BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pesawat tanpa awak atau pesawat nirawak (Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV), adalah sebuah mesin

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pesawat tanpa awak atau pesawat nirawak (Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV), adalah sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak jauh oleh pilot atau mampu mengendalikan dirinya sendiri, menggunakan hukum aerodinamika untuk mengangkat dirinya, bisa digunakan kembali dan mampu membawa muatan baik senjata maupun muatan lainnya (Coza dan Macnab,2006). Terdapat beberapa jenis UAV yang ada pada masa ini, yaitu pesawat fixed wing, dan multirotor. Pesawat fixed wing adalah sebuah pesawat yang mampu terbang dengan memanfaatkan bentuk yang aerodinamis untuk terbangnya, umumnya fixed wing ini memiliki sayap untuk terbangnya. Multirotor merupakan UAV yang memiliki baling-baling lebih dari satu. Multirotor yang memiliki 4 Unit baling-baling yang didesain simetris dengan konfigurasi menyilang disebut quadrotor (Sheikhpor dan Shouraki, 2013). Quadrotor memiliki sistem Vertical Take off and Landing (VToL) sehingga tidak membutuhkan landasan yang luas untuk melakukan take off maupun landing (Coza dan Macnab, 2006). Hal tersebut merupakan salah satu keunggulan dari multirotor dibandingkan fixed wing. Akan tetapi, sistem VToL ini membutuhkan kendali yang baik, sehingga saat quadrotor melakukan take off ataupun landing pesawat tetap terbang tegak dalam keadaan stabil tanpa ada goncangan yang membuat pesawat hilang kestabilan dan terbang kearah yang tidak ditentukan ataupun terjatuh. Terdapat beberapa metode kendali yang digunakan untuk menjaga quadrotor agar tetap stabil keadaan terbang, salah satunya adalah kendali PID (Proportional Integral-Derivative). Pada kendali PID, terdapat 3 buah gain yang bekerja pada error yaitu Kp, Ki, dan Kd (Ogata,2010). Dimana nilai konstanta Kp merupakan nilai proporsional yang berfungsi untuk memperbaiki respon transien rise time dan settling time, Kd merupakan nilai derivatif yang berfungsi untuk memperbaiki respon transien dengan memprediksi error yang akan terjadi, dan

2 yang terakhir adalah nilai konstanta Ki merupakan nilai konstanta integratif yang berfungsi untuk memperbaiki respon steady-state. Terdapat pula kendali yang menggunakan logika fuzzy. Kendali dengan logika fuzzy (fuzzy logic controller) merupakan sistem kendali yang menyerupai pola pikir manusia. Berbeda dengan logika digital, konsep logika fuzzy didefinisikan secara tidak mutlak. Dengan logika fuzzy, sistem kepakaran manusia dapat diimplementasikan ke dalam bahasa mesin secara mudah dan efisien (Naba, 2009). Oleh karena itu, logika fuzzy dalam perancangannya tidak memerlukan persamaan matematis yang kompleks dari objek yang akan dikendalikan Rumusan Masalah Dengan latar belakang diatas, maka dirumuskanlah permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini yaitu bagaimana sebuah quadrotor dapat melakukan kegiatan lepas landas dengan peningkatan nilai ketinggian secara otomatis Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai pada penelitian ini adalah merancang dan mengimplementasikan sistem kendali quadrotor agar dapat melakukan kegiatan lepas landas dengan peningkatan ketinggian secara otomatis dengan keadaan yang stabil dan menggunakan metode kendali PID yang konstantanya ditala dengan logika fuzzy berdasarkan nilai gangguan untuk kebutuhan lepas landas Manfaat Penelitian Manfaat dari penilitian ini adalah memudahkan pilot dalam mengoperasikan quadrotor pada keadaan lebih lanjut atau keadaan setelah lepas landas.

3 1.5. Batasan Masalah Pada penelitian kali ini terdapat batasan-batasan masalah yang perlu diperhatikan, diantaranya adalah : 1. Metode PID Fuzzy digunakan hanya untuk kebutuhan take off quadrotor hingga ketinggian maksimum 300 centimeter dan ketinggian minimum 50 centimeter. 2. Parameter keberhasilan dilihat dari perubahan nilai ketinggian. 3. Masukan untuk sistem kendali berasal dari sensor accelerometer dan, gyroscope dari IMU (Inertial Measurement Unit) GY-86 6 Degree of Freedom) dan sensor ketinggian ultrasonik (SRF04). 4. Sistem kendali fuzzy digunakan untuk menala konstanta dari sistem kendali PID. 5. Input error fuzzy memiliki rentang dari -50 hingga 50, input delta error fuzzy memiliki rentang -10 hingga Kendali PID Fuzzy digunakan pada sudut pitch, roll, dan ketinggian. 7. Digunakan operasi gerak quadrotor dengan posisi Digunakan DMP (Digital Motion Processing) sebagai pemrosesan sinyal digital pada sensor fusion di IMU GY Penalaan kendali PID saat pertama menggunakan perumusan zieglernichols yang berikutnya dikondisikan sehingga mendapatkan nilai konstanta yang optimal. 10. Logika fuzzy yang digunakan menggunakan 5 variable linguistik. 11. Masukan sistem fuzzy berasal dari nilai error dan delta error dari quadrotor Metodologi Penelitian Metodologi penelitian dan alur pelaksanaan yang digunakan adalah sebagai berikut: 1. Pengumpulan data yang dilakukan dengan pengkajian dan pembelajaran lebih lanjut terhadap sistem yang akan dibuat, yaitu dengan cara studi

4 literatur, dengan mempelajari artikel, makalah, jurnal, karya ilmiah, serta buku-buku yang yang terkait dengan sistem. 2. Membuat perancangan sistem yang terdiri dari tiga bagian: a. Perancangan piranti keras b. Perancangan sistem fuzzy yang meliputi fuzzy set, membership function, dan fuzzy rules yang akan ditanamkan pada quadrotor. c. Perancangan piranti lunak 3. Melakukan implementasi berdasarkan pada rancangan sistem dengan dilakukan percobaan untuk mendapatkan hasil sesuai dengan rancangan serta untuk menangani masalah (troubleshooting) yang mungkin bisa terjadi pada sistem. 4. Melakukan pengujian dan analisis pada objek pengamatan Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, serta sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Memuat uraian mengenai informasi hasil penelitian terdahulu yang memiliki keterkaitan dengan penelitian yang dilakukan oleh penulis. BAB III LANDASAN TEORI Berisi penjelasan serta teori-teori yang berkaitan dengan sistem yang diteliti oleh penulis. BAB IV ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM Berisi analisis dilakukannya penelitian yang dilakukan penulis, serta perancangan sistem yang dibuat, meliputi perancangan perangkat keras dan perangkat lunak.

5 BAB V IMPLEMENTASI SISTEM Berisi tentang implementasi dari perancangan dalam bentuk nyata terhadap kinerja perangkat keras dan perangkat lunak. BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN Berisi hasil pengujian sistem yang dilakukan oleh penulis meliputi pengamatan atas kinerja perangkat keras dan perangkat lunak. Hasil pengujian kemudian dianalisis dan dibahas hasil dan kinerjanya. BAB VII PENUTUP Berisi kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan serta saran-saran pengembangan penelitian selanjutnya.