Rancang Bangun Sistem Penstabil Kamera (Gimbal) dengan Logika Fuzzy untuk Pengambilan Gambar Foto dan Video

Abstract

Pada makalah ini memaparkan perancangan sistem penstabil kamera (gimbal) untuk mengurangi getaran maupun gerakan yang akan mengganggu kamera saat pengambilan gambar foto dan video. Sistem gimbal ini sangat penting digunakan dalam dunia fotografi dan videografi. Sistem gimbal yang dirancang pada penelitian ini adalah dengan tiga buah joint pergerakan yaitu roll, pitch, yaw (RPY). Sensor orientasi yang digunakan pada rancangan sistem gimbal ini menggunakan sensor inertia measurement unit (IMU) MPU 6050 dengan Kalman filter (KF) sebagai pengkondisi pembacaan sudut RPY. Untuk memperoleh hasil gambar yang baik pada sistem gimbal diperlukan suatu kendali, sehingga pada penelitian ini dikembangkan suatu kendali logika fuzzy yang diimplementasikan dalam sebuah mikrokontroller untuk menggerakan aktuator gimbal. Sistem aktuator pada rancangan gimbal menggunakan motorservo. Nilai setpoint sudut gimbal yang diberikan merupakan sudut elevasi gimbal terhadap tiga sumbu sudut RPY. Selanjutnya, nilai keluaran pembacaan sensor IMU dibandingkan dengan nilai setpoint pada masing-masing sumbu. Setelah itu, nilai kesalahan (error) dan nilai perubahan kesalahan (delta errror) yang didapat akan digunakan sebagai nilai masukan logika fuzzy. Terdapat tiga buah loop tertutup pada kendali logika fuzzy untuk masing-masing sudut RPY. Hubungan relasi masukan fuzzy diselesaikan menggunakan aturan Mamdani dan keluaran dari logika fuzzy diselesaikan dengan menggunakan metode weight average (WA). Dari hasil pengujian diketahui bahwa kendali logika fuzzy yang diimplementasikan pada sistem gimbal mampu mengurangi efek getaran sehingga diperoleh gambar yang baik dan tidak blur. Abstract This paper describes the design of the camera stabilizer system (gimbal) to reduce vibration or movement that will disturb the camera when take a picture and video. This gimbal system is very important used in the world of photography and videography. Gimbal system that designed in this research is gimbal with three joints movement that is roll, pitch, yaw (RPY). The orientation sensor that used in this gimbal system design uses an inertial measurement unit sensor (IMU) MPU 6050 with Kalman filter (KF) as RPY angle reading conditioner. To obtain a good image on the gimbal system required a control, so in this research developed a fuzzy logic control that is implemented in a microcontroller to drive gimbal’s actuators. The actuators system on gimbal design uses motorservo. The given setpoint value of the gimbal is the elevation angle of gimbal against the three RPY angle axes. Furthermore, the output value of the IMU sensor is compared with the setpoint of each axis. Moreover, the error value and the change of error value (delta errror) will be used as fuzzy logic input. There are three closed loops on the fuzzy logic control for each RPY angle. The relation of fuzzy input is solved with Mamdani rule and the output of fuzzy logic is solved with weight average (WA). From the test results obtained that fuzzy logic control applied to the gimbal system is able to reduce the effects of vibration so as to obtain a good image and not blur.

Keywords

• Gimbal kamera
• Logika Fuzzy
• Sensor IMU
• Kalman filter