BAB I PENDAHULUAN 1.1. LATAR BELAKANG Teknologi pertahannan berkembang pesat seiring dengan bergulirnya waktu. Roket adalah sebuah alat yang dapat meluncur menggunakan hukum fisika dimana aksi (thrust roket) yang mengakibatkan adanya gaya reaksi berupa dorongan,berbagai bidang sains dan militer banyak yang memanfaatkan alat ini sebagai bahan kajiannya. Bidang sains menggunakan roket sebagian besar sebagai sebuah alat bantu melempar alat ke suatu ketinggian tertentu sehingga dari ketinggian tersebut dapat diambil data data tertentu.bidang pertahanan memanfaatkan roket sebagai salah satu alat yang memang seluruh bagiannya dimanfaatkan tidak hanya sekedar sebagai suatu alat bantu, dalam bidang ini roket digunakan sebagai alat serang maupun bertahan dengan menembakkan roket tersebut pada titik sasaran tertentu. Bila sebuah roket digunakan untuk melakukan sebuah serangan, roket harus jatuh pada sebuah titik dimana target berada,roket dibedakan menjadi dua jenis menurut kendalinya yaiitu roket kendali otomatis dan roket kendali manual. Roket kendali otomatis melakukan serangan terhadap sasaran dengan hanya menentukan titik sasaran dan memasukkan nya pada program di sebuah roket sehingga roket tersebut dapat mencari sasaran dengan otomatis, Roket kendali manual adalah roket yang dikendalikan secara manual agar dapat jatuh pada suatu sasaran tertentu dengan cara mengendalikanna saat roket terbang maupun hanya mangatur sudut luncuran pada roket. Pengaturan sudut luncuran roket sebagai dasar untuk menentukan sebuah titik serangan tertentu dapat dilakukan dengan hitungan secara fisika dengan variabel berupa sudut peluncuran roket dan besarnya gaya dorong, jika besarnya gaya dorong pada roket telah ditetapkan maka sudut roket harus diatur sedemikian rupa sehingga ke akuratan tembakan roket dapat dioptimalkan. 1
2 Roket kendali manual dengan melakukan pengaturan sudut pada peluncuran roket banyak digunakan dalam dunia militer karena kemudahan penggunaanya,umumnya dapat digunakan oleh semua pasukan dan ukuran roket yang cenderung lebih kecil dari pada roket kendali otomatis.penggunaan roket manual didasari dari kemudahan penggunaan serta dengan harga yang murah jika dilakukan pengadaan dalam jumlah besar. Jumlah yang besar dimaksudkan sebagai pemetaan untuk menentukan keberadaan musuh jika bila suatu daerah di beri sebuah serangan. Jauh atau dekatnya sebuah sasaran akan ditentukan oleh pengaturan sudut pada peluncuran roket. Pengendalian sudut pada peluncuran roket harus dilakukan dengan sebaik mungkin agar roket jatuh pada titik sasaran dengan jarak tepat pada sasaran atau sedekat mungkin dengan titik sasaran. Bila sudut diubah secara manual akan sulit dilakukan saat berada di medan pertempuran, maka otomatisasi dibutuhkan sebagai salah satu solusi dalam perlakuan penggantian sudutnya. Otomatisasi menawarkan keakuratan secara obyektif dan penggantian sudut yang relatif lebih cepat jika di banding secara manual. Pada Tugas Akhir ini akan dibahas tetang perancangan kendali sudut pada lengan peluncur roket menggunakan pengendali PID ( Proportional, Integral, dan Derivative) untuk mengendalikan motor DC Brushless sehingga tercipta suatu sudut peluncuran roket seakurat mungkin. Pngendalian sudut dilakukan secara otomatis dengan melakukan penggantian set point pada user interface dan keakuratan di optimalkan dengan jalan menanamkan pada sistem sebuah kendali PID yang dapat mereduksi adanya error.
3 1.2. RUMUSAN MASALAH Oleh karena kebutuhan sudut yang presisi pada berbagai sudut peluncuran roket maka dibuat sebuah alat diamana dapat membuat sudut yang presisi pada peluncuran roket secara vertical dengan menggunakan kendali PID. 1.3. MANFAAT PENELITIAN 1. Mengembangkan ilmu pengetahuan dibidang kontrol otomatis dan pengetahuan tentang penerapannya dalam kehidupan nyata. 2. Menciptakan suatu kendali sudut pada sebuah peluncur roket dengan menggunakan kendali PID. 3. Menciptakan suatu kendali sudut yang presisi pada sebuah peluncur roket. 1.4. TUJUAN PENELITIAN Membuat sebuah prototype alat yang digunakan sebagai pengendali sudut pada peluncur roket dengan menggunakan PID sehingga sudut peluncuran roket dapat diperoleh seakurat mungkin. 1.5. BATASAN MASALAH 1. Pembahasan pengendali PID pada sudut lengan motor DC Brushless 2. Perancangan perangkat lunak menggunakan Simulink Matlab dan perangkat keras pada Arduino. 3. Penggunaan sensor sudut dengan potensiometer yang mengeluarkan resistansi sebagai representasi keadaan sudut. 4. Peluncuran roket dibatasi pada peluncuran roket secara vertical(keatas). 5. Nilai thrust pada roket harus memenuhi syarat lebih kecil dari ketahanan PID dalam mengatasi gangguan.
4 1.6. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi penelitian yang dilakukan dalam penelitian dan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Studi literatur - Memahami dan mempelajari cara kerja dari sistem PID dengan sistem tuning PID - Mempelajari tentang jenis jenis pengolahan sinyal descrete dan continous sebagai dasar pembuatan sistem PID. - Memahami dan mempelajari cara kerja teorema euler dalam melakukan pengolahan sinyal pada sistem PID. - Memahami bahasa C sebagai bahasa yang digunakan dalam pemrograman arduino dan blok blok dalam simulink sebagai pembangun sistem PID kontrol - Memahami teorema Transformasi Z sebagai dasar untuk menyelesaikan persamaan diferensial sistem 2. Perancangan alat - Menyiapkan arduino IDE sebagai pengolah data yang ditanam pada hardware arduino. - Membuat bangun rangka dan sistem yang digunakan untuk membuat suatu sudut lengan pada motor brushless - Membuat suatu sensor sudut dengan menggunakan potensiometer sehingga sudut lengan dapat terbaca sebagai input sistem PID - Membuat dan memasang motor brushless baling baling serta driver motor yang kemudian akan digunakan sebagai respon terhadap kendali PID - Membangun sistem pengolahan sinyal dengan menggunakan simulink dari mathlab sebagai dasar pengolahan sinyal PID
5 3. Implementasi dan pengujian alat meliputi - Penyusunan arduino, potensiometer ESC, motor brushless, baling baling, dan sistem lengan kemudian dilakukan tuning serta penganalisaan terhadap respon sistem dengan menggunakan software simulink. - Menguji alat meliputi pengujian perangkat keras yaitu Arduino, ESC,motor brushless,dan potensiometer. sedangkan perangkat lunak meliputi pemrograman Arduino IDE dan simulink. 4. Data hasil pengujian alat meliputi: - Grafik hasil tuning yang dilakukan pada sistem pada sudut 30 derajat 45 derajat dan 70 derajat dengan atau tanpa beban/gangguan - Table berupa rangkuman nilai nilai penting dalam pengambilan data dengan cara tuning, 1.7. SISTEMATIKA PENULISAN Laporan penelitian tugas akhir ini disusun dengan sistematika sebagai berikut : - BAB I PENDAHULUAN Meliputi latar belakang dan permasalahan, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penelitian. - BAB II LANDASAN TEORI Meliputi tentang informasi-informasi tentang hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dan teori teori yang telah ditemukan untuk menjadikan acuan dan dasar penelitian ini. - BAB III METODOLOGI PENELITIAN Memuat tentang analisa metode bahan dan alat yang digunakan dalam pembuatan ugas akhir serta perakitan alat.
6 - BAB IV ANALISA DAN HASIL Memuat analisa dan hasil pengujian serta penelitian sistem yang dilakukan meliputi cara kerja sistem secara keseluruhan dan menganalisis hasil yang didapat dari hasil uji coba sistem. - BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Berisi kesimpulan yang memuat uraian singkat tentang hasil penelitian yang diperoleh sesuai dengan tujuan penelitian, serta saran untuk penelitian yang lebih.