RANCANG BANGUN SISTEM PENGENDALIAN KECEPATAN MOTOR PADA UAV(UNMANNED AERIAL VEHICLE) QUADROTOR DF-TF01 DENGAN MODE KONTROL PID
(Albert Ragil A, Fitri Adi Iskandarianto, ST, MT, Dr. Gunawan Nugroho) Laboratorium Instrumentasi dan Kontrol Jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo-Surabaya 60111 ABSTRAK Penelitian tugas akhir tentang rancang bangun sistem pengendalian kecepatan motor pada UAV(Unmanned Aerial Vehicle) yang bertujuan untuk mengendalikan kecepatan tiap motor dengan setpoint yang diberikan, baik dari system attitude dan maneuvering. Penelitian ini diawali dengan membangun hardware dan software dari quadrotor, pada bagian hardware terdiri dari quadrotor dan rangkaian elektrik dan pada bagian software terdiri dari tampilan HMI(Human Machine Interface) dan program pada eksekusi pada mikrokontroller ATMega16. Kemudian dilakukan penalaan parameter pengendali dengan metode strudi eksperimental(trial and error) untuk didapatkan respon yang terbaik, membandingkan hasil respon mode pengendali, baik dengan mode pengendali P, PI, PD, dan PID, dan memberikan gangguan ke system quadrotor berupa kemiringan 45 derajat, goncangan, beban karet gelang pada balingbaling. Dari hasil penelitian ini didapatkan dengan mode pengendali P dengan Kp=0.01 memiliki performansi yang terbaik dan didapatkan Mp=0.1%, Ts=13 detik, Ess=3.23. selain itu, mode pengendali P dapat mengikuti setpoint yang diberikan ketika diberikan gangguan. Integrasi antara hardware dan software berjalan dengan baik meskipun sesekali adanya kehilangan data selama proses integrasi. Sehingga penelitian ini berhasil dilakukan dan diterapkan. Kata Kunci : UAV, HMI(Human Machine Interface), ATMega16, P, PI, PD, PID. dan membuat sebuah pengujian terhadap mini quadrotor unmanned aerial vehicle setelah menabrak sebuah dinding 1. PENDAHULUAN sehingga dapat dilihat apakah quadrotor yang dirancang 1.1 Latar Belakang UnManned Aerial Vehicle(UAV) adalah perangkat mampu menyetimbangkan quadrotor tersebut. Pengendali yang memiliki kemampuan terbang tanpa awak dan pilot. yang digunakan adalah pengendali PD dimana pada jurnal Mereka dapat dikontrol secara langsung oleh operator atau ini menjelaskan bahwa karakteristik dari quadrotor yang di kontrol secara otomatis melalui perangkat yang di dirancang tidak memiliki perubahan yang besar , program sebelumnya. Beberapa pesawat udara telah di Alexandros Soumelidis, P´eter G´ asp´ ar, Gergely Regula, implementasikan pada dunia militer. Penggunaan lebih B´ ela Lantos [2] dimana jurnal ini menjelaskan tentang lanjut dari UAV ini pada dunia militer, secara khusus sebuah design dan realisasi dari quadrotor yang digunakan untuk mencari, operasi penyelamatan, dan dikendalikan dengan sebuah mikrokomputer yang pengembangan UAV lainnya adalah quadrotor. Ide ditanamkan pada sebuah mikrokontroler sebagai pembuatan quadrotor ini bukanlah hal yang baru, pertama pengendali utamanya. Dengan mikrokontroler tersebut kali telah direalisasikan pada tahun 1907 dengan nama dapat mengendalikan kecepatan dari keempat rotor dengan Gyroplane No.1 oleh Louis dan Jacques Breguet(Perancis); beberapa variable yaitu, putaran motor, jarak, dan posisi, ini merupakan pendahulu yang sekarang digunakan untuk Robert Barclay [3] dimana jurnal ini menjelaskan tentang model helicopter konvensional. Pengembangan lebih lanjut bagaimana merancang, membuat, dan melakukan test dari quadrotor ini pada model George de Bothezat(Dayton, quadrotor pada simulator yang difasilitasi dengan Ohio) tahun 1922, oleh Etienne Oemichen(Peugeot, pengendali yang nantinya dapat dijalankan didalamnya. Perancis) tahun 1923, dan pengembangan paling baru Pada jurnal ini quadrotor yang dirancang dapat adalah pengembangan quadrotor dalam skala kecil dan dikendalikan melalui software simulasi yang dibuat, dan digerakan dengan empat motor dan dapat berputar dan Carlo Canetta, Jonathan Chin, Sevan Mehrabian, Ludguier dikontrol secara sendiri-sendiri kecepatannya, oleh karena Montejo, and Hendrik Thompson [4] dimana jurnal ini itu bentuk mekanik dari quadrotor jadi semakin sederhana menjelaskan tentang pembuatan quadrotor UAV yang juga. lebih stabil dengan beberapa komponen yang ditanamkan Motor yang digunakan adalah mikro motor dc dimana pada quadrotor baik sensor girometer, accelerometer, dan memiliki kemampuan yang baik dimana memiliki RPM GPS serta merancang sistem pengendali pada quadrotor dan Torsi yang besar dari jenis motor-motor lainnya. yang dapat bergerak sesuai perintah yang diberikan baik Pengendalian dari pesawat ini berdasarkan kecepatan dari thrust, pitch, roll, yaw dan memiliki kemampuan maneuver keempat motor yang saling berkaitan satu sama lain. yang baik. Quadrotor secara umum memerlukan pengendali untuk Pada penelitian ini ditujukan untuk merancang dan menjaga kecepatan motor agar seimbang selama terbang. membangun sebuah pengendalian kecepatan keempat Beberapa penelitian yang telah dilakukan terhadap motor pada quadrotor secara real time berdasarkan pengendalian quadrotor ini adalah Chirag Amrutbhai Patel setpoint yang diberikan. Pertama-tama dengan merancang [1] dimana jurnal ini memaparkan bagaimana merancang sistem pengendalian motor dc dengan metode PID,
membangun quadrotor mini, melakukan pengetesan dengan memberikan perubahan setpoint dan gangguan terhadap sistem yang telah dirancang. Oleh karena itu, penelitian ini merupakan langkah awal untuk membangun sebuah quadrotor yang baik dan stabil yang nantinya dapat dikembangkan lebih lanjut.
Setiap UAV memiliki fungsi yang berbeda satu dengan yang lain 2.2 Quadrotor Quadrotor atau helikopter quadrotor adalah sebuah benda terbang yang dapat mengudara karena adanya gaya angkat yang diberikan oleh 4 rotor yang biasanya dipasang secara menyilang seperti namanya. Benda ini kendaraan yang berbeda bila dibandingkan dengan helikopter, terutama di dari cara pengendaliannya. Helikopter dapat merubah arah dari blade sedangkan quadrotpr tidak bisa.. Pada gambar 1 dibawah ini merupakan skema dari quadrotor dan cara kerja quadrotor.
1.2 Perumusan Masalah Adapun beberapa permasalahan yang dihadapi dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah bagaimana membangun dan merancang sistem pengendalian kecepatan motor pada UAV(Unmanned Aerial Vehicle) Quadrotor DF-TF01 dengan metode PID. 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari meluasnya permasalahan dalam pengerjaan penelitian tugas akhir ini, maka digunakan suatu pendekatan permasalahan. Adapun pendekatan masalah yang digunakan adalah sebagai berikut : 1. Motor yang digunakan adalah empat dc 5.9 volt 2. Kondisi hardware digantungkan untuk mengkondisikan seolah-olah pada kondisi terbang pada ruangan tertutup. 3. Software yang digunakan antara lain : Visual Basic, AVR, MatLab. 4. Mikro kontroler yang digunakan adalah ATMEGA16.
Gambar 2.1 skema dan cara kerja quadrotor[1] Tiap rotor pada quadrotor bertanggung jawab dalam pergerakan dan energi putarannya, begitu juga dengan gaya tarikan yang berlawanan dari arah terbang quadrotor. Baling-baling pada quadrotor tidak sepenuhnya sama dlam pergerakannya. Pada prosesnya, baling-baling ini dibagi menjadi 2 pasang, 2 baling-baling pendorong dan 2 baling-baling penarik yang bergerak dalam putaran yang berlawanan. Sebagai konsekuensinya, hasil putaran menjadi penyeimbang jika semua baling-baling berputar dengan kecepatan sama , sehingga membuat kendaraan terbang dapat terbang stabil di satu tempat. Untuk menentukan orientasi dari kendaraan terbang (attitude) pada titik berat tengahnya, aerospace engineer biasanya menentukan tiga parameter dinamik, sudut penyimpangan, kestabilan,dan goncangan. Hal ini sangat berguna dikarenakan gaya yang digunakan untuk pengendalian beraksi di titik tengah beratnya, menyebabkannya menjadi stabil, tergoncang, atau oleng. Perubahan pada sudut keseimbangan dihasilkan dari variasi kecepatan baling-baling 1 dan 3 yang berlawanan, menghasilkan gerak translasi maju atau mundur. Jika kita melakukan hal yang sama pada baling-baling 2 dan 4, kita dapat menghasilkan perubahan pada sudut roll dan kita dapat mendapatkan gerak translasi lateral. Jadi dengan mengganti ketiga ketiga sudut tersebut, kita dapat membuat quadrotor melakukan manuver ke segala arah..
1.4 Tujuan Penelitian Tujuan tugas akhir ini adalah mengendalikan kecepatan tiap motor dengan setpoint yang diberikan oleh sistem UAV dan sebagai langkah awal untuk membangun sebuah quadrotor yang dapat dikembangkan lebih lanjut. 2. Dasar Teori 2.1 UAV (Unmanned Aerial Vehicle) Unmanned Aerial Vehicle atau dalam bahasa indonesia disebut kendaraan udara tak berawak , UAV juga memiliki banyak sebutan lain seperti “Unmanned aircraft” , "drones", "remotely piloted vehicles (RPVs) “ , UAV sendiri merupakan pengembangan dari Aeromodeling yang jika pada awalnya Aeromodeling ditunjukan untuk keperluan hobby saja , namun berbeda dengan UAV , UAV lebih banyak digunakan untuk keperluan militer dari mulai pengintaian , pemboman sampai pertempuran , yang membedakan UAV dari Rudal yang dikendalikan adalah UAV dapat digunakan berulang kali sedangkan rudal meskipun dapat dikendalikan tidak dapat digunakan kembali , Jika berdasarkan pengertian sederhana UAV adalah pesawat yang hanya dapat terbang lurus sambil mengumpulkan data atau sering disebut drones , seiring dengan berjalannya perkembangan teknologi UAV pun terbagi jadi 2 jenis yaitu yang dikendalikan dari lokasi lain yang lebih jauh atau pun yang berjalan sesuai dengan aturan tertentu yang telah diprogram kedalam nya , UAV memiliki berbagai bentuk , ukuran , konfigurasi dan karakteristik . contoh dari beberapa UAV yang sering digunakan atau yang telah dibuat adalah RQ-4 Global Hawk , MQ-1Predator , TAM-5[5] dan masih banyak UAV lainnya
2.3 Komponen Penunjang Quadrotor 2.3.1 Motor d.c Motor listrik merupakan suatu perangkat elektronika yang mampu mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik yang dihasilkan, dimanfaatkan untuk memutar impeller pompa, kipas au blower. Selain dimanfaatkan dalam perindustrian, motor listrik juga dimanfaatkan dalam peralatan rumah tangga, seperti mixer, kipas angin dan pompa air. Jika ditinjau dari sistem kerjanya, maka motor memiliki kemiripan dengan generator. Persamaannya dapat
2
dilihat pada komponen penyusun, prinsip kerjanya. Sedangkan perbedaan antara motor dan generator adalah pada apa yang dihasilkan. Generator listrik membangkitkan tegangan listrik saat konduktor (rotor) digerakkan dalam suatu medan magnet. Sebaliknya pada motor listrik akan dihasilkan usaha putar/ torsi ketika konduktor dialiri arus listrik dan berputar dalam suatu medan magnet.
2.3.2
input/output, peripheral dan lainnya. Pada prinsipnya mikro kontroler mampu menghasilkan data atau pola output, sesuai dengan input dan instruksi pada program. Instruksi merupakan serangkaian perintah program yang berisi algoritma eksekusi yang dituliskan dalam bahasa pemrograman. Program yang disusun dapat ditulis dan dimasukkan pada keping (chip) mikro kontroler dengan cara khusus. Dengan kemampuan yang dimiliki tersebut, maka sistem dalam mikro kontroler termasuk dalam kategori embedded computer, yaitu komputer yang terintegrasi dengan sistem lain dan digunakan untuk fungsi tertentu
ESC (Electronic Speed Control)
Pengendali kecepatan adalah sebuah perangkat yang menentukan kecepatan motor berdasarkan beberapa sinyal input. Ada dua jenis yaitu mekanik dan elektronik. Pengendali kecepatan elektronik ini dapat mengaktifkan dan menonaktifkan dengan kecepatan yang tinggi[Gran]. Salah satu yang digunakan untuk mengendalikan pada sebuah design mobil dan pesawat adalah dengan menggunakan PWM(Pulse Width Modulation) amplifier. PWM adalah jenis sinyal elektronik yang digunakan untuk mengirimkan sinyal elektrik dalam bentuk persegi. Ini beroperasi pada frekuensi yang constant tetapi dengan variable duty cycle. Variable duty cycle adalah rasio lebar lembah dan pucak pada gelombang[Wein02]. Sebuah PWM menggunakan pengendali kecepatan puncak dan lembah dari input sinyal untuk membuka dan menutup saklar pada rangkaian yang memasok listrik ke motor. Jika diberikan daya dengan frekuensi yang cukup besar maka motor akan berputar dengan baik. Dan pengendali kecepatan lainnya dengan menggunakan tegangan analog sebagai outputnya.
3. Perancangan Sistem Quadrotor Penelitian ini memiliki beberapa tahapan pengerjaan untuk mencapai tujuan dan diperoleh hasil akhir. Pengerjaan penelitian tugas akhir meliputi pengerjaan software dan hardware. Pengerjaan penelitian tugas akhir ini dimulai dari tahap penyusunan algoritma kontrol, dan perancangan hardware, hingga kemudian dilakukan pengujian. Tahapan –tahapan tersebut akan diuraikan dalam bab ini, termasuk dalam uraian pengerjaannya. MULAI
STUDI LITERATUR
PRA -
EKSPERIMEN
EKSPERIMEN
2.3.3
Pengendali PID
Pengendali PID merupakan penggabungan antara tiga macam pengendali, yaitu P (proporsional), I (integral) dan D (diferensial). Penggabungan ketiga mode pengendalian ini berfungsi untuk menutupi kekurangan serta menonjolkan kelebihan dari masing masing pengendali. Diagram blok sistem pengendali PID adalah sebagai berikut :
PENGINTEGRASIAN HARDWARE DAN SOFTWARE
PENGUJIAN
ANALISA DAN PENULISAN LAPORAN TUGAS AKHIR
SELESAI
KP
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian tugas akhir e(t )
Input +
-
Umpan Balik
1 .K P ∫ e(t ) dt TI
K P .TD
+
+ +
m(t )
Berikut adalah rincian metodologi penelitian yang akan dilaksanakan pada tugas akhir kali ini: 1. Studi literatur terhadap materi yang terkait dengan pelaksanaan tugas akhir yang akan dilakukan, mengenai: • Pemahaman mengenai Quadrotor UAV • Pemahaman mengenai sistem pengendalian otomatis dengan metode PID • Pemahaman mengenai Pemograman Mikrokontroler 2. Pra-eksperimen • Pembuatan hardware dari Quadrotor UAV sesuai design • Pembuatan rangkaian elektrik untuk pengendali kecepatan motor
de(t ) dt
Gambar 2.9 Diagram blok pengendali PID analog[5][6]
2.3.4
Mikrokontroler ATMega16
Mikro kontroler adalah suatu komponen elektronika digital yang menyerupai sistem komputer. Hanya saja sistem komputer yang dimiliki adalah sistem dengan konfigurasi yang lebih sederhana. Komponen penyusun mikro kontroler sama dengan komponen yang menyusun komputer, yaitu memiliki processor, sistem memori yang dapat dilakukan pengisian data ulang, 3
•
3.2 Penyusunan Algoritma Pengendali PID Algoritma program sinyal kendali merupakan algoritma program PID yang digunakan sebagai pengendali untuk mereduksi error yang terbaca dari selisih antara kecepatan aktual dengan kecepatan yang terbaca oleh sensor. Karena pengendali PID dibuat pada mikrokontroler maka persamaaan model matematis PID yang kontinu dikonversi ke model diskrit. Adapun model diskrit model PID sebagai berikut:
Pembuatan HMI untuk monitoring kecepatan motor actual dan set point Eksperimen • Pengintegrasian hardware dan software • Pengujian kinerja pengendali kecepatan motor dengan pada hardware dan software Quadrotor UAV Pengujian dan analisis. Penyusunan laporan Tugas Akhir.
3.
4. 5.
3.1 Penyusunan Algortima Program Algoritma merupakan serangkaian perintah untuk menjalankan program. Algoritma program sistem quadrotor UAV terdiri atas tiga bagian, yaitu pada program PWM, pembacaan kecepatan motor dan pengendali PID. Ketiga algoritma tersebut akan dibuat pada aplikasi Visual Basic 6.0, dan perangkat lunak CodeVision AVR. Program dalam CodeVision AVR akan dimasukkan pada mikro kontroler untuk mengatur gerakan motor d.c.
(8) Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah parameter dari pengendali PID yaitu, Kp,Ti, dan Td. Parameter tersebut dapat diganti-ganti sesuai kebutuhan pada HMI(Human Machine Interface). Selain itu, juga perlu diperhatikan error dari kecepatannya, dimana adanya error ini kemudian diolah oleh pengendali PID untuk didapatkan sinyal kendali yang dapat memutar motor sesuai dengan setpoint yang diinginkan, apabila masih terdapat error maka akan diumpankan kembali ke pengendali dan akan diolah kembali sampai kecepatan motor yang terbaca oleh sensor optocoupler sesuai dengan setpoint yang diinginkan. Adapun dibawah ini merupakan diagram alur algoritma program pengendali PID pada gambar 3.3
Setpoint
ESC 1
DC Motor 1 (Actuator)
ESC 2
DC Motor 2 (Actuator)
ESC 3
DC Motor 3 (Actuator)
ESC 4
DC Motor 4 (Actuator)
Komputer
Mikrokontroler ATMEGA16 (controller)
PORTC
USART
PORTD.6 PORTD.3
PORTD.4
Optocoupler 1 (sensor_1)
Sistem Mekanik quadrotor (Plant)
PORTD.5
Optocoupler 2 (sensor_2)
Optocoupler 3 (sensor_3)
Optocoupler 4 (sensor_4)
Mulai
Gambar 3.2
Diagram blok sistem kecepatan quadrotor UAV
pengendali Et_2,Kp, Ti, dan Td
Dalam sistem pengendali kecepatan quadrotor, tugas pengendali atau kontroler dilakukan oleh mikro kontroler. Kontroler akan melakukan tugasnya berdasarkan informasi yang diterima dari komputer, yaitu dari software sinyal kendali. Mikro kontroler sebagai komponen pengendali berperan dalam mengatur gerakan motor dc motor sebagai aktuator dari sistem quadrotor. Untuk menggerakan motor dc perlu adanya ESC(Electronic Speed Control) yang digunakan sebagai driver motor untuk motor . Selain itu mikro kontroler menerima masukan berupa pulsa digital yang mewakili informasi putaran motor dari sensor optocoupler. Informasi ini selanjutnya akan berguna untuk memberikan informasi kecepatan putaran motor. Sistem pengendali kecepatan quadrotor UAV ini tersusun atas sistem mekanik quadrotor (plant), kontroler, aktuator, software, dan sistem monitoring. Komunikasi yang dibangun antara komputer dengan mikro kontroler ATMEGA16 dihubungkan melalui komunikasi serial dengan me-manfaatkan USART (universal synchronous asynchronous receive transmitter). Selain itu terdapat masukan umpan balik dari plant, yang berupa hitungan sinyal digital, yang merepresentasikan kecepatan putaran motor dc.
et_2_2=SP2-kec2; P2=(kp2*et_2_2); I2=((ki0_2+1)/ki2)*(et_1_2+et_2_2); D2=(kp2*kd2*(0.008333/2)*(et_2_2-et_1_2)); BDC_pwm2=P2+I2+D2+MV_sb2; if(MV_2<0) {pwm2=0;}; if(MV_2>4200) {pwm2=200;};
MV_2=BDC_pwm2; pwm2=MV_2; et_1_2=et_2_2; ki0_2=ki2; MV_sb2=MV_2;
Gambar 3.3 Alur algoritma program pengendali PID 3.3 Perancangan Mekanik Quadrotor
Gambar 3.4 Plant Quadrotor UAV DF-TF01
4
Plant Quadrotor UAV, ini merupakan desainn dari quadrotor nantinya, quadrotor ini terdiri dari empat rotor untuk menjaga kondisi quadrotor agar stabil selama terbang, rotor pada bagian tengah nya digunakan untuk maneuvering baik maju dan mundur. Nantinya semua rangkaian elektriknya di hubungkan melalui kabel yang langsung ke hardware quadrotornya. Pada ke empat rotor mempunyai perbandingan gear karena untuk mengurangi besar RPM dari dc motor yang terlalu besar. Metode pengendali yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan metode pengendalian PID yang nantinya diharapkan dapat menjaga kecepatan keempat motor constant dan menyeimbangkan kondisi pesawat selama dalam kondisi terbang berdasarkan data yang diberikan oleh sistem attitude dan maneuvering.input dari sistem attitude ini nantinya berupa besar setpoint berupa kecepatan yang harus dicapai oleh tiap rotor dan dari sistem maneuvering ini berupa besar setpoint kecepatan yang harus dicapai tiap motor. Adapun diagram blok system pengendalian kecepatan motor pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
Berikut ini adalah beberapa komponen yang digunakan dalam perancangan hardware dari sistem quadrotor UAV:
(a)
(b)
(c) Gambar 3.6 (a) ESC(Electronic Speed Control); (b)Motor DC; (c) propeller/baling-baling. Pada gambar 3.6 merupakan komponen utama yang digunakan pada sistem quadrotor UAV, dimana terdapat ESC, digunakan sebagai driver motor ; Motor DC; propeller/baling-baling. Berikut ini merupakan konfigurasi hardware dan software dari sistem quadrotor sebagai berikut:
Gambar 3.5 Diagram blok sistem pengendalian kecepatan motor Pada gambar 3.5 ini merupakan diagram blok sistem pengendalian kecepatan motor pada quadrotor dimana memiliki input referensi dari sistem attitude (setpoint kecepatan yang diperlukan ke empat motor untuk mencapai kondisi yang seimbang untuk mengkondisikan terbang) dan maneuvering (setpoint kecepatan ke empat rotor untuk melakukan maneuvering baik ke kanan ataupun ke kiri berdasarkan setpoint yang diberikan. Pada pengendalian dc motor ini digunakan mode kontrol PID yang ditanamkan pada sebuah mikrokontroler. Sistem kontrol yang digunakan adalah loop tertutup, maksudnya sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan, sistem loop tertutup juga merupakan sistem kontrol umpan balik. Mula-mula sistem diberi input berupa tegangan kemudian dc motor akan memberikan respon keluaran berupa putaran. Respon keluaran pada dc motor ini diatur oleh PID. Tegangan referrensi yang diberikan akan dimodulasi oleh PWM (Pulse Width Modulation) untuk digunakan dalam pengaturan tegangan, tegangan dc motor ini diatur dengan cara mengatur duty cycle dari gelombang kotak yang diberikan. Pengaturan tegangan pada dc motor ini berguna untuk mengatur kecepatan putar dc motor/frekuensi dc motor. Keluaran dari dc motor ini akan menjadi masukan dari optocoupler sebagai sensor RPM.
Gambar 3.7 Konfigurasi Hardware dan Software 3.4 Perancangan Sistem Elektrik Sistem elektrik yang digunakan dalam Quadrotor UAV adalah rangkaian ESC(Electronic Speed Control)/driver motor d.c, rangkaian minimum sistem, rangkaian optocoupler dan rangkaian komunikasi serial. Rangkaian driver motor d.c dan rangkaian minimum sistem diperlukan dalam pengaturan gerak motor d.c. Rangkaian optocoupler dimanfaatkan sebagai rangkaian pendukung sensor putaran. Sensor putaran ini diperlukan untuk menghitung kecepatan putaran motor, sehingga dapat dilakukan penghitungan error/kesalahan dari kecepatan yang terbaca oleh sensor dengan setpoint yang diberikan dan yang nantinya digunakan untuk masukkan ke pengendali PID sehingga dapat diolah untuk memberikan sinyal kendali yang dapat memberikan kecepatan yang sesuai dengan setpoint yang diberikan. Sedangkan rangkaian komunikasi serial dibutuhkan sebagai pendukung mikro kontroler mampu berkomunikasi secara serial dengan komputer. Pada gambar dibawah ini merupakan gambar rangkaian elektrik dari sistem pengendali kecepatan motor pada quadrotor UAV secara sederhana, dimana terdapat
5
rangkaian downloader USB, digunakan untuk mendownload program ke mikrokontroler; rangkaian mikrokontroler, digunakan sebagai otak/pengendali kecepatan motor; rangkaian ESC(Electronic Speed Control), digunakan untuk driver motor DC; dan rangkaian rotary encoder, optocoupler dan motor, dimana digunakan mendapatkan data kecepatan dari motor dengan sensor optocoupler dan sensor optocoupler ini mensensing pulsa berdasarkan banyaknya pola pada rotary encoder; dan juga terdapat rangkaian indicator, yang digunakan untuk sebagai indicator lampu keluaran dari mikrokontroler berupa sinyal kendali yang nantinya digunakan untuk memutar motor. Rangkaian tersebut digambarkan pada gambar 3.8 berikut ini:
Pada gambar 3.16 diatas merupakan form HMI sistem pengendali kecepatan motor dc pada quadrotor UAV untuk monitoring, perubahan parameter, dan respon dinamik system. 3.6 Integrasi Software dan Hardware Integrasi antara hardware dan software dilakukan dengan menggabungkan seluruh bagian penyusun sistem quadrotor UAV. Bagian penyusun sistem quadrotor UAV terdiri atas bagian mekanik, elektrik dan software. Integrasi pada bagian hardware dilakukan dengan menghubungkan mikro kontroler dengan rangkaian driver motor dan aktuator. Integrasi dilakukan dengan menggunakan jembatan komunikasi serial. Sehingga seluruh kode perintah yang dikirim oleh komputer dapat diterima oleh mikro kontroler dan diteruskan dengan melakukan aksi terhadap motor penggerak. Untuk mengukur keberhasilan dari integrasi yang dilakukan, maka dilakukan pengamatan terhadap kecepatan putaran motor setelah mendapatkan perintah dari komputer.
Rangkaian mikrokontroler dan downloader
Rangkaian optocoupler
3.7 Validasi Sensor Optocoupler Dengan Stroboscope Validasi sensor optocoupler ini dilakukan untuk mendapatkan data pembacaan sensor optocoupler agar memiliki hasil yang sama dengan Stroboscope. Dimana Stroboscope merupakan alat yang digunakan sebagai acuan untuk mendapatkan data RPM dari keempat motor pada Quadrotor. Yang nantinya diharapkan sensor optocoupler dapat menggantikan Stroboscope selama proses berlangsung. 3.8 Uji Performansi Pengendali Kecepatan Quadrotor UAV Pengujian peformansi pengendali kecepatan quadrotor UAV yang dilakukan dengan beberapa pengujian, yaitu pengujian terhadap perubahan setpoint, perubahan mode pengendali, dan perubahan parameter pengendali PID. Pada setiap pengujian ini, dilihat respon dinamiknya pada grafik responnya sehingga dapat diketahui performansi dari pengendalinya berdasarkan Mp,Ts, dan Error steady state dengan metode trial and error.
Gambar 3.8 Hardware elektrik rangkaian sistem pengendali kecepatan motor pada quadrotor UAV 3.5 Perancangan HMI (Human Machine Interface) Pemrograman HMI ini berisi mengenai kondisi kecepatan actual yang terbaca oleh sensor optocoupler, kecepatan desain/setpoint, form untuk mengubah semua parameter baik setpoint tiap motor, parameter kontrol PID untuk tiap masing-masing pengendali, hasil sinyal kendali yang diberikan oleh pengendali PID, grafik respon pengendali PID dengan setpoint terhadap waktu, dan hasil data record yang disimpan dalam database pada program VB6. Pada database ini menggunakan Microsoft access untuk menyimpan semua data yang terekam selama proses eksekusi, baik setpoint untuk setiap motor dan kecepatan tiap motor. Database ini dihubungkan melalui adodc yang merupakan komponen tambahan pada VB6 untuk melakukan koneksi dengan Microsoft access sehingga form database yang telah dibuat dapat dihubungkan secara langsung ke HMI. Pada aplikasi VB6 dibuat tampilan untuk menampilkan semuanya itu, Form program HMI dapat dilihat pada gambar 3.9.
3.8.1
Uji Software HMI(Human Machine Interface) Uji software HMI ini dilakukan dengan melakukan perubahan parameter pada form HMI, koneksi ke hardware, dan koneksi dengan database. Pada pengujian perubahan parameter ini ditujukan untuk merubah parameter yang terdapat pada program yang ditanamkan pada mikrokontroler. Pada pengujuan koneksi ke hardware ini dilakukan dengan mengamati hasil perubahan yang dilakukan pada form HMI terhadap hardware quadrotor UAV tersebut berjalan sesuai yang diinginkan dan dengan memperhatikan perubahan kecepatan motor. Dan pada pengujian terhadap koneksi dengan database ini dilakukan untuk mendapatkan seluruh data record yang dilakukan untuk didapatkan data selama proses eksekusi program. 3.8.2
Gambar 3.9
Uji Sistem Quadrotor UAV Pengujian berikutnya adalah pengujian yang berkaitan dengan sistem hardware quadrotor UAV atau uji
Form program HMI
6
sistem Quadrotor UAV. Uji sistem quadrotor UAV terbagi atas tiga pengujian, yaitu pengujian terhadap sensor putaran, pengujian terhadap kemampuan motor dan pengujian hasil respon pengendali PID. Pengujian terhadap sensor putaran dilakukan untuk mengetahui kemampuan respon sensor terhadap perubahan pulsa yang terjadi, dan mengetahui kemampuan external interrupt menghitung pulsa yang masuk. Sedangkan pengujian pada motor dilakukan untuk mengetahui kecepatan motor d.c, dan pengujian hasil respon pengendali PID dilakukan dengan memperhatikan respon kecepatan yang terbaca oleh sensor optocoupler terhadap setpoint yang ditentukan dan melakukan penalaan parameter pengendali PID dan diamati respon pengendalinya dan pengujian terhadap gangguan, baik berupa gangguan dengan kemiringan 45 derajat, goncangan, dan beban karet gelang pada balingbaling.
4.1 Validasi Sensor Optocoupler terhadap Stroboscope Pada bagian ini merupakan proses validasi sensor optocoupler terhadap Stroboscope. Ini digunakan untuk menggantikan Stroboscope yang mana sebagai acuan untuk mendapatkan data RPM yang sebenarnya sehingga sensor optocoupler ini dapat berlaku seperti Stroboscope. Pengujian ini dilakukan terhadap sensor optocoupler. Dengan metode yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, dilakukan perbandingan jumlah pulsa yang terbaca dalam mikro kontroler dengan penghitungan manual. Data hasil pengujian dapat dilihat pada tabel …. di lampiran A. Pada tabel 4.5 didapatkan ketidak samaan antara data perhitungan mikro kontroler dan perhitungan manual, sehingga dapat dicari hubungan root mean square error (RMSE). Nilai RMSE dapat dihitung dengan rumus :
3.8.3
Pengintegrasian dengan sistem attitude dan maneuvering Pengintegrasian ini dilakukan untuk mendapatkan sebuah sistem yang terintegrasi pada quadrotor UAV(Unmanned Aerial Vehicle). Sistem yang telah dirancang oleh penulis diintegrasikan dengan sistem attitude dan maneucering.dimana sistem attitude memberikan setpoint untuk keempat kecepatan motor berdasarkan perubahan x, y, dan z. Dan berdasarkan perubahan tersebut, sistem maneuvering juga mendapatkan setpoint dari sistem attitude. Berikut ini merupakan tampilan HMI pada sistem pengintegrasian:
(1) Pada motor 1
(2) Pada motor 2
Gambar 3.10 HMI Pengintegrasian dengan sistem attitude dan maneuvering (3) Pada motor 3
Pada gambar 3.10 merupakan tampilan HMI pada sistem pengintegrasian dengan sistem attitude dan maneuvering. Dimana empat grafik pertama merupakan grafik kecepatan keempat motor, dan grafik kelima merupakan grafik kecepatan motor pada sistem maneuvering. Setpoint untuk kelima motor didapatkan dari sistem attitude. 4.
Analisa Data dan Pembahasan Pada bab ini dibahas mengenai seluruh pengujian dan analisa dari sistem pengendali kecepatan quadrotor UAV. Pengujian dan analisa meliputi keseluruhan desain quadrotor, software, dan sistem hardware. Pada tahap ini akan diketahui performansi kesluruhan. Untuk mendapatkan hasil tersebut, pengujian dilakukan per sub sistem, seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
(4) Pada motor 4
7
Dari tabel 3.1 penalaan metode kurva reaksi didapatkan parameter pada tiap mode control pada tabel 3.2 diabwah ini: Dari hasil perhitungan diatas didapatkan bahwa besar % RMSE pada tiap motor tidak melebihi dari 3% sehingga sensor optocoupler ini dapat berlaku sebagai Stroboscope dengan baik. Berikut ini merupakan grafik RPM hasil Validasi sebagai berikut: RPM
RPM
Lebar Pulsa
Lebar Pulsa
Pada tabel 3.2 diatas didapatkan berdasarkan respon dinamik dari tiap mode control sebagai berikut: RPM
RPM
Lebar Pulsa
Lebar Pulsa
Gambar 3.11 Grafik validasi sensor Gambar 3.13 Respon dinamik metode kurva reaksi Pada gambar 3.11 diatas merupakan grafik RPM setelah dilakukan proses Validasi sensor optocoupler terhadap Stroboscope.
Dari gambar 3.13 diatas didapatkan bahwa hasil penalaan dengan metode kurva reaksi memiliki performansi yang masih buruk sehingga perlu dilakukan penalaan lagi yaitu dengan metode trial and error untuk didapatkan hasil parameter pengendali yang memiliki performansi yang terbaik. Berikut ini merupakan tabel perbandingan antara mode pengendali dengan parameter pengendali berdasarkan teknik trial and error sebagai berikut: Tabel 3.2 mode pengendali untuk motor
4.2 Pengujian Pengendali pada Motor Pada pengujian ini dilakukan terhadap pengendali pada motor dc baik dengan mode pengendali P, PI, PD, dan PID. Pada proses penalaan parameter pengendali ini menggunakan meotde kurva reaksi dan studi eksperimental(trial and error) karena pada penelitian tugas akhir ini dilakukan secara langsung pada hardaware quadrotor. Pengujian ini dilakukan dengan melihat respon dari tiap mode pengendali berdasarkan maksimum overshoot, settling time, dan error steady-state. Berikut ini merupakan respon openloop plant dari quadrotor:
Gambar 3.12 Respon Open loop plant quadrotor Dari respon openloop plant quadrotor ini didapatkan parameter untuk penalaan dengan metode kurva reaksi, didapatkan pada tabel 3.1 dibawah ini:
Pada tabel 3.2 diatas merupakan perbandingan antara kinerja pengendali tiap motor dengan mode pengendali yang berbeda-beda, baik dengan mode pengendali P, PI, PD, dan PID berdasarkan teknik trial and error. Dari tabel tersebut didapatkan bahwa mode pengendali P (proporsional) memiliki kinerja yang terbaik diantara mode pengendali lainnya dengan parameter Kp=0.01 dimana tidak memiliki maksimum overshoot,
8
settling time yang cukup cepat, dan error steady-state yang paling kecil. Berikut ini respon dinamik pengendali dengan metode trial and error sebagai berikut:
perubahan setpoint atau sering disebut dengan tracking setpoint sebagai berikut:
(1)
(2)
(3) Gambar 3.15 grafik tracking setpoint pada tiap mode pengendali. (1) mode pengendali P(dengan Kp=0.01), (2) mode pengendali PI(dengan Kp=0.01dan Ti=0.01), (3) mode pengendali PD(dengan Kp=0.01 dan Td=0.01), (4) mode pengendali PID(dengan Kp=0.01, Ti=0.01, dan Td=0.01). 4.3 Pengujian Pengendali dengan Gangguan Pengujian ini dilakukan dengan memberikan berberapa gangguan pada tiap motor pada mode pengendali P dimana pada analisa sebelumnya memiliki kinerja yang terbaik dibandingkan mode pengendali lainnya dengan parameter Kp=0.01.Gangguan ini ada tiga jenis. Antara lain sebagai berikut: pengujian dengan memberikan kemiringan 45 derajat pada hardware quadrotor, memberikan goncangan pada quadrotor, dan memberikan beban pada baling-baling pada motor dengan menambahkan karet gelang pada salah satu
(4) Gambar 3.14 Respon dinamik pengendali dengan metode trial and error. Pada gambar 3.14 diatas didapatkan bahwa dengan metode trial and error pengendali dapat bekerja dengan baik. Kemudian dilakukan pengujian dengan melakukan 9
sisinya.Pengujian ini dilakukan dengan tracking setpoint selama gangguan diberikan.
Pada tabel 3.4 diatas merupakan tabel hasil pengujian pengendali P jika diberikan gangguan berupa goncangan. Berikut ini merupakan grafik dari pengujian pengendali jika diberikan gangguan berupa goncangan sebagai berikut:
melakukan
4.3.1
Kemiringan 45 derajat quadrotor Pada pengujian ini dilakukan dengan memberikan kemiringan 45 derajat pada quadrotor selama proses tracking setpoint. Data selama pengujian dapat dilihat pada lampiran A. Berikut ini merupakan tabel 3.3 hasil pengujian sebagai berikut:
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Kp= 0.01 dengan kemiringan 45 derajat motor
Mp
Ts
Ess
motor 1
7.3%
13.3
4.23
motor 2
6.41%
13.6
4.55
motor 3
4.33%
15.3
4.12
motor 4
4.12%
16.75
4.78
0
RPM 3
RPM 4
RPM 2 Waktu(detik)
RPM 3
RPM 4
Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa pengendali P masih dapat mengikuti setpoint yang diberikan meskipun pada kondisi digoncang. 4.3.3 Beban karet gelang pada baling-baling Pada pengujian ini dilakukan dengan memberikan beban karet gelang pada baling-baling di quadrotor selama proses tracking setpoint. Data selama pengujian dapat dilihat pada lampiran A. Berikut ini merupakan tabel 3.5 hasil pengujian sebagai berikut:
2000 RPM 1
RPM 1
Gambar 3.17 grafik hasil pengujian pengendali jika diberikan gangguan berupa goncangan.
3000
SP
SP
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Pada tabel 3.3 diatas merupakan tabel hasil pengujian pengendali P jika diberikan gangguan berupa kemiringan 45 derajat. Berikut ini merupakan grafik dari pengujian pengendali jika diberikan gangguan berupa kemiringan 45 derajat sebagai berikut: RPM 4000
RPM 2
Waktu(detik)
1000
RPM
Kp= 0.01 dengan karet pada 1 dan 2
1 5 9 1317212529333741454953576165 Gambar 3.16 grafik pengujian pengendali diberikan kemiringan 45 derajat.
jika
Dari hasil tersebut dapat diketahui bahwa pengendali P masih dapat mengikuti setpoint yang diberikan meskipun pada kondisi miring 45 derajat.
Ts
Ess
19.7%
10.3
4.33
motor 2
13.6%%
11
4.11
motor 3
15.55%
10.5
4.31
motor 4
13.5%
12
4.56
Ess
motor 1(karet)
15.3%
13
14.45
motor 2(karet)
14.3%
14
15.51
motor 3
7.5%
11
5.51
6.5%
11.4
5.3
Kp= 0.01 dengan karet pada 3 dan 4
Kp= 0.01 dengan goncangan Mp
Ts
(1)
Goncangan pada quadrotor Pada pengujian ini dilakukan dengan memberikan goncangan pada quadrotor selama proses tracking setpoint. Data selama pengujian dapat dilihat pada lampiran A. Berikut ini merupakan tabel 3.4 hasil pengujian sebagai berikut:
motor 1
Mp
motor 4
4.3.2
motor
motor
motor
Mp
Ts
Ess
motor 1
6.4%
11.8
6.41
motor 2
5.8%
11
6.14
motor 3(karet)
15.6%
14
14.57
motor 4(karet)
15.4%
15
13.89 (2) Pada tabel 3.5 diatas merupakan tabel hasil pegujian pengendali jika diberikan beban karet gelang pada baling-baling. (1) motor 1 dan 2 diberikan karet dan (2) motor 3 dan 4 diberikan karet. Berikut ini merupakan grafik dari pengujian pengendali jika diberikan beban karet gelang sebagai berikut:
10
4000
time yang cepat, dan error steady-state yang sangat kecil yaitu, Mp=0.1%, Ts=13 detik, dan Ess=3.23. Untuk mode pengendali PI(Proporsional-Integrator) dengan Kp=0.007, Ti=5 ini didapatkan bahwa pengendali PI ini dapat mengikuti setpoint yang diberikan pada RPM yang rendah akan tetapi memiliki maksimum overshoot yang cukup besar. Untuk mode pengendali PD (ProporsionalDerrivative) dengan Kp=0.01, Td=0.01 ini didapatkan bahwa pengendali PD ini dapat mengikuti setpoint yang diberikan akan tetapi memiliki ripple yang berlebih. Untuk mode pengendali PID (Proporsional-IntegratorDerrivative) dengan Kp=0.007, Ti=5, dan Td=0.8 ini didapatkan bahwa pengendali PID ini mampu mengikut setpoint yang diberikan akan tetapi memiliki ripple yang sangat banyak dan memiliki maksimum overshoot yang cukup besar. Pada pembahasan bagian ketiga ini adalah merupakan pembahasan dari hasil pengujian pengendali P(Proporsional) dengan terhadap gangguan. Pengujian ini digunakan mode pengendali P dikarenakan pada hasil pengujian tracking setpoint memiliki kinerja yang terbaik dibandingkan dengan mode pengendali lainnya dengan besar Kp=0.01. Adapun gangguan tersebut yaitu memberikan ganggguan dengan kemiringan 45 derajat, memberikan goncangan pada quadrotor, dan memberikan beban karet gelang pada baling-baling quadrotor. Pada ganggguan yang pertama ini diberikan kemiringan 45 derajat, dimaksudkan untuk menguji bagaimana respon pengendali jika posisi quadrotor dimiringkan. Selama pengujian ini didapatkan bahwa pengendali P masih dapat bekerja dengan baik karena masih dapat mengikuti setpoint yang diberikan dengan sangat baik. Pada pengujian gangguan kedua ini merupakan pengujian pengendali jika quadrotor diberikan goncangan selama proses tracking setpoint. Dari hasil yang didapatkan bahwa pengendali P masih dapat berkerja dengan baik selama proses tracking setpoint pada saat digoncang-goncang. Pada pengujian gangguan yang ketiga ini diberikan beban karet gelang pada baling-baling quadrotor. Pengujian ini bertujuan untuk melihat kinerja pengendali P jika salah satu sisi pada baling-baling diberikan beban karet gelang. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa baling-baling pada motor yang diberikan beban karet gelang memiliki kinerja yang cukup baik karena pada RPM yang rendah pengendali masih dapat mengikuti setpoint yang diberikan akan tetapi untuk RPM yang tinggi pengendali P tidak dapat mengikuti setpoint yang diberikan atau disebut adanya offset antara setpoint dengan RPM actual dan kondisi quadrotor cenderung bergetar tak beraturan akibat salah satu sisi baling-baling diberikan karet gelang. Pada pengintegrasian antara software dan hardware dapat berjalan dengan cukup baik dan dapat diintegrasikan dengan sistem attitude dan maneuvering untuk didapatkan sebuah sistem quadrotor yang terintegrasi. Dalam prosesnya, pada sistem pengendalian untuk keempat motor mendapatkan keempat setpoint dari sistem attitude dan pada sistem maneuvering juga mendapatkan setpoint dari sistem attitude. Sehingga, secara otomatis setpoint untuk kecepatan motor dapat berubah-ubah sesuai dengan masukkan dari sistem attitude.
RPM
3000 2000
SP RPM 4 Waktu(detik) RPM 3 0 RPM 2 (karet) 1 3 5 7 9 1113151719212325272931333537
1000
(1) 4000
RPM
3000 SP RPM 4 (karet) RPM 3 (karet) RPM 2 RPM 1
2000 1000 0 1
4
Waktu(detik)
7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37
(2) Gambar 3.18 grafik pengujian pengendali jika diberikan beban karet gelang pada baling-baling. (1) motor 1 dan 2 diberikan karet dan (2) motor 3 dan 4 diberikan karet. Dari gambar 3.18 diatas didapatkan bahwa motor yang diberikan karet memiliki kelemahan tidak dapat mencapai setpoint pada RPM yang tinggi dan settling time yang lebih lama untuk mencapai setpoint. 4.4 Pembahasan Pada bagian ini merupakan pembahasan dari data yang diperoleh selama penelitian tugas akhir ini. pembahasan ini dibagi menjadi tiga pembahasan utama yaitu, pembahasan hasil validasi sensor optocoupler, pembahasan tracking setpoint, dan pembahasan hasil pengujian pengendali terhadap gangguan. Pada pembahasan pertama ini merupakan pembahasan dari proses validasi sensor optocoupler. Pada proses Validasi sensor optocoupler ini dilakukan untuk menggantikan Stroboscope yang digunakan sebagai acuan untuk pembacaan niai RPM yang nantinya sensor optocoupler dapat menggantikan kerja dari Stroboscope. Dari data yang telah diperoleh didapatkan bahwa besar RMSE dari tiap sensor optocoupler memiliki besar , persentase yang cukup kecil yaitu , , , sehingga sensor optocoupler ini dapat digunakan untuk menggantikan kerja dari Stroboscope sebagai sensor pembaca RPM pada putaran baling-baling quadrotor. Untuk pembahasan kedua ini merupakan pembahasan pada proses tracking setpoint pada pengendali kecepatan motor quadrotor pada tiap mode pengendali baik mode pengendali P, PI, PD, dan PID. Proses penalaan parameter pengendali ini dilakukan dengan teknik trial and error. Untuk mode pengendali P(Proporsional) dengan Kp=0.01 didapatkan bahwa memiliki kinerja yang sangat baik, dikarenakan dapat mengikuti setpoint yang diberikan, selain itu tidak memiliki maksimum overshoot, settling
11
5. Penutup 5.1 Kesimpulan Dalam pelaksanaan penelitian tugas akhir dapat disimpulkan empat hal utama. Hal yang pertama adalah dalam mengintegrasikan hardware quadrotor dan perangkat lunak Microsoft Visual Basic 6.0 menggunakan komunikasi serial. Dimana Microsoft VB ini digunakan sebagai HMI(Human Machine Interface) untuk monitoring dan pengendali dari keempat motor. Hasil pengujian perangkat lunak aplikasi monitoring, menunjunkan bahwa komunikasi serial antara HMI dengan hardware quadrotor dapat berjalan cukup baik meskipun sesekali terdapat data yang hilang. Dan untuk proses pengintegrasian antara sistem attitude dan maneuvering berhasil dilakukan dengan baik, sehingga sistem attitude dapat memberikan setpoint sesuai dengan perubahan x,y, dan z. Pada hasil validasi sensor optocoupler pada , keempat motor didapatkan RMSE sebesar , , sehingga sensor optocoupler tersebut dapat menggantikan atau berlaku sebagai stroboscope. Pada pengendalian keempat motor pada quadrotor ini didapatkan bahwa mode pengendali P memiliki kinerja yang paling baik diantara mode pengendali lainnya, baik pengendali PI, PD, dan PID. Pada mode pengendali P, parameter pengendali didapatkan dengan penalaan trial and error, dengan Kp = 0.01. dimana didapatkan Mp=0.1%, Ts=13 detik, Ess=3.23. Untuk Mode kontrol PI dan PID memiliki kinerja yang kurang karena memiliki maksimum overshoot yang cukup besar. Pada pengujian pengendali dengan memberikan gangguan berupa kemiringan 45 derajat, goncangan, dan beban karet gelang pada baling-baling quadrotor ini dapat disimpulkan bahwa mode pengendali P dengan Kp=0.01 masih dapat berjalan dengan cukup baik selama proses tracking setpoint.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13. 5.2 Saran Terdapat beberapa saran yang dapat diberikan setelah melakukan penelitian tugas akhir ini antara lain motor dc yang sebaiknya digunakan adalah brushless dc motor, rangkaian ESC (Electronic Speed Control) yang menggunakan ESC pada Radio Control, dan menggunakan software LabView untuk mempermudah proses koneksi antara hardware dan software dengan menggunakan NIDAQ (National Instrument- Data Acquisition) dan balingbaling yang digunakan sesuai dengan brushless dc motor, dan pengukuran RPM pada kecepatan motor dengan menggunakan tachometer non-kontak jenis laser untuk mendapatkan nilai RPM yang lebih tepat.
14.
15.
BIODATA Nama : Albert Ragil A TTL : Bojonegoro / 24 September 1979 Alamat : - Perum. Bumi Marina Emas Timur V No. 5 Surabaya -
[email protected] Moto : Jangan takut sebelum mencoba
Pendidikan :TK St. Paulus Bojonegoro (1993-1995) SDK St. Paulus Bojonegoro (1995-2001) SMPK St.Tarsisius Bojonegoro (2001-2004) SMAK Slamet Riyadi Bojonegoro (2004-2007) Teknik Fisika FTI-ITS (2007- 2011)
DAFTAR PUSTAKA 1.
2.
experimental mini quad-rotor UAV”. European Control Conference, Kos, Greece, 2007. Robert Barclay. ” A Generic Simulator for Quad-Rotor Unmanned Aerial Vehicles”. Bachelor of Science. 2005. Carlo Canetta, Jonathan Chin, Sevan Mehrabian, Ludguier Montejo, and Hendrik Thompson.” Quad-rotor Unmanned Aerial Vehicle”. Colombia University. 2007. Ogata, Katsuhiko. 1993. Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan). Jakarta : Erlangga. Moran, J. Michael dan Howard N.Shapiro. 1996. of Engineering ”Fundamentals Thermodynamics”. Canada: John Wiley & Sons,Inc. Gunterus, Frans. 1997. Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses. Jakarta : PT. Elek Media Komputindo. Johnson, Curtis D. 1985. “Process Control Instrumentation Theory”. USA: Prentice Hall International. Oludayo, John Ogutoyinbo. 2009. “PID Control of Brushless Dc Motor and Robot Trajectory Planning and Simulation with Matlab/Simulink”. Technology and Communication. Ariefianto, Budi.2008. ”Trainning Microcontroller ATMega 8535 for Beginner”. Maxtron. Guoshing Huang, Shuocheng Lee. 2008. “PCbased PID Speed Control in DC Motor”. Department of Electronic Engineering, National Chin-Yi University of Technology. IEEE Gourab Sen Gupta, Subhas Mukhopadhyay, Chew Moi Tin. 2005. “A Project Based Approach to Teach Mixed-Signal Embedded Microcontroller for DC Motor Control”. Monash University, Malaysia. IEEE. www.avrfreak.com www.aspentech.com
Patel, Chirag Amrutbhai. “Building a tested for mini quadrotor unmanned aerial vehicle with predictive shroud”. Bachelor of Engineering, Sardar Patel University. 2002. Alexandros Soumelidis, P´ eter G´ asp´ ar, Gergely Regula, B´ ela Lantos. “Control of an
12
