TUGAS 4 - KOMPAS DIGITAL
A.
Pengertian Kompas
Kompas merupakan alat untuk penunjuk arah mata angin. Kompas bekerja
berdasarkan gaya medan magnet. Kompas sendiri menggunakan magnet sebagai
komponen utama. Bentuk magnetnya umumnya berbentuk seperti sebuah jarum. Ketika
magnet tersebut dalam keadaan bebas, maka akan mengarah ke bagian
utara-selatan. Prinsip inilah yang digunakan sebagai dasar dalam pembuatan
kompas dan berbagai alat navigasi lainnya.
Kompas adalah alat navigasi untuk menentukan arah berupa sebuah panah
penunjuk magnetis yang bebas menyelaraskan dirinya dengan medan magnet bumi
secara akurat. Kompas memberikan rujukan arah tertentu, sehingga sangat
membantu dalam bidang navigasi. Arah mata angin yang ditunjuknya adalah utara,
selatan, timur, dan barat. Apabila digunakan bersama-sama dengan jam dan
sekstan, maka kompas akan lebih akurat dalam menunjukkan arah. Alat ini
membantu perkembangan perdagangan maritim dengan membuat perjalanan jauh lebih
aman dan efisien dibandingkan saat manusia masih berpedoman pada kedudukan
bintang untuk menentukan arah.
Penemuan
bahwa jarum magnetik selalu mengarah ke utara dan selatan terjadi di Cina dan
diuraikan dalam buku Loven Heng. Di abad kesembilan, orang Cina telah
mengembangkan kompas berupa jarum yang mengambang dan jarum yang
berputar.Pelaut Persia memperoleh kompas dari orang Cina dan kemudian
memperdagangkannya. Tetapi baru pada tahun 1877 orang Inggris, William Thomson,
1st Baron Kelvin(Lord Kelvin) membuat kompas yang dapat diterima oleh semua
negara. Dengan memperbaiki kesalahan-kesalahan yang timbul dari deviasi
magnetik karena meningkatnya penggunaan besi dalam arsitektur kapal.
Alat apa pun
yang memiliki batang atau jarum magnetis yang bebas bergerak menunjuk arah
utara magnetis dari magnetosfer sebuah planet sudah bisa dianggap sebagai
kompas. Kompas jam adalah kompas yang dilengkapi dengan jam matahari. Kompas
variasi adalah alat khusus berstruktur rapuh yang digunakan dengan cara
mengamati variasi pergerakan jarum. Girokompas digunakan untuk menentukan utara
sejati.
Lokasi magnet
di Kutub Utara selalu bergeser dari masa ke masa. Penelitian terakhir yang
dilakukan oleh The Geological Survey of Canada melaporkan bahwa posisi magnet
ini bergerak kira-kira 40 km per tahun ke arah barat laut.
B. Jenis-Jenis
Kompas
Kompas
dibedakan menjadi dua jenis, yaitu kompas analog dan kompas digital.
·
Kompas analog
Kompas analog adalah kompas yang biasa kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saja kompas yang dipakai ketika acara pramuka. Sedangkan kompas digital merupakan kompas yang telah menggunakan proses digitalisasi. Dengan kata lain cara kerja kompas ini menggunakan komputerisasi.
Kompas analog adalah kompas yang biasa kita lihat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saja kompas yang dipakai ketika acara pramuka. Sedangkan kompas digital merupakan kompas yang telah menggunakan proses digitalisasi. Dengan kata lain cara kerja kompas ini menggunakan komputerisasi.
·
Kompas
digitalDiciptakannya kompas digital bertujuan untuk melengkapi kebutuhan robotika yang semakin canggih. Dunia robotika ini sangat membutuhkan alat navigasi yang efektif dan efisien. Sementara itu alat sistem navigasi yang tersedia di pasaran harganya mahal. Sedangkan kompas sendiri merupakan sebuah alat sistem navigasi yang efektif dengan harga lebih murah. oleh karena itu kompas digital diharapkan bisa mensubstitusi alat sistem navigasi pada robot.
Prinsip kerja
dari kompas digital yaitu dengan cara membaca sinyal yang diterima
oleh transmitter yang kemudian ditransmisikan kepada data interface
I2C, yang biasa disebut dengan sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Definisi
dari sinyal PWM sendiri adalah sebuah sinyal yang lebar pulsanya telah
termodulasi. Sinyal PWM disini yaitu sinyal yang merepresentasikan koordinat
arah mata angin yang akan ditunjukkan oleh rangkaian
kompas digital. Dengan spesifikasi sudut arah akan dipresentasikan oleh lebar
pulsa positif. Lebar pulsa tersebut merupakan hasil dari timer 16 bit pada I2C
yang memberikan ukuran resolusi sebesar 1us.
C. Komponen
Pada Magnet
Pada umumnya kompas
terdiri dari 3 komponen penting, yaitu body kompas, jarum magnet dan skala arah
mata angin. Badan kompas memiliki fungsi sebagai pembungkus dan melindungi
bagian dalamnya.
Jarum magnet yang
dipasang sengaja dibuat agar dapat berputar secara horizontal. Untuk skala
penunjuk biasnya berbentuk lingkaran sebesar 360° dan memiliki arah mata angin.
D.
Jenis Kompas digital
Diciptakannya kompas digital bertujuan untuk melengkapi
kebutuhan robotika yang semakin canggih. Dunia robotika ini sangat membutuhkan
alat navigasi yang efektif dan efisien. Sementara itu alat sistem navigasi yang
tersedia di pasaran harganya mahal. Sedangkan kompas sendiri merupakan sebuah
alat sistem navigasi yang efektif dengan harga lebih murah. oleh karena itu
kompas digital diharapkan bisa mensubstitusi alat sistem navigasi pada robot.
Kompas-kompas digital yang ada di pasaran
banyak macamnya. Di antaranya yaitu CMPS03 Magnetic Compass buatan Devantech
Ltd. CMPS03 yang berukuran 4 x 4 cm ini menggunakan sensor medan magnet Philips
KMZ51 yang cukup sensitif untuk mendeteksi medan magnet bumi. Kompas digital
ini cukup supplai tegangan sebesar 5 Vdc dengan konsumsi arus 15mA. Pada
CMPS03, arah mata angin dibagi dalam bentuk derajat yaitu : Utara (0), Timur
(90), Selatan (180) dan Barat (270).
Ada dua cara untuk menperoleh informasi arah
dari kompas digital ini yaitu dengan membaca sinyal PWM (Pulse Width
Modulation) pada pin 4 atau dengan membaca data interface I2C pada pin 2 dan 3.
Sinyal PWM adalah sebuah sinyal yang telah dimodulasi lebar pulsanya. Pada
CMPS03, lebar pulsa positif merepresentasikan sudut arah. Lebar pulsa
bervariasi antara 1mS (00) sampai 36.99mS (359.90). Dengan kata lain lebar pulsa
berubah sebesar 100uS setiap derajatnya. Sinyal akan low selama 65mS di antara
pulsa, sehingga total periodanya adalah 65mS + lebar pulsa positif (antara 66mS
sampai 102mS). Pulsa tersebut dihasilkan oleh timer 16 bit di dalam
prosesornya, yang memberikan resolusi 1uS.
Selain PWM, CMPS03 juga dilengkapi dengan
interface I2C yang dapat digunakan untuk membaca data arah dalam bentuk data
serial. Pada mode 8 bit, arah utara ditunjukkan 6dengan data 255 dengan
resolusi 1,40625 derajat/bit. Pada mode 16 bit, arah utara ditunjukkan dengan
data 65535 sehingga resolusinya menjadi 0,0055 derajat/bit.
Dari berbagai macam kompas digital di atas
dapat diketahui bahwa kompas digital CMPS03 merupakan kompas digital yang
paling bagus. Walaupun kompas ini paling bagus karena gambarannya bisa
ditampilkan dalam layar LCD karakter, namun kompas ini tidak bisa digunakan
oleh semua jenis robot. Hal ini dikarenakan setiap robot mempunyai kebutuhan
atas sistem navigasi berupa kompas digital yang beda antar robot satu dengan robot
lainnya. Ada kemungkinan jenis robot A membutuhkan kompas digital jenis B, dan
ada kemungkinan bahwa kompas satu tidak bisa tersubstitusikan oleh kompas
lainnya.
E. Rangkaian
Kompas Digital
Rangkaian Kompas Digital adalah rangkaian yang digunakan untuk mengetahui
arah mata angin. Rangkaian ini berfungsi untuk menunjukan arah apabila anda
sedang dalam perjalanan jauh, karena dapat dengan mudah menunjukan tempat yang
akan kita tuju. Kompas digital juga memiliki sifat magnet, maka jarus yang
terdapat pada rangkaian kompas akan selalu menunjukan arah utara dan selatan.
Jarum yang terdapat pada rangkaian ini akan selalu menunjukan arah dengan
akurat, karena sudah disingkronisasikan dengan medan magnet bumi.Berdasarkan dari
jenisnya, rangkaian kompas digital dibedakan
menjadi dua, yaitu kompas digital dan kompas analog. Kompas analog merupakan
kompas yang hampir setiap hari kita jumpai sehari-hari. Contohnya adalah kompas
yang di gunakan pada saat pramuka. Sedangkan untuk kompas digital merupakan
kompas yang menggunakan proses digitalisasi. Cara kerja kompas digital juga
cukup rumit, karena harus menggunakan komputerisasi.
Gambar Skema Rangkaian Kompas Digital
Pada gambar diatas, kita lihat terdapat 12 pin sensor. Pin yang ditandi
dengan nomor 2 terikat bersama dan terhubung ke tanah. Sedangkan pin yang 3
merupakan pin output. Sebuah LED dihubungkan diantara kutub positif (+5 V) dan
masing-masing pin output. Resistor 1K akan membatasi arus LED untuk 5mA. Arah
dapat diidentifikasi dengan menginterpretasikan kombinasi LED bersinar. Sebuah
regulator 5V khas menggunakan IC 7805 digunakan untuk menghasilkan 5V DC dari
baterai 9V untuk menyalakan rangkaian.
Diciptakannya kompas digital bertujuan untuk melengkapi kebutuhan robotika
yang semakin canggih. Dunia robotika ini sangat membutuhkan alat navigasi yang
efektif dan efisien. Sementara itu alat sistem navigasi yang tersedia di
pasaran harganya mahal. Sedangkan kompas sendiri merupakan sebuah alat sistem
navigasi yang efektif dengan harga lebih murah. oleh karena itu kompas digital
diharapkan bisa mensubstitusi alat sistem navigasi pada robot.
Kompas digital
sebagai penunjuk arah menggunakan teknologi sensor magnetik yang pertama kali
diciptakan oleh PNI, iNC. untuk militer US. Teknologi ini disebut
“Magneto-Inductive” dan telah digunakan pada teknologi kompas sejak 60 tahun
yang lalu, bahkan sebelum Indonesia merdeka militer US ternyata sudah
menggunakan kompas digital.
Daftar Pustaka
:
0 komentar: