Head-up display, atau disingkat HUD, adalah setiap tampilan yang
transparan menyajikan data tanpa memerlukan pengguna untuk melihat diri
dari sudut pandang atau yang biasa. Nama Head-Up Display berasal dari
penggunaan teknologi yang dilakukan user dengan melihat informasi dengan
kepala "naik" dan melihat kedepan, bukan memandang miring ke
instrumenyang lebih rendah.
Sejarah HUDHUD
pertama kali diperkenalkan pada tahun 1950-an, dengan adanya teknologi
reflektif gunsight pada perang dunia ke dua. Saat itu, suatu tembakan
dihasilkan dari sumber listrik yang diproyeksikan ke sebuah kaca.
Pemasangan proyektor itu biasanya dilakukan pada bagian atas panel
instrumen di tengah daerah pandang pilot, antara kaca depan
dan pilot sendiri.
Sebuah
contoh awal dari apa yang sekarang dapat disebut sebagai head-up layar
adalah Sistem Proyektor AIlnggris MrkVIII radar pencegatan udara
dipasang kebeberapa deHavilland Mosquito pejuang malam, dimana layar
radar diproyeksikan kekaca depan pesawat buatan bersama cakrawala,
memungkinkan pilot untuk melakukan penangkapan tanpa mengalihkan
pandangan dari kaca depan.
Dengan menggunakan reflektif gunshight
pada pertempuran udara, pilot harus “mengkalibrasi” pandangannya secara
manual. Hal ini dilakukan dengan memasukkan lebar sayap target pada
sebuah penyetelan roda yang diikuti dengan penyesuaian mata, sehingga
target yang bergerak dapat disesuaikan dengan bingkai yang diarahkan
kepadanya. Dengan melakukan hal tersebut, maka hasilnya akan terjadi
kompensasi terhadap kecepatan, penembakan peluru, G-load, dll.
Pada
tahun 1950-an, gambar dari efletif gunsight diproyeksikan ke sebuah CRT
(Cathode Ray Tube) yang dikendalikan oleh komputer yang terdapat pada
pesawat. Hal inilah yang menandai kelahiran teknologi HUD modern.
Komputer mampu mengkompensasi akurasi dan menyesuaikan tujuan dari
kursor secara otomatis terhadap faktor, seperti range, daya percepatan,
tembakan peluru, pendekatan target, G-load, dll.
Penambahan data
penerbangan terhadap tanda bidikan, memberikan perananan kepada HUD
sebagai pembantu pilot dalam melakukan pendaratan, serta membantu pilot
di dalam pertempuran udara. Pada tahun 1960-an, HUD digunakan secara
ekstensif dalam melakukan pendaratan. HUD menyediakan data-data
penerbangan penting kepada pilot, sehingga pilot tidak perlu melihat
peralatan pada bagian dalam dari panel.
Penerbangan komersial HUD
pertama kali diluncurkan pada tahun 1980-an. HUD pertama kali digunakan
oleh Air Inter pada pesawat MD-80. Namun, masih tergantung pada FD
pesawat untuk bimbingan dan hanya bekerja sebagai repeater informasi
yang ada. Pada tahun 1984, penerbangan dinamika Rockwell Collins sudah
berkembang dan mendapatkan sertifikasi HUD “standalone” yang ertama
sebagai pesawat komersial, yang disebut HGS (Head Up Guidance System).
Sistem “stand alone” ini mendatangkan kesempatan untuk mengurangi waktu
lepas landas dan pendaratan minimum. Pada tahun 1984, FAA menyetujui
pendaratan CAT IIIA tanpa menyediakan pemasangan sistem autoland atau
autothrottle pada pesawat yang dilengkapi dengan HGS.
Sampai beberapa
tahun yang lalu, Embraer 190 dan Boeing 737 New Generation Aircraft
(737-600,700,800, dan 900 series) adalah satu-satunya pesawat penumpang
komersial untuk datang dengan HUD opsional. Namun, kini teknologi ini
sudah menjadi lebih umum untuk pesawat seperti Canadair RJ, Airbus A318
dan beberapa jet bisnis. HUD telah menjadi peralatan standar Boeing 787.
Dan lebih jauh lagi, Airbus A320, A330, A340 dan A380 keluarga yang
sedang menjalani proses sertifikasi untuk HUD. Selain pada pesawat
komersial, HUD juga sudah mulai digunakan pada mobil dan aplikasi
lainnya. BMW merupakan pabrikan otomotif pertama yang meluncurkan produk
massal dengan teknologi HUD pada kaca depannya. Teknologi ini tak hanya
memberi kenyamanan bagi pengemudi, melainkan juga keselamatan
berkendara.
HUDs terbagi menjadi 3generasi yang mencerminkan teknologi yang digunakan untuk menghasilkan gambar.
GenerasiPertamaMenggunakan
CRT untuk menghasilkan sebuah gambar pada layar fosfor, memiliki
kelemahan dari degradasi dari waktu ke waktu dari lapisan layar fosfor.
Mayoritas HUDs beroperasi saat ini adalah dari jenis ini.
GenerasiKeduaMenggunakan
sumber cahaya padat, misalnya LED,yang dimodulasi oleh sebuah layar LCD
untuk menampilkan gambar. Ini menghilangkan memudar dengan waktu dan
juga tegangan tinggi yang dibutuhkan untuk system generasi pertama.
Sistem ini pada pesawat komersial.
GenerasiKetigaMenggunakan wave guides optic untuk menghasilkan gambar secara langsung dalam Combiner dari pada menggunakan system proyeksi.
Penggunaan HUD dapat dibagi menjadi 2 jenis :*HUD
yang terikat pada badan pesawat atau kendaraan chasis. Sistem penentuan
gambar yang ingin disajikan semata-mata tergantung pada orientasi
kendaraan.
*HMD, helm dipasang yang menampilkan HUD dimana elemen akan ditampilkan tergantung pada orientasi dari kepala pengguna.
Teknologi HUD*CRT (Cathode Ray Tube)
Hal
yang sama untuk semua HUD adalah sumber dari gambar yang ditampilkan,
CRT, yang dikemudikan oleh generator. Tanda generator mengirimkan
informasi ke CRT berbentuk koordinat x dan y. Hal itu merupakan tugas
dari CRT untuk menggambarkan koordinat senagai piksel, yaitu grafik. CRT
membuat piksel dengan menciptakan suatu sinar elektonil, yang menyerang
permukaan tabung (tube).
*Refractive HUD
Dari CRT, sinar
diproduksi secara paralel dengan sebuah lensa collimating. Sinar paralel
tersebut diproyeksikan ke kaca semitrasnparan (kaca gabungan) dan
memantul ke mata pilot. Salah satu keuntungan dari reaktif HUD adalah
kemampuan pilot untuk menggerakkan kepalanya dan sekaligus melihat
gambar yang ditampilkan pada kaca gabungan.
*Reflective HUD
Kerugian
dari HUD reflektif adalah akibatnya pada besarnya tingkat kompleksitas
yang terlibat dalam meproduksi penggabungan lekungan dari segi materi
dan rekayasa. Keuntungan besarnya adalah kemampuan pada peningkatan
tanda brightness (terang), meminimalisir redaman cahaya dari pemandangan
visual eksternal dan adanya kemungkinan untuk menghemat ruang di
kokpit, karena lensa collimating yang tidak diperlukan.
*System Architecture
HUD
komputer mengumpulkan informasi dari sumber – sumber seperti IRS
(Inertial Reference System), ADC (Air Data Computer), radio altimeter,
gyros, radio navigasi dan kontrol kokpit. Diterjemahkan ke dalam
koordinat x dan y, komputer HUD selanjutnya akan menyediakan informasi
yang dibutuhkan untuk hal apa yang akan ditampilkan pada HUD ke
generator simbol. Berdasarkan informasi ini, generator simbol
menghasilkan koordinat yang diperlukan pada grafik, yang akan dikirmkan
ke unit display (CRT) dan ditampilkan sebagai simbol grafik pada
permukaan tabung.
Kebanyakan HUD militer mudah memberikan atau
melewatkan isyarat kemudi FD melalui generator simbol. HUD
memperhitungkan isyarat kemudi pada komputer HUD dan hal tersebut
membuatnya sebagai sistem ‘standalone’. Sipil HUD merupakan fail-passive
dan mencakup pemeriksaan internal yang besar mulai dari data sampai
pada simbol generator. Kebanyakan perselisihan perhitungan dirancang
untuk mencegah data palsu tampil.
*Display Clutter
Salah satu
perhatian penting dengan simbologi HUD adalah kecenderungan perancang
untuk memasukkan data terlalu banyak, sehingga menghasilkan kekacauan
tampilan. Kekacauan tampilan ini jauh dari eksklusif untuk HUD, tetapi
hal ini sangat kritis pada saat melihat ke arah tampilan. Setiap
simbologi yang tampil pada sebuah HUD harus melayani atau memiliki
sebuah tujuan dan mengarahkan peningkatan performa. Kenyataannya, bukan
piksel tunggal yang dapat menerangi kecuali dia secara langsung
mengarahkan pada penigkatan. Prinsip yang diterapkan pada perancangan
HUD adalah ‘ketika dalam keraguan, tinggalkan saja’.
Ada beberapa faktor yang harus dipertimbangkan ketika merancang sebuah HUD, yaitu:#
Bidang penglihatan – Karena mata seseorang berada di dua titik berbeda,
mereka melihat dua gambar yang berbeda. Untuk mencegah mata seseorang
dari keharusan untuk mengubah fokus antara dunia luar dan layar HUD,
layar adalah “Collimated” (difokuskan pada tak terhingga). Dalam
tampilan mobil umumnya terfokus di sekitar jarak ke bemper.
#Eyebox –
menampilkan hanya dapat dilihat sementara mata pemirsa dalam 3-dimensi
suatu daerah yang disebut Kepala Motion Kotak atau “Eyebox”. HUD
Eyeboxes modern biasanya sekitar 5 dengan 3 dari 6 inci. Hal ini
memungkinkan pemirsa beberapa kebebasan gerakan kepala. Hal ini juga
memungkinkan pilot kemampuan untuk melihat seluruh tampilan selama salah
satu mata adalah di dalam Eyebox.
#Terang / kontras – harus
menampilkan pencahayaan yang diatur dalam dan kontras untuk
memperhitungkan pencahayaan sekitarnya, yang dapat sangat bervariasi
(misalnya, dari cahaya terang awan malam tak berbulan pendekatan minimal
bidang menyala).
#Menampilkan akurasi – HUD komponen pesawat harus
sangat tepat sesuai dengan pesawat tiga sumbu – sebuah proses yang
disebut boresighting – sehingga data yang ditampilkan sesuai dengan
kenyataan biasanya dengan akurasi ± 7,0 milliradians.
#Instalasi – instalasi dari komponen HUD harus kompatibel dengan avionik lain, menampilkan, dll
HUD mengandung tiga komponen utama•Sebuah Kombinasi/The Combiner
The
Combiner adalah bagian dari unit yang terletak tepat di depan pilot.
The combiner berada di permukaan dimana informasi diproyeksikan sehingga
pilot dapat melihat dan menggunakannya.
•Projector Unit
Unit
Proyeksi digunakan untuk memproyeksikan gambar ke Combiner untuk pilot
untuk melihat. Unit proyeksi menggunakan Katoda Ray Tube, Dioda cahaya,
atau layar kristal cair untuk memproyeksikan gambar.
•Video komputer generasi
Simbol dan data lain yang juga tersedia di beberapa HUDs:
•Boresight atau symbol waterline–menunjukkan dimana pesawat sebenarnya berada (selalu ada pada layar).
•Flight
Path Vector(FPV)atau symbol vector kecepatan–menunjukkan dimana pesawat
ini benar-benar terjadi, jumlah dari semua gaya yang bekerja pada
pesawat. Ebagai contoh,jika pesawat ini bernada up tetapi kehilangan
energi, maka FPV symbol akan berada dibawah cakrawala meskipun symbol
boresight berada diatas cakrawala. Selama pendekatan dan pendaratan,
pilot dapat terbang pendekatan dengan menjaga symbol diFPV keturunan
yang dikehendaki sudut dan titik touchdown dilandasan.
•Percepatan
energy indicator atau isyarat biasanya di kiri dari symbol FPV, jika
pesawat mengalami percepatan maka diatas nya symbol FPV, dan dibawah
symbol FPV jika perlambatan.
•Sudut serangan indikator menunjukkan sudut sayap relative terhadap airmass ,sering ditampilkan sebagai “α”.
•Data
dan simbol-simbol navigasi untuk pendekatan dan pendaratan, system
pemandu penerbangan dapat memberikan isyarat visual didasarkan pada alat
bantu navigasi seperti Instrument Landing System atau ditambah Global
Positioning System seperti Wide Area Augmentation System.
Sumber::
www.scribd.com/doc/58701218/PENGANTAR-TELEMATIKA
http://freezcha.wordpress.com/2010/11/16/hud-head-up-display-system/