Analisis Penggunaan Accelerometer Untuk Menghitung Kecepatan Dan Posisi Wahana Bergerak

Untuk melakukan navigasi dan kontrol terhadap benda bergerak dibutuhkan sensor inersia yang sering disebut IMU (Inertia Measurement Unit). Penyusun IMU adalah sensor accelerometer dan gyro, maka karakteristik kedua sensor ini harus difahami sebelum mengembangkan IMU untuk sensor navigasi. Tulisan ini menjelaskan dan menerapkan algoritma menghitung posisi wahana bergerak menggunakan accelerometer 3-Axis MMA7260Q dan processor Atmel atmega328. Teknologi tracking posisi wahana bergerak saat ini banyak menggunakan GPS (Global Positioning System), akan tetapi frekwensi data yang diperoleh masih terbatas. Alternatif lain untuk memperoleh informasi posisi adalah melalui penggunaan sensor inersia. Sinyal yang diperoleh dari sensor ini frekwensinya lebih tinggi yaitu 20Hz, tidak memerlukan pengolahan konversi besaran terhadap percepatan menjadi posisi. Cukup menerapkan double integral terhadap sinyal percepatan accelerometer, namun kelemahannya terjadi akumulasi error yang ikut terintegral yang menyebabkan akurasi berkurang.
Dijelaskan algoritma yang mudah untuk menerapkan double integral sinyal dari sensor untuk dianalisa menggunakan Matlab kemudian diimplementasikan ke dalam 8-bit mikrokontroler. Data- data percepatan diperoleh dari accelerometer type MMA7260Q yang memiliki sensitivitas 0.860 V/g (skala 1.5g), 0.465 V/g (skala 2g), 0.322 V/g (skala 4g) dan 0.215 V/g(skala 6g). Dalam pembahasan menggunakan skala 1.5g. Untuk mendapatkan integrasi ganda, proses integrasi sederhana harus dilakukan terlebih dahulu. Integrasi pertama mendapatkan informasi kecepatan, integrasi ke dua mendapatkan informasi posisi.
Algoritma yang dibahas berikut berlaku untuk setiap axis sensor, dengan cara yang sama axis ke-dua dan ke-tiga dapat diperoleh, sehingga dalam pemrosesan lebih lanjut didapatkan kecepatan dan posisi 3 dimensi ( axis x,y dan z). Ketika menerapkan posisi dalam 3 axis, pengolahan tambahan diperlukan untuk menangani efek gravitasi bumi. Implementasi dalam tulisan ini diterapkan pada contoh deteksi kecepatan dan posisi kendaraan bergerak di darat. Dari pengujian diperoleh rata-rata error 5,64%, sehingga akurasi pengukuran accelerometer 94,36% dengan jarak tempuh 650 m.Untuk aplikasi berikutnya dapat digunakan sebagai sensor dinamika terbang uav (Unmanned Aerial Vehicle)