SKRIPSI KENDALI TRANSMITTER DAN RECEIVER 4 CHANNEL PADA PESAWAT TANPA AWAK ( UAV ) TIPE CESSNA

(1)

SKRIPSI

KENDALI TRANSMITTER DAN RECEIVER 4 CHANNEL

PADA PESAWAT TANPA AWAK ( UAV ) TIPE CESSNA

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan

Sarjana Terapan Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

OLEH

DEBBY ANGGRAINI

061340341456

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

PALEMBANG

(2)

HALAMAN PENGESAHAN

SKRIPSI

KENDALI TRANSMITTER DAN RECEIVER 4 CHANNEL PADA PESAWAT TANPA AWAK ( UAV ) TIPE CESSNA

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Menyelesaikan Pendidikan Sarjana Terapan pada Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Oleh

DEBBY ANGGRAINI 061340341456

Palembang, Agustus 2017 Menyetujui,

Pembimbing I, Pembimbing II,

Yudi Wijanarko,S.T.,M.T. Sabilal Rasyad,ST.,M.Kom NIP.196705111992031003 NIP.197409022005011003

Mengetahui,

Ketua Jurusan Ketua Program Studi

Teknik Elektro, Sarjana Terapan Teknik Elektro,

(3)

-Skripsi ini dipersembahkan kepada:

 Allah SWT, atas Rahmat dan hidayahnya

 Bpk Iskandar Zulkarnain (Alm) dan Ibu Hernawati,

Kedua orangtuaku yang selalu memberikan Do’a , kasih sayang, semangat dan dukungan selama ini.

 Bpk dan Ibu dosen Teknik Elektro Politeknik Negeri

Sriwijaya terutama Pembimbing I dan Pembimbing II

 Saudara–saudaraku Selvi, Tamsil, Gustian,

Meidiana,Icha.

 Sahabat-sahabatku yang selalu memberikan

semangat,saran dan membantu dalam skripsi ini yang tidak bisa disebutkan satu per satu.

 Teman-teman angkatan 2013 terutama ELA yang

sudah seperti keluarga bagiku

 Kakak dan Adik tingkat yang telah memberikan

dukungan

(4)

ABSTRAK

KENDALI

TRANSMITTER

DAN

RECEIVER

4 CHANNEL

PADA

PESAWAT TANPA AWAK (

UAV

) TIPE

CESSNA

Karya tulis ilmiah berupa SKRIPSI, 18 Juli 2017

Debby Anggraini; dibimbing oleh Yudi Wijanarko,S.T.,M.T dan Sabilal

Rasyad,ST.,M.Kom

kerja pesawat ini menyerupai kondisi pesawat sebenarnya. Karena tidak memiliki

awak, UAV tipe cessna dikendalikan dari jarak jauh menggunakan remote control.

Pesawat Tanpa Awak menggunakan tipe pesawat trainer cessna dengan berat

385 gram. Sistem terdiri dari perangkat keras yaitu, motor brushless 1400Kv, Electric

Speed Control (ESC) model yang digunakan adalah 30A, propiller 2 baling-baling

depan, baterai Lithium Polymer 2000 mAh/7.4 Volt, dan remote control TX/RX 4

channel 2.4 GHz. Pengendalian kecepatan motor pada remote control dibagi menjadi

5 persentase, yaitu 0%,25%,50%,75% dan 100% sebagai pembagi untuk kecepatan.

Pada pembuatan skripsi ini akan dirancang Kendali Transmitter dan Receiver

4 Channel pada Pesawat Tanpa Awak (UAV) tipe Cessna. Hasil dari pembuatan alat

ini mengetahui nilai Vout dari sinyal yang dikirimkan . Yang dimana Vout dan gerak

Joystick Trasmitter akan mempengaruhi gerak dari pesawat itu sendiri . Semakin

besar Vout dari Transmitter maka akan semakin cepat gerak yang dihasilkan. Dengan

dikirimnya sinyal dari transmitter ke receiver akan didapat sinyal PPM dan PWM

yang akan menggerakkan motor.

(5)

ABSTRACT

CONTROL TRANSMITTER AND RECEIVER 4 CHANNEL ON

CESSNA TYPE UNMANNED AERIAL VEHICLE (UAV)

Scientific Paper in the form of Final Project, 18 July 2017

Debby Anggraini; supervised by Yudi Wijanarko,S.T.,M.T dan Sabilal

Rasyad,ST.,M.Kom

Kendali Transmitter dan Receiver 4 Channel pada Pesawat Tanpa Awak (UAV) tipe

Cessna

xviii + 77 pages + 8 table + 76 Picture + 7 Attachement

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is one of the rides without waking up in the

air that can fly without a pilot. Technically the ability of aircraft. Due to not having

awakened, UAV type cessna remotely using remote control.

Unmanned aircraft use a type of aircraft trainer cessna with a weight of 385

grams. Speaker system, brushless motor 1400Kv, Electricity Controller (ESC) model

used is 30A, propeller has 2 propeller in front, Lithium Polymer 2000 mAh / 7.4 Volt

battery, and TX / RX 4 channel controller 2.4 GHz. Motor speed control on the

remote control is divided into 5 percent, ie 0%, 25%, 50%, 75% and 100% as a

divider for speed.

In the preparation of this thesis will be designed Control Transmitter and

Receiver 4 Channel on Cessna Type Unmanned (UAV). The result of making this

tool can be seen from that signal. Which Vout and Joystick Trasmitter motion will

move the motion of the plane itself. The larger the Vout of the Transmitter the faster

the motion will be. By sending the signal from the transmitter to the receiver will get

a signal PPM and PWM that will drive the motor.

(6)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Alhamdulillah segala puji syukur kami panjatkan kehadiran Allah SWT,

karena atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan SKRIPSI

yang berjudul “Kendali Transmitter dan Receiver 4 Channel pada Pesawat Tanpa Awak (UAV) tipe Cessna”.SKRIPSI ini disusun sebagai persyaratan kelulusan pada Program Studi Sarjana Terapan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

Palembang.

Dalam penyelesaian SKRIPSI ini penyusun menyadari banyak masalah yang

tidak dapat diselesaikan sendiri oleh penyusun, berkat bantuan dari berbagai pihak

maka segala permasalahan tersebut dapat diselesaikan dengan baik.

Dengan selesainya SKRIPSI ini, penyusun menyampaikan rasa terimakasih

atas bimbingan serta pengarahan yang telah diberikan oleh dosen pembimbing,

Pada kesempatan ini penyusun juga mengucapkan terima kasih atas bantuan

dan kesempatan yang telah diberikan kepada penyusun sehingga penyusun dapat

menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Sriwijaya, kepada:

1. Bapak Yudi Wijanarko,S.T.,M.T. selaku Dosen Pembimbing I 2. Bapak Sabilal Rasyad,S.T.,M.Kom selaku Dosen Pembimbing II Yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan nasihat kepada penulis dalam

menyelesaikan SKRIPSI ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada

pihak-phak yang telah mendukung serta membantu hingga Skripsi ini dapat diselesaikan,

terutama kepada :

1. Bapak Dr.Ing.Ahmad Taqwa,M.T. selaku Direkrur Politeknik Negeri

Sriwijaya.

2. Bapak Yudi Wijanarko,S.T.,M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro

(7)

3. Bapak Herman Yani,S.T.,M.Eng selaku Sekretaris Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Sriwijaya

4. Ibu Ekawati Prihatini,S.T.,M.T selaku Ketua Program Studi Sarjana

Terapan Teknik Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

5. Seluruh Dosen Staff Pengajar Program Studi Sarjana Terapan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya

6. Orang tua dan keluarga ayuk kakak adek yang telah memberikan banyak

dorongan secara lahiriah dan batiniah

7. Teman seperjuanganku kelompok SKRIPSI team UAV, Ichan Abdullah

dan Yossy Sientia R.S atas komitmen, bantuan dan kerjasamanya selama

ini meskipun menghadapi berbagai cobaan.

8. Segenap keluarga besar mahasiswa Program studi Sarjana Terapan Teknik

Elektro Politeknik Negeri Sriwijaya angkatan 2013 terutama kelas ELA

squad.

9. Dan seluruh teman-teman serta sahabat yang tidak dapat disebutkan satu

persatu, terutama sahabatku Anita, Serik, Trai, Yossi, Ririn, Eliana

ginting, sahabat SMA dan Dvnty Squad atas do’a dan dukungannya.

10. Segala pihak yang banyak membantu yang tidak dapat penulis sebutkan

satu persatu sehingga SKRIPSI ini dapat diselesaikan.

Semoga Allah SWT berkenan melimpahkan balasan yang lebih baik

melebihi apa yang telah diberikan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa

dalam Skripsi ini masih terdapat kekurangan, untuk itu saran dari semua pihak

sangat diharapkan demi kesempurnaan SKRIPSI ini. Semoga SKRIPSI ini

dapat menambah khasanah pengetahuan dan bermanfaat bagi kita semua.

Wassalamu’alaikum Wr.Wb

Palembang, Agustus 2017

(8)

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul ... i

Halaman Pengesahan ... ii

Halaman Pernyataan Orisinalitas ... iii

Halaman Pernyataan Persetujuan Re-publikasi ... iv

Halaman Motto dan Persembahan ... v

Abstrak ... vi

1.5 Metodologi Penelitian ... 3

1.5.1 Mengidentifikasi Masalah ... 3

1.5.2 Membangun Kerangka Analisa ... 3

1.5.3 Mengumpulkan data primer ... 3

(9)

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.5 Sinyal Analog Komposit dan Sinyal Digital ... 22

2.5.1 Sinyal Analog Komposit ... 22

2.5.2 Sinyal Digital ... 23

2.6 Electronic Speed Controller (ESC) ... 25

2.7 Motor Servo ... 26

2.8 Motor DC ... 28

2.8.1 Bagian atau Komponen Utama Motor DC ... 29

2.9 Baling-Baling (Propeller) ... 30

2.10 Baterai Lithium Polimer (Li-Po) ... 31

BAB 2 METODE PENELITIAN 3.1 Umum ... 33

(10)

3.3 Waktu dan tempat penelitian ... 33

3.4 Sumber Data ... 33

3.4.1 Primer ... 33

3.5 Analisis Data ... 34

3.5.1 Kuantitatif ... 34

3.6 Langkah Penelitian ... 35

3.7 Blok Diagram ... 36

3.8 FlowChart ... 38

3.9 Perancangan Alat ... 41

3.9.1 Perancangan Elektronik ... 41

3.9.1.1 User menggerakkan Remote Control ... 41

3.9.1.2 Potensio terhubung dengan ADC ... 41

3.9.1.3 Encoder digabungkan menjadi sinyal komposit ... 42

3.9.1.4 Sinyal Komposit mengirim ke Modem Transmitter ... 43

3.9.1.5 Modem Transmitter mengirim sinyal ke receiver ... 44

3.9.1.6 Modem receiver diterjemahkan oleh decoder ... 44

3.9.1.7 Decoder mengirimkan perintah ke ESC dan servo ... 45

3.9.1.8 ESC akan menggerakkan motor DC ... 45

3.9.1.9 Receiver mengirim perintah ke ESC ... 46

3.9.2 Perancangan Mekanik ... 47

3.10 Prinsip Kerja... 48

3.11 Gambar Rangkaian Keseluruhan... 51

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Langkah Pengukuran ... 54

4.1.1 Titik Pengujian Rangkaian Transmitter ... 54

4.1.2 Titik Pengujian Pada Receiver ... 55

4.2 Perhitungan nilai Duty Cycle pada Sinyal PPM ... 60

4.2.1 Hasil Pengukuran nilai PPM pada Speed Joystick 0% ... 61

(11)

4.2.6 Hasil Pengukuran nilai Ttotal Duty Cycle pada Sinyal PPM ... 66

4.3 Perhitungan Vout pada Receiver ... 66

4.3.1 Hasil Perhitungan pada Ra<Rb = 0 < 5... 67

4.3.2 Hasil Perhitungan pada Ra<Rb ... 68

4.3.3 Hasil Perhitungan pada Ra=Rb ... 68

4.3.4 Hasil Perhitungan pada Ra>Rb ... 68

4.3.5 Hasil Perhitungan pada Ra>Rb ... 68

4.4 Data Pengukuran nilai PWM pada Motor DC ... 68

4.4.1 Hasil Pengukuran nilai PWM pada Speed Joystick 0% ... 70

4.5 Perhitungan nilai RPM ... 75

4.6 Analisis ... 76

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 77

5.2 Saran ... 77

(12)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Contoh Radio Kontrol... 4

Gambar 2.2 Bagian – bagian Remote Control ... 5

Gambar 2.3 Rangkaian Transmitter ... 6

Gambar 2.4 Sine Wine ... 7

Gambar 2.5 Square Wave ... 7

Gambar 2.6 Pulse Modulation ... 7

Gambar 2.7 Amplitude Modulation ... 7

Gambar 2.8 Frequency Modulation ... 7

Gambar 2.9 Potensiometer ... 8

Gambar 2.10 Receiver ... 9

Gambar 2.11 Drone ... 11

Gambar 2.12 Fix Wing baling-baling depan (cessna) ... 11

Gambar 2.13 Fix wing baling-baling belakang ... 11

Gambar 2.14 Multicopter ... 12

Gambar 2.15 UAV jenis trainer ... 13

Gambar 2.16 UAV Jenis Sport ... 13

Gambar 2.17 UAV Jenis Aerobatic ... 14

Gambar 2.18 UAV Jenis Jet ... 14

Gambar 2.19 UAV Jenis Glider ... 15

Gambar 2.20 UAV Jenis Power Glider ... 15

Gambar 2.21 Blok Diagram Encoder ... 15

Gambar 2.22 Rangkaian Encoder 8 x ... 16

Gambar 2.23 Rangkaian Dekoder ... 17

Gambar 2.24 Modulasi Pulsa ... 17

Gambar 2.25 Pembangkit Gelombang PAM ... 18

(13)

Gambar 2.27 Proses Pembangkit Sinyal ... 20

Gambar 2.28 Pulsa PWM ... 20

Gambar 2.29 Pengontrolan Tegangan Pulsa PPM ... 22

Gambar 2.30 Ilustrrasi Sinyal Analog Komposit ... 23

Gambar 2.31 Sinyal Digital ... 24

Gambar 2.32 Electronic Speed Controller ... 25

Gambar 2.33 Skematik ESC (Electronic Speed Controller) ... 25

Gambar 2.34 Motor Servo ... 27

Gambar 2.35 Lebar Pulsa PWM pada Motor Servo ... 28

Gambar 3.36 Motor DC dan bagian-bagiannya... 29

Gambar 2.37 Rangkaian Ekivalen Motor DC ... 29

Gambar 2.38 Propeller 2 billah ... 30

Gambar 2.39 Baterai Lippo ... 31

Gambar 3.1 Blok Diagram Pesawat Tanpa Awak (UAV) ... 36

Gambar 3.2 Blok Diagram Transmitter dan Receiver ... 37

Gambar 3.3 FlowChart Transmitter ... 38

Gambar 3.4 FlowChart Receiver ... 39

Gambar 3.5 FlowChart Remote Control ... 40

Gambar 3.6 User dan Remote Control ... 41

Gambar 3.7 Potensio dan ADC ... 42

Gambar 3.8 Encoder dan Sinyal Komposit ... 43

Gambar 3.9 Sinyal Komposit dan Modem Transmitter ... 43

Gambar 3.10 Modem Transmitter dan Modem Receiver ... 44

Gambar 3.11 Modem Receiver dan Decoder ... 44

Gambar 3.12 Decoder terhubung dengan ESC ... 45

Gambar 3.13 ESC dan Motor DC ... 46

Gambar 3.14 Receiver mengirim perintah ke ESC dan Motor Servo ... 46

Gambar 3.15 Tampak Samping Pesawat Tanpa Awak (UAV) ... 47

Gambar 3.16 Tampak Atas ... 47

(14)

Gambar 3.18 Gambar Rangkaian Transmitter ... 51

Gambar 3.19 Gambar Rangkain Receiver ... 52

Gambar 3.20 Gambar Rangkain ESC ... 52

Gambar 4.1 Titik Uji dari setiap Channel ... 55

Gambar 4.2 Titik Pengukuran pada Receiver ... 56

Gambar 4.3 Perubahan keluaran tegangan analog Joystick ... 58

Gambar 4.4 Perubahan nilai Duty Cycle ... 60

Gambar 4.5 Sinyal Osiloskop PPM pada Nilai Speed Joystick 0% ... 61

Gambar 4.10 Ttotal pada Sinyal PPM ... 66

Gambar 4.11 Nilai Vout pada sinyal PPM ... 67

Gambar 4.12 Nilai Vout pada sinyal PWM ... 69

Gambar 4.13 Sinyal Osiloskop PWM pada Nilai speed Joystick 0% ... 70

(15)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Encoder 8 x 3 ... 16

Tabel 3.3 Spesifikasi Pesawat Tanpa Awak (UAV) ... 48

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran dari Potensiometer ... 57

Tabel 4.2 Data Pengukuran Duty Cycle pada sinyal PPM ... 60

Tabel 4.3 Perhitungan Vout ( Receiver) ... 66

Tabel 4.4 Perhitungan Nilai PWM ... 68

Tabel 4.5. Nilai Rpm dengan beban propeller ... 75

Tabel 4.6. Nilai Rpm tanpabeban propeller... 75

(16)

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A Surat Kesepakatan Bimbingan

LAMPIRAN B Lembar Konsultasi

LAMPIRAN C Surat Rekomendasi

LAMPIRAN D Lembar Revisi Skripsi

LAMPIRAN E Lembar Pelaksanaan Revisi Skripsi

LAMPIRAN F Data Sheet Keseluruhan