Unmanned Aerial Vehicle (UAV)

Transkripsi

1 Unmanned Aerial Vehicle (UAV) Unmanned Aerial Vehicle atau disingkat UAV / Pesawat tanpa awak adalah sebuah mesin terbang yang dapat dikendalikan dengan kendali jarak jauh atau pesawat terbang tanpa satu pun kru pesawat yang mengendalikan didalamnya. Kontrol pesawat tanpa awak ada dua variasi utama, variasi pertama yaitu dikontrol melalui pengendali jarak jauh dan variasi kedua adalah pesawat yang terbang secara mandiri berdasarkan program yang dimasukan kedalam pesawat sebelum terbang. Tidak seperti pesawat pada umumnya yang memiliki pilot dan kru pesawat untuk mengontrol dan mengawasi secara langsung kondisi pesawat, pada pesawat tanpa awak kondisi pesawat tidak dapat dikontrol secara langsung karena memang tidak memiliki kru pesawat. Proses kontrol pesawat sepenuhnya dilakukan oleh sistem autopilot dengan mengacu pada parameter-parameter yang telah ditentukan oleh pengguna sebelum terbang. UAV sendiri mampu membawa kamera, sensor, alat komunikasi dan beberapa peralatan lain. Pesawat-pesawat semacam ini berkembang luas di kalangan militer. Saat ini, pesawat tanpa awak mampu melakukan misi pengintaian dan penyerangan. Pesawat tanpa awak juga semakin banyak digunakan untuk keperluan sipil (non militer) seperti pemadam kebakaran,keamanan non militer, melakukan pencarian, untuk menyelamatkan korban dan untukmengawasi saluran pipa. Kini, UAV semakin beragam jenis dan bentuk. Bahkan ada yang berbentuk lingkaran dan lebih kecil ukurannya. Dan kesemuanya itu tidak lepas dari fungsi dan tujuannya. UAV memang kerap digunakan untuk tugas militer seperti yang dilakukan Predator, Aquila UAV, dan Xianglong UAV.

2 Gambar Predator UAV Aquila UAV Xianglong UAV

3 Contoh-contoh Pesawat Tanpa Awak (UAV) 1. RQ-8A Fire Scout: Helikopter tanpa awak ini diadopsi dari jenis helikopter ringan Schweizer Model 330SP. RQ-8A Fire Scout digunakan oleh U.S. Navy dalam misi pengintaian. Helikopter ini dapat beroperasi selama empat jam lebih dengan jarak 120 mil dari pusat kendali. Fire Scout dilengkapi dengan sistem navigasi berbasis GPS dan mampu beroperasi secara otonom. Karena mampu beroperasi secara otonom, pusat kendali dapat mengendalikan tiga helikopter tak berawak ini secara simultan. Sea Scout, kembangan dari helikopter tak berawak ini, bahkan mampu mengangkut rudal udara-darat (air-to-surface missiles) untuk misi pengeboman. 2. RQ-2B Pioneer: Pesawat tanpa awak ini adalah hasil kolaborasi antara AAI Amerika dan Israel Aircraft Industries. Pesawat ini telah dipergunakan oleh U.S. Marine Corps, U.S. Navy dan U.S. Army sejak Pioneer bertugas melakukan pengintaian, pengawasan, pencarian target, dan mendukung penembakan angkatan laut baik pada siang hari maupun malam hari. Pesawat ini dapat diluncurkan dari kapal dengan bantuan dorongan roket atau diluncurkan dari darat dengan bantuan ketapel. Dengan panjang badan 14 kaki dan rentang sayap 17 kaki, Pioneer dapat terbang hingga ketinggian 15,000 kaki selama lima jam. Pioneer dapat mengangkut beban hingga 37 Kg dan dapat dilengkapi dengan sensor optic atau infrared dan alat pendeteksi ranjau.

4 3. Boeing Scan Eagle : Pesawat berbobot 20 Kg ini dapat terbang selama 15 jam dengan ketinggian lebih dari 16,000 kaki dan kecepatan 60 mil per jam. Pesawat ini dapat diluncurkan baik dari darat maupun dari kapal laut. Scan Eagle adalah pesawat tanpa awak yang tidak dapat dideteksi oleh radar, selin itu suaranya pun hampir tidak terdengar. Scan Eagle terbang dengan dipandu sistem GPS dan dilengkapi dengan kamera dan sensor infra-red. 4. Northrop Grumman Global Hawk: Global Hawk adalah pesawat tanpa awak yang terbesar dan tercanggih di dunia saat ini. RQ-4 Global Hawk adalah pesawat tanpa awak pertama yang mem[eroleh sertifikasi dari FAA (badan penerbangan Amerika) untuk terbang dan mendarat di bandara sipil secara otomatis. Karena keunggulannya ini, Global Hawak diharapkan dapat menjadi perintis pesawat penumpang dengan pilot otomatis dimasa mendatang. Pada saat pengujian, Global Hawk mampu terbang dari Amerika Serikat menuju Australia pulang pergi dengan membawa sejulah alat pengintai. Untuk keperluan militer, pesawat ini dapat dipergunakan

5 untuk melakukan pengintaian, pengawasan dan survey intelejen pada daerah yang luas dan dalam jangka waktu yang lama. 5. General Atomics MQ-9 Reaper: Reaper adalah pesawat multi fungsi tanpa awak yang dikembangkan untuk menjadi mesin penghancur. Dalam operasi militer Amerika di Afghanistan dan Irak, MQ-9 dilengkapi dengan rudal AGM-114 Hellfire dan dipergunakan untuk memburu dan menghancurkan target. Pesawat ini dapat mengangkut beban hingga lima ton, berkecapatan 230 mil per jam pada ketinggian 50,000 kaki dan dapat terbang sejauh 3,682 mil. Pesawat ini dilengkapi dengan IR targeting sensor, laser rangefinder dan synthetic aperture radar. MQ-9 dapat dibongkar pasang dan diangkut ke berbagai lokasi dengan mudah.

6 6. AeroVironment Raven dan Raven B: RQ-11A Raven, yang dibuat pada tahun , adalah versi kecil dari 1999-vintage AeroVironment Pointer, yang dilengkapi dengan GPS navigation system, dan peralatan control. Badan pesawat ini terbuat dari Kevlar dan berbobot, dua Kilogram. Pesawat tanpa awak ini memiliki radius operasi lebih dari 6 mil dan dapat terbang selama 80 menit pada kecepatan 60 mil per jam. Raven B dilengkapi dengan berbagai jenis sensor dan laser target designator. 7. Bombardier CL-327: Karena bentuknya yang unik, pesawat tanpa awak ini sering disebut sebagai kacang terbang. Bombardier CL-327 VTOL adalah pesawat pengawas tanpa awak yang dimotori mesin Williams International WTS-125 turboshaft engine berdaya 100 tenaga kuda. Dengan bobot maksimum 300 Kg saat takeoff, CL-327 dapat difungsikan sebagai alat relay komunikasi, menginspeksi keadaan lingkungan dan melakukan patroli di daerah perbatasan. Pesawat ini telah banyak membantu aparat dalam upaya pemberantasan narkotika dan dalam operasi-operasi pengintaian militer. Pesawat ini dapat mengudara selama lime jam dan dilengkapi dengan berbagai sensor, datalink systems dan sistem navigasi baik berupa GPS maupun inertial navigation systems.

7 8. Yamaha RMAX: Pesawat ini adalah pesawat terbang tanpa awak yang paling banyak dipergunakan di dunia untuk keperluan non militer. Helikopter mini Yamaha RMAX, dapat dipergunakan untuk berbagai keperluan misalnya untuk menyemprotkan pestisida dan pupuk, dan melakukan survey untuk keperluan penelitian. Helikopter ini mempergunakan mesin YAMAHA dua langkah dan dapat terbang hingga ketinggian 500 kaki. 9. Lockheed Martin Desert Hawk: Desert Hawk mulai diproduksi pada tahun 2002, untuk memenuhi kebutuhan militer Amerika dalam misi-misi pengawasan di Irak. Desert Hawk digerakkan dengan mesin listrik dan dilengkapi dengan GPS. Pesawat ini dapat terbang hingga ketinggian 1000 kaki dan beroperasi secara otonom dengan panduan GPS. Pesawat tanpa awak ini dapat terbang dengan kecepatan 57 mil per jam dalam radius tujuh mil.

8 10. General Atomics MQ-1 Predator: Predator yang mampu terbang dengan kecepatan 135 mil per jam ini adalah pesawat pengintai tanpa awak yang dilengkapi dengan persenjataan tempur. Predator mampu terbang hingga ketinggian 25,000 kaki dan menempuh jarak 450 mil. Predator dilengkapi dengan dua rudal AGM-114 Hellfire berpemandu laser. Pesawat ini merupakan pesawat terbang tanpa awak pertama yang dapat menghancurkan terget-terget di darat. Predator pertama kali dipergunakan dalam operasi militer Amerika di Afghanistan.

9 UAV merupakan jenis pesawat terbang yang dikendalikan alat sistem kendali jarak jauh lewat gelombang radio. UAV merupakan sistem tanpa awak (Unmanned System), yaitu sistem berbasis elektro-mekanik yang dapat melakukan misi-misi terprogram, dengan karakteristik: (i) tanpa awak pesawat, (ii) beroperasi pada mode mandiri baik secara penuh atau sebagian, (iii).sistem ini dirancang untuk dapat dipergunakan secara berulang. UAV biasanya dilengkapi dengan alat atau system pengendali terbang melalui gelombang radio, navigasi presisi (Ground Positioning System - GPS dan Pengukuran Inertial Unit), dan elektronik control penerbangan, dan peralatan kamera resolusi tinggi. Kelebihan dan Kekurangan Kelebihan UAV: Dapat dioperasikan relative cepat dimana saja, dan dapat dilakukan secara berulang biaya operasionalnya lebih ekonomis Aplikasi yang luas dan beragam Tanpa diperlukan pilot, sehingga relatif aman. UAV dikembangkan karena biayanya masih relative lebih rendah bila dibandingkan dengan peluncuran satelit atau pesawat terbang berawak. Untuk mengatasi resiko UAV jatuh atau keluar dari jangkauan alat kendali jarak jauh, perlu diterapkan sistem algoritma otopilot yang dapat dikendalikan, sehingga UVA dapat kembali ke landasan secara otomatis setelah bermanuver. UAV juga tidak bekerja dengan baik pada angin besar seperti yang ditunjukkan oleh Lin dan Lee (2008) saat digunakan untuk mengukur kecepatan angin dalam topan. Keterbatasan UAV antara lain: Biaya investasi awal relative mahal (tergantung pada ukuran dan kompleksitas UAV); Persyaratan pelatihan dan peraturan untuk menerbangkan UAV di udara;

10 Keterbatasan kemampuan sensor gambar; Pengolahan citra dapat lebih sulit apabila stabilitas pesawat rendah dari penggunaan sensor yang berkualitas rendah. Hasil analisis dari beberapa kegiatan atau penelitian menggunakan UAV, diuraikan oleh Barnard Microsystems Limited (2011) bahwa keuntungan UAV dibandingkan dengan pesawat berawak, antara lain : Dapat diterbangkan kapanpun, siang maupun malam. Dalam kondisi cuaca yang berbahaya, UAV masih dapat digunakan tanpa khawatir keselamatan awak yang mengendarainya. Dengan kontrol komputer, pesawat dapat terbang pada jalur penerbangan yang akurat, maka dua UAV dapat terbang berdekatan satu sama lain, sehingga survei dapat dilakukan dalam waktu yang lebihvsingkat. Jika terjadi suatu kesalahan dalam sistem, pesawat dapat digantikan oleh UAV back-up, agar pekerjaan yang dilakukan dapat selesai tepat waktu. Beberapa UAV juga dapat mengukur data di lokasi survei yang sama, untuk memberikan data yang berkualitas.

11 UAV itu sendiri menggunakan sensor IMU dalam proses kerjanya. Inertial Measurement Unit (IMU) adalah salah satu instrumen yang digunakan pada sistem navigasi. IMU terdiri dari kombinasi sensor percepatan (accelerometer) dan sensor angular (gyroscope) untuk menjejaki keberadaan dan pergerakan suatu benda. Seperti yang kita ketahui bahwa Sensor-sensor yang biasa dipakai untuk mengetahui data keadaan suatu benda diantaranya adalah GPS (posisi koordinat 3 dimensi), sensor altimeter (sensor ketinggian), dan sensor IMU (Inertial Measurement Unit). IMU merupakan suatu unit dalam modul elektronik yang mengumpulkan data percepatan angular dan akselerasi linear, yang kemudian dikirim ke unit pemroses utama. IMU terdiri dari kombinasi accelerometer (sensor percepatan) dan gyroscope (sensor angular) untuk menjejaki keberadaan dan pergerakan suatu benda. Accelerometer digunakan untuk mengukur percepatan suatu benda dan gyroscope digunakan untuk mengukur rotasi dari suatu benda. Sebuah penelitian terhadap system instrumentasi IMU dapat dilakukan dengan memanfaatkan sensor accelerometer dan sensor gyroscope yang dijual di pasaran. Suatu informasi posisi/jarak dapat diperoleh dari keluaran sensor accelerometer melalui proses algoritma tertentu. Accelerometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur percepatan, mendeteksi dan mengukur getaran (vibrasi), dan mengukur percepatan akibat gravitasi (inklinasi). Sensor accelerometer mengukur percepatan akibat gerakan benda yang melekat padanya. Percepatan dapat diukur menggunakan sensor accelerometer, sehingga untuk system tiga dimensi diperlukan tiga accelerometer yang dipasang tegak lurus. Gerak rotasi suatu benda dengan referensi kerangka inertial dapat dideteksi menggunakan sensor gyroscope yang dapat digunakan untuk mengukur orientasi dari accelerometer pada suatu waktu. UAV juga menggunakan system dari sensor GPS. Proses kerja dengan menggunakan sensor ini yaitu: dimana sinyal yang dihasilkan oleh GPS berupa data posisi dalam koordinat lintang dan bujur. Sinyal dari GPS selanjutnya

12 dipancarkan oleh modem radio di UAV dan diterima oleh modem radio di komputer.

13 UNMANNED AERIAL VEHICLE (UAV) DISUSUN OLEH: KELOMPOK G 1. SONYA FITRI SITUMORANG ( ) 2. LUTFI NUR RACHMAD ( ) 3. BAGAS ADI LUHUNG ( ) 4. EBTIAN APRIANTORO ( ) JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO 2012/2013