Rancang Bangun Prototipe Kapal Tanpa Awak Menggunakan Mikrokontroler

Transkripsi

1 Rancang Bangun Prototipe Kapal Tanpa Awak Menggunakan Mikrokontroler Dosen Pembimbing: Suwito, ST., MT. Yoga Uta Nugraha Ainul Khakim Jurusan D3 Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 Latar Belakang Berdasarkan data KKP (Kementerian Kelautan dan Perikanan), jumlah kapal pengawas perikanan hanya sebanyak 25 kapal sedangkan kebutuhan idealnya adalah sebanyak 80 unit kapal pengawas. Dana yang dikeluarkan untuk biaya operasional BBM dan awak kapal selama 24 kali berlayar dalam satu tahun adalah Rp 1,7 milyar. Berdasarkan database dari Komisi Nasional Keselamatan Transportasi (KNKT) menyebutkan bahwa 41% kecelakaan kapal disebabkan karena faktor human error dari awak kapal.

3 Permasalahan Banyaknya faktor kesalahan manusia dalam mengendalikan di atas kapal. Resiko kecelakaan dan biaya yang tinggi terhadap awak kapal. Diperlukan solusi untuk kontrol jarak jauh kapal tanpa awak sehingga dapat mengurangi resiko kecelakaan dan biaya awak kapal.

4 Relevansi Hasil yang diperoleh dari Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberi manfaat, yakni menjadi referensi sistem kendali jarak jauh kapal tanpa awak yang dapat dikendalikan secara manual serta sistem monitoring pengawasan wilayah perairan

5 Batasan Masalah Kontroler yang digunakan akan diprogram pada mikrokontroler AT-Mega 16 dengan Xtal 12 MHz. Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroler adalah bahasa C pada CodeVisionAVR. Software user interface pada PC menggunakan Delphi 7 Second Edition. Perancangan rangkaian keseluruhan meliputi: rangkaian minimum system, LCD, driver motor, dan komunikasi wireless. Demo menggunakan prototipe kapal dengan 2 motor dan 1 PC. Gerak yang dikendalikan adalah gerak maju serta manuver kanan dan kiri.

6 Metodologi Studi Pustaka dan Survey Data Perencanaan dan Pembuatan Hardware Perencanaan dan Pembuatan Software Uji Coba dan Analisa Survey lapangan mengenai sistem kendali kapal Informasi komponen dan elektrik kapal Minimum System Komunikasi wireless Driver motor Flow chart User interface Uji minimum system Uji wireless Uji rudder Survey tempat uji coba kapal Prototipe kapal Uji kecepatan Uji dengan rute Uji rute bebas

7 Xbee-Pro Transmitter Xbee-Pro Receiver Mikrokontroler LCD Motor Rudder PC Diagram Blok Fungsional Driver Motor Motor Propeler

8 Perencanaan Elektrik dan Prototipe Kapal

9 Start A Inisialisasi ComPort Mikrokontroler membaca data yang masuk Pilih ComPort dan baud rate ya Connect tidak Data diproses Mikrokontroler Motor bergerak Flow Chart User Interface Masukkan input dari PC Data dikirim oleh transmitter Data diterima oleh receiver Mikrokontroler mengirim data feedback Data diterima PC Data ditampilkan pada user interface A End

10 Perencanaan User Interface

11 Uji Mikrokontroler + LCD Active High Active Low

12 Uji Komunikasi Wireless No Jarak Data Dikirim Data Diterima Data Lepas Persen (meter) (bytes) (bytes) (bytes) Kesalahan % % : : : : : : : : : : : : : : : : : : % % Rata-rata persen kesalahan 0,00 % hingga jarak 20 meter No Jarak Data Dikirim Data Diterima Data Lepas Persen (meter) (bytes) (bytes) (bytes) Kesalahan % % % : : : : : : : : : : : : : : : : : : % % % % % % Transmitter Data mulai lepas pada jarak 75 meter dan rata-rata persen kesalahan 2,10 % hingga jarak 100 meter Receiver

13 Uji User Interface Tombol W ditekan Tombol D ditekan Tombol A ditekan

14 Uji Rudder Sudut Duty Cycle Duty Cycle PWM Servo PWM Servo Persen Rudder Saat Awal Saat Pengujian Kesalahan -30 6,5 % 6,56 % 1.23% 0 7,5 % 8,48 % 13.17% +30 8,5 % 10,4 % 22.64% Sudut -30 Untuk belok kiri Sudut 0 Untuk lurus Sudut +30 Untuk belok kanan

15 Uji Kecepatan Percobaan ke- Waktu Kecepatan (detik) (meter per detik) Duty cycle = 25,29 % Start Jarak = 5 Meter Kecepatan rata-rata = m/s 0,7 m/s Finish

16 Uji Manuver dan Turning dengan Rute 8

17 Uji Manuver dan Turning dengan Rute 0

18 Uji Manuver dan Turning Rute Bebas

19 Kesimpulan Untuk pengujian wireless dengan jarak indoor 1 sampai 20 Meter berhasil menerima data seluruhnya dengan baik. Untuk jarak oudoor 1 sampai 100 Meter masih terdapat rata-rata error sebesar 4,2% terhitung mulai dari jarak 75 Meter. Penggunaan duty cycle PWM pada propeler sebesar 25,29 % dengan tegangan sebesar 7,14 Volt. Pada jarak tempuh pengujian sejauh 5 Meter, kecepatan rata-rata prototipe kapal sebesar 0,7 m/s. Penggunaan rudder dengan duty cycle PWM 6,56 % untuk posisi -30, duty cycle 8,48 % untuk posisi 0, dan duty cycle 10,4 % untuk posisi +30. Sistem kendali dilakukan melalui keyboard dengan tombol W untuk manuver maju, tombol A untuk turning ke kiri dan tombol D untuk turning ke kanan. Prototipe kapal tanpa awak dapat menempuh rute yang berbentuk angka 8 dan rute yang berbentuk angka 0 dengan baik. Serta handal dalam pengendalian dengan rute bebas.

20 Saran Penggunaan antena eksternal sebaiknya ditambahkan untuk memperbaiki komunikasi wireless menggunakan XBee-Pro. Pemodelan dan pemahaman tentang software Delphi akan membantu perancangan sistem kendali jarak jauh yang lebih baik dan interface yang user friendly. Untuk pengembangan alat ini, dapat digunakan perangkat tambahan berupa kompas dan GPS sebagai monitoring system prototipe kapal tanpa awak.

21 Terima Kasih