1
BAB I PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang UAV (Unmanned Aireal Vehicle) adalah pesawat tanpa awak yang dapat
berotasi secara mandiri atau dikendalikan dari jarak jauh oleh seorang pilot (Bone, 2003). Pada awalnya UAV dikembangkan untuk keperluan militer saja, namun seiring berjalannya waktu dan perkembangan zaman kini penggunaan UAV sendiri sudah banyak dimanfaatkan untuk bidang-bidang lain selain bidang militer sendiri. Teknologi ini sekarang sering digunakan untuk misi-misi yang dimana sangat berbahaya jika manusia turun langsung kedalamnya. UAV dipergunakan baik oleh kalangan militer maupun pihak sipil. Aplikasi UAV dalam bidang militer antara lain di gunakan sebagai pesawat pengintai atau mata-mata untuk melihat kegiatan pihak lawan, intrastuktur dan peralatan tempur yg dimiliki pihak lawan, bisa juga dipakai untuk monitor konvey militer .Dalam bidang sipil, UAV digunakan untuk pemetaan, pemantauan lalu lintas kendaraan di jalan, monitor dan pengukuran pencemaran udara, pemantauan daerah perbatasan, komunikasi, monitor pipa minyak, gas dan juga kawat listrik PLN, SAR, peyemprotan pupuk/peptisida dari udara, pencarian tempat-tempat pemboran minyak, perikanan, dan lain-lain (Rachman, 2012). Sebuah UAV khususnya quadrotor memiliki suatu perangkat untuk mengendalikan 4 motor agar dapat terbang dan stabil saat diudara. Perangkat tersebut dinamakan Flight Controller, dimana perangkat tersebut memiliki sebuah sistem kendali yang terprogram didalamnya. Sistem kendali diperlukan untuk mengatur kecepatan putar keempat rotornya agar dapat melayang (hovering) di udara. Dikarenakan saat quadrotor terbang di udara tidak ada gaya atau aksi yang membuat quadrotor itu stabil selain thrust atau daya angkat dari keempat rotornya itu sendiri. Maka dari itu, jika tidak ada sebuah sistem kendali yang dapat menjamin perilaku quadrotor di udara maka dapat dipastikan ketika lepas landas (take-off) maka quadrotor akan melayang
1
2
tanpa terkendali bahkan juga dapat membuat quadrotor itu tiba-tiba terbalik atau flip. Salah satu sistem kendali yang biasa digunakan yaitu sistem kendali Proportional, Integral, Derivative atau yang lebih kita kenal sistem kendali PID. Dalam sistem kendali PID ada parameter untuk menentukan nilai gain masingmasing kontrol, yaitu Kp, Ki dan Kd. Untuk menentukan ketiga nilai parameter tersebut dilalkukan dengan cara tuning manual sampai mendapatkan nilai Kp, Ki, dan Kd yang terbaik dan kesalahan steady-state terkecil. Namun untuk diimplementasikan pada quadrotor yang dimana memiliki 3 buah sudut yang menjadi acuan kestabilan saat diudara atau dalam kata lain memiliki 3 buah kendali untuk masing-masing sudut pitch, roll, dan yaw, metode ini kurang efektif dan memakan cukup banyak waktu. Maka dari itu dalam tugas akhir ini digunakan metode tuning Ziegler-Nichols untuk mendapatkan nilai Kp, Kd, Ki, dan dilakukan fine-tuning dengan mengubah nilai-nilai tersebut tapi masih dalam kisaran nilai yang didapatkan dari metode Ziegler-Nichols untuk hasil yang lebih maksimal.
1.2.
Rumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian tugas akhir ini sesuai dengan latar
belakang adalah bagaimana quadrotor dapat terbang stabil di udara dan mendekati keadaan stationary.
1.3.
Batasan Masalah Batasan masalah dari sistem yang dibuat pada tugas akhir ini adalah : a. Sistem yang dibangun adalah sistem quadrotor yang dikontrol oleh sebuah remote control. b. Quadrotor yang digunakan bertipe + (plus). c. Pergerakan quadrotor difokuskan pada saat melayang (hovering) di udara, dengan setpoint sudut pitch, roll, dan yaw 0°. Tanpa perubahan setpoint. d. Tugas akhir ini difokuskan pada sistem kendali yang dibangun, untuk pengambilan data sudut memakai program Digital Motion Processing (DMP).
3
1.4.
Tujuan Penelitian Tujuan yang diharapkan dari penelitian tugas akhir ini adalah untuk
merancang dan mengimplementasikan sebuah sistem kendali pada quadrotor menggunakan sistem kendali PID Ziegler-Nichols agar dapat mempertahankan nilai translasi minimum untuk mendekati keadaan stationary dalam artian dapat terbang melayang stabil di udara (hovering).
1.5.
Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah mempermudah pengguna
dalam mengendalikan quadrotor saat terbang di udara.
1.6.
Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini
adalah sebagai berikut: BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II : LANDASAN TEORI Bab ini memuat pengertian-pengertian dan sifat-sifat yang diperlukan untuk pembahasan di bab-bab berikutnya. Apabila diperlukan, pada bagian ini dimungkinkan memuat hipotesis yang lebih terfokus/ spesifik. Hipotesis (jika ada) memuat pernyataan singkat yang disimpulkan dari landasan teori atau pertinjauan pustaka dan merupakan jawaban sementara (conjecture) terhadap masalah yang dihadapi, dan masih harus dibuktikan kebenarannya.
BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bagian ini menyajikan secara lengkap setiap langkah eksperimen yang dilakukan dalam penelitian. Berisi metode penelitian, bahan penelitian, prosedur dan pengumpulan data, analisis dan rancangan sistem, implementasi, serta pengolahan data.
4
BAB IV : HASIL DAN ANALISA Bagian ini merupakan bagian yang paling penting dari tugas akhir, karena bagian ini memuat semua temuan ilmiah yang diperoleh sebagai data hasil penelitian. Bagian ini diharapkan dapat memberikan penjelasan ilmiah, yang secara logis dapat menerangkan alasan diperolehnya hasil-hasil tersebut.
BAB V : PENUTUP Kesimpulan memuat secara singkat dan jelas tentang hasil penelitian yang diperoleh sesuai dengan tujuan penelitian. Apabila diperlukan, saran digunakan untuk menyampaikan masalah yang dimungkinkan untuk penelitian lebih lanjut.
5
