaku pesawat (kecepatan, ketinggian, arah,  dan  sudut  inklinasi)  kepada  pilot.
Tingkat  akurasi  yang  diberikan  oleh sebuah sistem AHRS memegang peranan penting  dalam  memberikan  informasi yang  valid  tentang  perilaku  pesawat kepada pilot karena pada kondisi tertentu dalam  penerbangan  dapat  terjadi  salah persepsi  tentang  perilaku  pesawat  jika hanya mengandalkan indera perasa pilot untuk mendeteksi perilaku pesawat.
Kesalahan persepsi tentang perilaku  pesawat  tersebut dapat  menye- babkan  kesalahan  pada  jalur  pener- bangan  yang  ditempuh  dan  bahkan dapat  menyebabkan  kecelakaan  seperti yang  terjadi  pada  pesawat  Adam  Air penerbangan  KI-574.  Menurut  laporan akhir  hasil  invesigasi  oleh  KNKT, kecelakaan ini terjadi sebagai kombinasi beberapa  faktor  termasuk  kegagalan kedua  pilot  dalam  intensitas  memonitor flight  instrument  khususnya  dalam  2 menit  terakhir  penerbangan.  Fokus konsentrasi pada malfungsinya IRS telah mengalihkan  perhatian  kedua  pilot  dari flight instrumen  dan  membuka  peluang terjadinya increasing  decent dan bank angle tidak  teramati.  Kedua  pilot  tidak mendeteksi dan menahan decent sesegera  mungkin  untuk  mencegah kehilangan kendali (Kurniadi, 2008).
Pada  kendaraan  tanpa  awak, peranan AHRS dibutuhkan  untuk memberikan  informasi  dan  visualisasi perilaku  obyek  kepada  pemantau  yang berada pada jarak yang tidak memungkinkan  untuk  melihat  obyek secara  langsung.  Sistem  ini  juga  dapat dikembangkan lebih jauh untuk menyusun  kecerdasan  buatan  sehingga obyek  dapat  bergerak  secara auto-pilot (Adiprawita dkk., 2007).
Gambar  beresolusi  tinggi  baik yang  bergerak  maupun  tidak  bergerak serta animasi 3D bukan merupakan hal yang  mewah  lagi,  bahkan  merupakan suatu keharusan dalam sebuah perangkat  lunak  komputer  spesifikasi tinggi.  Banyak  sekali  pengembang perangkat  lunak  yang  menyediakan  3D Game Engine sebagai antar-muka pemrograman  grafis.  3D Game  Engine tersebut sangat mungkin untuk diimple- mentasikan  pada  pengembangan  perang- kat lunak yang dapat merepresentasikan sistem  navigasi  6-DOF  ( Six  Degree  of Freedom ),  dengan  menggunakan engine 3D  tersebut,  program  dapat  dengan mudah memvisualisasikan keadaan obyek  yang  sedang  dipantau  pada komputer  secara real-time .  Obyek  yang
dipantau merupakan  sebuah kendaraan yang  dilengkapi  dengan  sensor-sensor navigasi.

## 2  LANDASAN TEORI 2.1 Pemrograman Visual
Pemrograman visual adalah metode pembuatan program dengan cara membuat  koneksi  antar  obyek  dengan cara menggambar, menunjuk dan meng- klik pada diagram dan ikon dan dengan berinteraksi  dengan  diagram  alur. Pemrograman  visual  memungkinkan programmer untuk  merancang  program dalam  dua  atau  lebih  dimensi  peran- cangan.
Salah  satu  contoh  obyek  yang dapat dibuat menggunakan pemrograman visual adalah berupa form (Gambar 2-1). Form adalah  sebuah  obyek  yang  dapat memuat obyek lain seperti tombol, kotak teks atau label.
Gambar 2-1: Contoh obyek berupa form
Form tersebut berisi obyek berupa data dan aksi. Obyek data seperti hourly pay  rate merupakan  properti  berupa teks  yang  menentukan  tampilan  obyek form sedangkan  obyek  aksi  seperti tombol calculate  gross  pay merupakan metode  yang  menentukan  bagaimana sebuah obyek bereaksi terhadap interaksi pengguna.
Elemen-elemen  yang  terdapat  di dalam  sebuah form adalah  obyek  yang disebut control . Form yang  ditampilkan pada  gambar  2-1  memuat  dua control kotak  teks  (1),  empat control berupa label (2), dan dua control berupa tombol (3).  Nilai  yang  ditampilkan  oleh  sebuah control adalah  properti  teks control tersebut  dan  setiap  tombol  memiliki
metode  yang  akan  dijalankan  apabila tombol tersebut ditekan.

## 2.2 Six Degree of Freedom
Six  Degree  of  Freedom ,  atau  6- DOF  adalah  pergerakan  sebuah  benda tegar  dalam  ruang  tiga  dimensi,  yaitu kemampuan  untuk  bergerak  ke  depan/ belakang, atas/bawah, kanan/kiri (translasi  pada  tiga  sumbu  yang  saling tegak lurus)  yang dikombinasikan dengan  rotasi  pada  tiga  sumbu  tegak lurus ( roll, pitch, yaw ) (Gambar 2-2).
Gambar 2-2: Six Degree of Freedom
Sebuah sistem dikatakan memiliki 6-DOF  apabila  benda  tersebut  dapat melakukan  gerakan  translasi  dan  rotasi pada tiga sumbu yang saling tegak lurus secara terpisah.

## 2.3 Body Frame
Body  frame ( b-frame )  adalah serangkaian sumbu ortogonal yang selaras dengan  sumbu roll  (x b ),  pitch  (y b ), dan heading  (z b ) dari  sebuah  kendaraan (Gambar 2-3).
Gambar 2-3: Body Frame (Shin, 2001)
Body frame bersifat selalu mengikuti  perubahan  arah  pergerakan kendaraan, baik translasi maupun rotasi pada  ketiga  sumbu  tersebut.  Sumbu x b selalu mewakili arah depan, y b mewakili
arah  kanan,  dan  sumbu z b mewakili arah bawah walaupun terjadi perubahan orientasi atau posisi pada kendaraan.

## 2.4  Akselerometer
Sebuah akselerometer secara garis besar dapat diklasifikasikan sebagai  akselerometer  mekanik  atau elektronik.  Sebuah  akselerometer  pada umumnya  tersusun  atas  sebuah  massa yang  diapit  oleh  dua  buah  pegas  dan selaras  dengan  sumbu  masukannya (Gambar 2-4).

## Gambar 2-4:  Akselerometer  Mekanik  (Titterton and Weston, 2004)
Perpindahan  massa  diukur  oleh displacement pick-off , menghasilkan sinyal  yang  sesuai  dengan  gaya F yang mempengaruhi  massa  pada  arah  yang sejajar dengan sumbu masukan. Hukum kedua Newton digunakan untuk menghitung akselerasi yang dialami oleh akselerometer.
Nilai yang dihasilkan oleh sebuah akselerometer  merupakan  percepatan dalam  satuan  m/s 2 tetapi  kebanyakan produsen  akselerometer  mencantumkan nilai  percepatan  dalam  satuan g pada datasheet yang  disertakan.  Nilai  per- cepatan  yang  diukur  oleh  akselerometer dapat  digunakan  untuk  menentukan kecepatan  sebagai  fungsi  waktu  melalui persamaan integral sederhana:
(2-1) (2-2)
Keterangan:
= Jarak (m)
= Kecepatan (m/s)
= Percepatan (m/s 2 )

## 2.5  Giroskop
Sebuah  giroskop  merupakan  alat yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat  mendeteksi  perubahan  orientasi yang  dialami  oleh  giroskop  tersebut. Kebanyakan  giroskop  yang  digunakan merupakan sebuah rate-gyro yang dapat mendeteksi  laju  perubahan  sudut  dan menghasilkan keluaran berupa kecepatan sudut ω dalam  satuan  /s.  Kecepatan sudut  yang  dideteksi  oleh  giroskop kemudian digunakan untuk memperoleh nilai  perubahan  orientasi  obyek  yang dipasangi giroskop tersebut pada kerangka  referensi body  frame melalui persamaan integral sederhana:
(2-3)
Keterangan:
= Sudut rotasi (  )
= Kecepatan sudut (  /s)

## 3  PERANCANGAN SOFTWARE
Cara  kerja software secara  garis besar  dapat  dilihat  dalam  diagram  blok sistem yang ditunjukan oleh Gambar 3-1.
Gambar 3-1: Diagram Blok Software
Aplikasi yang dikembangkan memiliki  dua  jenis  sistem input untuk memperoleh informasi data sensor yaitu melalui serial  port untuk  memperoleh data  secara real-time atau  melalui file teks  yang  berisi  informasi  data  sensor. Sistem input ini  memberikan  informasi data  berupa  gabungan  data  semua sensor  ( raw  data )  yang  tersusun  dalam satu  baris  kepada  bagian  program  yang bernama data  parsing  engine untuk dikelompokan  menurut  jenis  sensor yang  digunakan  dan  disusun  agar menghasilkan data yang kontinu.
Input pada  penelitian  ini  sama dengan input yang  akan  di  olah  untuk INS  yaitu  keluaran  dari  IMU  yang berupa posisi ( S x (t), S y (t), dan S z (t) ), rotasi ( ) ( ), ( ), ( t dan t t   ),  dan  GPS/INS  akan (posisi, percepatan, dan attitude ). (Wiryadinata, 2007)
Data  yang  yang  telah  diolah  oleh data  parsing  engine dinamakan parsed data dan  siap  untuk  divisualisasikan. Bagian implementasi game engine menerima  data  yang  telah  diolah tersebut  untuk  menghasilkan  animasi dari  model  3D  yang  telah  dikonfigurasi sebelumnya,  sedangkan  sistem plot memvisualisasikan  data  tiap  sensor dalam bentuk plot data.
Proses filterisasi dilakukan untuk meminimalisir  kesalahan  yang  dihasilkan dari sensor. Pada penelitian ini dilakukan secara hardware menggunakan  hasil penelitian  yang  ada  (Wiryadinata,  2008) dan  telah  berhasil  mengembangkan prototype IMU  dengan  menambahkan high-pass  filter dan low-pass  filter pada penelitiannya.

## 3.1 Perancangan GUI
Sistem  yang  dikembangkan  pada penelitian ini menggunakan GUI
( Graphical  User  Interface )  sebagai  antar- muka software untuk  mempermudah pengoperasian (Gambar 3-2).
Gambar 3-2: Rancangan antar-muka software
Antar-muka software secara garis besar  dapat  dikelompokan  menjadi  tiga bagian  besar  yaitu  konfigurasi, output tab , dan control button .
Bagian  konfigurasi  merupakan letak semua pengaturan yang diperlukan
agar software bekerja  dengan  baik.
Terdapat pengaturan sumber data, baud rate dan alamat port seria l, file teks yang akan dibaca, frekuensi sampling , pengaturan header ID, channel sensor dan jenis obyek  3D yang akan ditampilkan.
3.2 Perancangan Sistem Plot Data
Sistem plot data merupakan output yang  berfungsi  memberikan  visualisasi data  sensor  akselerometer  dan  giroskop dalam bentuk plot . Fungsi utama sistem plot pada output adalah  untuk  melihat bentuk  sinyal input yang  diterima  oleh software .  Gambar  3-3  memperlihatkan rancangan visual sistem plot data.
Terdapat tiga plot pada setiap tab yang  masing-masing  memvisualisasikan bentuk  sinyal  dari  setiap  sumbu  sensor ( x,y ,  dan z ).  Sistem plot untuk  data sensor akselerometer terletak pada tab 2 sedangkan untuk sensor giroskop terletak pada tab 3.
Gambar 3-3: Plot Data

## 3.3 Data Simulasi
Sebuah program sederhana pembangkit sinyal sinusoidal yang dapat menghasilkan  data  sensor  berupa file dengan format yang dikenali oleh sistem disusun  menggunakan  bahasa  Visual Basic. Data yang dihasilkan oleh program tersebut  digunakan  sebagai input pada pengujian software .  Program  tersebut dapat  menghasilkan  data  sensor  ber- bentuk  gelombang sinusoidal dan  dapat diatur  jumlah  gelombang  yang  ingin dihasilkan  dan  frekuensi sampling data yang  digunakan.  Tampilan  program pembangkit gelombang sinusoidal tersebut dapat dilihat pada Gambar 3-4.
Gambar 3-4: Program  sederhana  pembangkit data berbentuk sinusoidal
Keseluruhan pengujian dilakukan menggunakan  data  yang  berbentuk gelombang  sinusoidal  dengan  frekuensi 1Hz, 10Hz dan 50Hz.

## 4  IMPLEMENTASI  GUI  DAN  PEM- BAHASAN
Data  source  configuration pada GUI  merupakan  bagian  yang  berfungsi untuk mengatur jalur sumber data yang akan  dibaca  dan  kemudian  diolah  oleh software menjadi  bentuk  animasi  3D. Gambar  4-1  menunjukkan data  source configuration pada GUI.
Gambar 4-1: Data Source Configuration
Terdapat dua pilihan berupa radio button yang  merupakan  pengaturan sumber  data  yang  akan  dibaca  oleh software ,  yaitu  melalui port  serial atau melalui  data  yang  telah  direkam  dalam bentuk file teks.  Pengguna  diwajibkan untuk  memilih  salah  satu  sumber  data sebelum menekan tombol start . Software akan  menampilkan  pesan error berupa pop-up menu  bertuliskan Please  specify data  source jika  pengguna  belum memilih sumber data input .
Kedua  pilihan  dirancang  agar hanya  dapat  dipilih  salah  satu  saja sehingga  tidak  memungkinkan  pem- bacaan data secara bersamaan dari dua sumber data yang berbeda.
Gambar 4-2: Mode  pembacaan  melalui serial port
Hasil pengujian pada Gambar 4-2 menunjukkan  bahwa  ketika port  serial dipilih  sebagai  sumber  data  yang  akan dibaca, tombol browse pada pilihan mode file menjadi disable .  Hal  sebaliknya terjadi  jika  mode file dipilih,  maka drop down  list COM  dan baud  rate menjadi disable .
Terdapat pilihan pengaturan alamat  COM  dan baud  rate pada  mode serial  port .  Bagian  tersebut  harus dikonfigurasi dengan tepat agar software dapat  membaca  data  melalui serial  port dengan  baik. Software akan  menampil- kan  pesan error berupa pop-up menu bertuliskan Unable to open COM-port jika pengguna  salah  mengkonfigurasi port serial .
Gambar 4-3 menunjukkan bahwa aplikasi  dapat  membaca  data  melalui port serial pada  alamat  COM  1  dan baud-rate sebesar 9600 bps dengan baik.
Gambar 4-3: Aplikasi  membaca  data  akselero- meter melalui port serial
Pengguna  diwajibkan  untuk  me- milih file teks dahulu sebelum menekan tombol start pada  mode file .  Tombol browse yang  teletak  di  samping radio button  file berfungsi  untuk  menentukan file teks yang akan dibaca oleh software (Gambar 4-4).
Gambar 4-4:  Kotak dialog ketika tombol browse ditekan
Software akan menampilkan pesan error berupa pop-up menu  bertuliskan Please  specify  file  to  read jika  pengguna belum  menentukan file teks  yang  akan digunakan/dibaca.
Sebuah drop  down  list bernama data  separator yang  terletak  di  bawah pengaturan  mode file berfungsi  untuk memilih  karakter  yang  akan  digunakan oleh software untuk  memisahkan  data setiap  sensor  yang  tersusun  dalam sebuah  baris  data.  Kotak  teks  yang terletak  di  kanan  pengaturan data separator berfungsi  untuk  mengkonfi- gurasi  frekuensi sampling pembacaan data  tiap  baris  data  yang  terdapat  pada file teks. Software akan  menampilkan pesan error berupa pop-up menu bertuliskan Please  enter  a  positive number jika  frekuensi sampling belum ditentukan.
Gambar 4-5 menunjukkan aplikasi dapat  melakukan  pembacaan  data  yang terdapat  dalam  sebuah file teks  dengan baik.  Gambar  tersebut  menunjukkan bentuk  gelombang  sinusoidal  pada plot paling  bawah  yang  merupakan  data sensor  yang  terdapat  di  dalam file teks yang  dibaca.  Data  yang  dibaca  oleh aplikasi  menggunakan  karakter  koma sebagai  karakter  pemisah  data  antar sensor  dan  menggunakan  frekuensi sampling sebesar 50Hz.
Gambar 4-5: Aplikasi  membaca  data  pada sebuah file teks
Aplikasi yang dikembangkan
mendukung penggunaan berbagai macam  bentuk  obyek  3D  yang  akan ditampilkan dalam animasi.

## Gambar 4-6: Daftar obyek yang dapat digunakan pada animasi
Gambar 4-6 menunjukkan sebuah drop-down  list yang  berisi  daftar  obyek yang  dapat  ditampilkan  dalam  animasi. Obyek  yang  didukung  oleh  aplikasi adalah obyek pesawat, mobil, sepeda motor dan  roket.  Gambar  4-7  menunjukkan obyek  animasi  yang  sedang  digunakan berupa mobil.
Gambar 4-7: Obyek mobil digunakan
4.1 Pengujian  Animasi  Menggunakan Data Simulasi
Pengujian dilakukan menggunakan simulasi data akselerometer dan giroskop
yang  berbentuk  gelombang  sinusoidal dengan  frekuensi  1Hz,  10Hz,  dan  50Hz. Pemilihan  frekuensi  ini  untuk  melihat perubahan  frekuensi  secara  ekstrim bedasarkan  bentuk  gelombang  dan mengamati hasil pergerakan yang dihasilkan oleh animasinya.
Gambar 4-8:  Bentuk plot grafik gelombang 1Hz
Gelombang input yang  ditandai dengan  huruf  penanda  seperti  terlihat pada gambar 4-8 di ambil setiap ¼ detik. A menunjukkan data pada detik ke 0,25, B menunjukkan data pada detik ke 0,5, C menunjukkan data pada detik ke 0.75, dan  D  menunjukkan  data  pada  1  detik. Animasi  yang  dihasilkan  dari  masing- masing penanda terlihat pada Gambar 4-9.

## Gambar 4-9: Hasil  animasi  menggunakan  data sinusoidal dengan frekuensi 1Hz
Terlihat bahwa animasi menunjuk- kan  pergerakan  yang  sesuai  dengan bentuk  gelombang  sinusoidal  yang dibentuk.  Gambar  4-9(A)  menampilkan sudut  obyek  yang  berubah  dan  terus meningkat  hingga  pada  sudut  terjauhnya pada 0,5s (Gambar 4-9(B)) dan kemudian bergerak  kembali  menuju  posisi  semula seperti  yang  ditampilkan  pada  Gambar 4-9(D). Titik  sudut  terjauh  obyek  terjadi pada  detik  ke-0,5s  seperti  yang  terlihat pada Gambar 4-9(C).
Berikut  ini  (Gambar  4-10)  per- cobaan  dengan  gelombang  sinusoidal 10Hz,  terlihat  bahwa  untuk  setiap  ¼ detik menghasilkan 2,5  gelombang yang ditandai dengan huruf penanda A, B, C, dan D.

## Gambar 4-10:  Bentuk  plot  grafik  gelombang 10Hz
Bentuk gelombang sinusoidal dari Gambar  4-10  menghasilkan  animasi  3D seperti yang terdapat pada Gambar 4-11. Bentuk  animasi    Gambar  4-11(A)  akan sama  dengan  Gambar  4-11(C)  karena bentuk  gelombang  sinusoidalnya  juga berada pada pola yang sama. Gambar 4- 11(B)  terlihat  bahwa  obyek  animasi kembali  ke  posisi  semula,  hal  tersebut sesuai  dengan  bentuk  gelombang  10Hz yang pada detik ke-0,5 tepat merupakan akhir dari gelombang kelima (Gambar 4- 10(B)).
Pada percobaan gelombang sinusoidal  10Hz  perubahan/pergerakan obyek  semakin  sedikit  terlihat  per- bedaanya  disebabkan  oleh  kerapatan frekuensi yang dihasilkan.
Gambar 4-11:  Hasil animasi menggunakan data  sinusoidal  dengan  frekuensi
10Hz
Percobaan  berikut  ini  mem- bangkitkankan  gelombang  sinusoidal sebesar  50Hz.  Bentuk  grafik  data input -
nya  dapat  dilihat  pada  gambar  4-12 berikut ini.

## Gambar 4-12:  Bentuk  plot  grafik  gelombang 50Hz
Gambar  yang  ditampilkan  oleh Gambar  4-12  di  atas  menunjukkan bahwa pada frekuensi input 50Hz, sudut rotasi  obyek  tidak  sebesar  sudut  yang dihasilkan  pada  pengujian  menggunakan frekuensi input 1Hz  dan  10Hz.  Hal tersebut  menunjukkan  bahwa  semakin tinggi  frekuensi  sinyal input ,  maka semakin  kecil  pengaruhnya  terhadap keadaan obyek pada amplitudo gelombang yang sama.
Animasi  3D  yang  dihasilkan  saat di  cuplik  persekian  detik  juga  meng- hasilkan data yang sama (Gambar 4-13), hanya saja pada saat menggunakan data gelombang  sinusoidal  50Hz  animasi menunjukan  bahwa  obyek  melakukan perubahan  dan  pergerakan  yang  cepat seperti noise bahkan  tidak  tampak adanya  pergerakan  dan  hanya  terlihat berupa getaran pada obyek 3D.
Gambar  4-13:  Hasil  animasi  menggunakan data sinusoidal dengan frekuensi 50Hz

## 4.2 Pengujian  Animasi  Menggunakan
Data Hardware IMU
Pengujian  ini  dilakukan  meng- gunakan  data  sensor  yang  berasal  dari sebuah  perangkat  IMU.  Sensor  inersia yang digunakan pada perangkat tersebut adalah  sebuah  akselerometer  tiga  sumbu tipe  KXM52-1050  yang  mendeteksi  per- cepatan  dengan  jangkauan  deteksi percepatan  translasi  sebesar  ±  2g  dan tiga buah giroskop tipe ENC-03JA dengan jangkauan  deteksi  kecepatan  sudut sebesar  ±  300 º /s  yang  disusun  secara ortogonal pada sumbu x , y , dan z . Output yang  dihasilkan  oleh perangkat IMU tersebut merupakan data sensor  dalam  satuan  bit  yang  tersusun atas tiga nilai percepatan dan kecepatan sudut  rotasi  masing-masing  pada  sumbu x , y , dan z dengan resolusi 10bit. Output yang dihasilkan oleh perangkat tersebut disalurkan melalui port serial .
Perangkat  IMU  (Gambar  4-14) yang  digunakan  merupakan  perangkat yang masih dalam tahap pengembangan yang  dilakukan  oleh  Wirydinata  pada tahun 2008 dan belum menjalani proses kalibrasi  yang  sempurna  sehingga  data yang  dihasilkan  belum  bisa  dikatakan akurat.  Pengujian  ini  dilakukan  untuk menguji  konektivitas  antara software dengan  perangkat  IMU  dan  beserta animasi yang dihasilkan.
Gambar 4-14: Perangkat IMU yang digunakan
Hasil pengujian pada Gambar 4-15 merupakan  tampilan  animasi  yang diambil  setiap  lima  detik  sekali  sejak dimulainya  pembacaan  data  perangkat IMU oleh software .

## Gambar 4-15: Animasi yang dihasilkan
Tampilan  grafik  plot  data  yang berasal  dari  sensor  akselerometer  dan giroskop dapat dilihat pada Gambar 4-16.

## Gambar 4-16:  Grafik  data  akselerometer  dan giroskop
Tiga buah grafik plot pada sebelah kiri  menampilkan  data  akselerometer yang  mewakili  percepatan  yang  dialami oleh perangkat IMU. Pengujian dilakukan dengan  mentranslasikan  perangkat  IMU sejauh  5  cm  pada  sumbu x positif  (a), sumbu x negatif  (b),  pada  sumbu y positif (c), sumbu y negatif (d), dan pada sumbu z positif (e), dan sumbu z negatif (f).
Data  yang  berasal  dari  giroskop ditampilkan  oleh  tiga  buah  grafik  plot sebelah kanan pada Gambar 4-16. Grafik tersebut mewakili rotasi pada perangkat IMU.  Pengujian  dilakukan  dengan merotasikan perangkat  IMU sebesar  90º pada  sumbu x searah  jarum  jam  (g), berlawanan  arah  jarum  jam  (h),  pada sumbu y searah  jarum  jam  (i),  ber- lawanan  arah  jarum  jam  (j),  dan  pada sumbu z searah jarum jam (k), berlawanan arah jarum jam (l).
Gambar
4-17 menampilkan perbedaan nilai puncak gelombang yang dihasilkan  oleh  giroskop  di  tiap  sumbu ortogonal  pada  sudut  rotasi  yang  sama. Hal tersebut disebabkan oleh perbedaan faktor  kalibrasi  tiap  giroskop  dan diperlukan  penerapan gain yang  sesuai agar menghasilkan output giroskop yang seragam.  Gambar  4-17  tersebut  juga menunjukkan bahwa jika rotasi diberikan pada  salah  satu  sumbu  obyek,  giroskop pada sumbu yang lain pun terpengaruh. Hal tersebut disebabkan oleh pemasangan giroskop yang tidak tepat ortogonal pada perangkat  IMU  yang  digunakan  untuk pengujian.
Gambar 4-17:  Grafik plot data giroskop diperbesar

## 5  KESIMPULAN
Berikut  ini  adalah  beberapa  poin yang  merupakan  indikator  kualitas software yang dikembangkan berdasarkan pada  serangkaian  tahap  pengujian  yang telah dilakukan.
1. Sistem software yang  dikembangkan mampu  mengolah  informasi  sensor dalam  bentuk  teks  menjadi  gambar obyek bergerak berbentuk animasi 3D. Animasi  yang  mampu  ditampilkan meliputi  gerakan  translasi  dan  rotasi obyek  dalam  sumbu x , y dan z pada kerangka acuan body ,
2. Software yang dikembangkan mampu menerima  dan  mengolah  data  yang berasal dari file maupun port serial,
3. Semakin  tinggi  frekuensi  gelombang sinyal input maka  semakin  kecil pergerakan  obyek  animasi dibanding-
kan  dengan  frekuensi  gelombang input yang  lebih  rendah  pada amplitudo yang sama,
4. Hardware IMU  harus  dikalibrasi  dan diberi filter terlebih  dahulu  jika  ingin digunakan  bersama software ini  agar hasil yang diperoleh lebih maksimal.
Saran yang akan diajukan sebagai topik  penelitian  berikutnya, software dikembangkan  agar dapat  menampilkan posisi  obyek  berdasarkan  data  yang diterima dari sensor GPS dan optimalisasi source  code agar  pengalokasian memory dan waktu eksekusi lebih cepat sehingga meningkatkan tingkat akurasi software .

## DAFTAR RUJUKAN
Adiprawita, W., Ahmad, A.S., Sembiring, J.,  2007. Development  of  AHRS ( Attitude  and  Heading  Reference System ) for  Autonomous  UAV
( Unmanned Aerial Vehicle ), Bandung Institute of Technology, Indonesia. KNKT,  2008. Final  Report  Kecelakaan Pesawat  Adam  Air  PK-KKW  Nomor Penerbangan  DHI  574 ,  Dephub KNKT,  Jakarta,  Indonesia.  Dapat diakses  pada  http://www.dephub. go.id/knkt/ntsc_home/Media_Relea se/IMR_Adam_Air_PK-KKW.pdf (Januari 2012).
Shin, E., 2001. Accuracy Improvement of Low  Cost  INS/GPS  for  Land  Appli- cations, UCGE Reports, Calgary. Titterton,  D.,  H.,  Weston.,  J.,  L.,  2004.
Strapdown Inertial Navigation System–2 nd Edition, The  Institution of Electrical Engineer, USA.
Wiryadinata,  R.,  dan  Widada,  W.,  2007.
Development  of  Inertial  Navigation System  for  Guided  Rocket  Flight Test , Proceeding of Seminar Nasional  IPTEK  Dirgantara  XI (SIPTEKGAN), Serpong, Indonesia.
Wiryadinata,  R.,  dan  Widada,  W.,  2008.
Prototype  of  A  Low-Cost  Inertial Measurement  Unit  for  Guided Rocket  Flight  Test ,  Proceeding  of SEMNAS
UTY 4, jogjakarta,
Indonesia.