1.1Latar Belakang
Perkembangan sistem ilmu pengetahuan dan teknologi semakin pesat di abad ke-21 ini, khususnya dalam bidang penerbangan. Pada dekade terakhir dunia penerbangan mengalami perkembangan pesat dengan hadirnya kendaraan udara tak berawak atau yang sering disebut dengan Unmanned Aerial Vehicle (UAV). Penggunaan UAV ini bisa dikategorikan secara luas, terutama dalam bidang kemiliteran, pemantauan hutan, pemantauan bencana alam, pemantauan lokasi yang sulit dijangkau, atau pun pemantauan perbatasan wilayah.
Pesawat terbang tanpa awak atau UAV (Unmanned Aerial Vehicle) adalah pesawat udara yang tidak membutuhkan juru terbang (pilot) dan biasanya dikendalikan dengan menggunakan remote control oleh operator yang berada di darat. Salah satu jenis UAV yang sering dibahas dan diteliti saat ini adalah jenis
quadcopter, jenis UAV yang memilik empat motor untuk menggerakkan propeler/baling-baling.
Pada umumnya quadcopter dikendalikan dengan menggunakan gelombang radio transmitter dari jarak jauh sehingga masih sering mengalami
kesalahan terutama dalam pengiriman perintah. Hal ini terjadi karena frekuensi yang dibutuhkan belum tepat dan bangunan yang dapat menghalangi gelombang radio. Mekanisme landing juga sering terjadi kesalahan, karena mekanisme
landing merupakan salah satu mekanisme paling kritis dalam pengendalian quadcopter yang membutuhkan keakuratan kecepatan dengan menjaga keseimbangan.
Dalam perancangan sistem pemantau udara (Quadcopter) pada riset ini, ada beberapa peralatan sistem kendali utama yaitu :
1. Sensor accelerometer
2. RC (Remote Control)
Mengatur dalam melakukan pengiriman perintah/data yang dibantu
dengan TX dan RX dalam frekuensi tertentu. 3. CCTV Wireless
Penangkap citra yang digunakan dalam riset ini.
Dibandingkan dengan helicopter dan pesawat terbang sayap tetap,
quadcopter yang dirancang pada riset ini memiliki kelebihan- kelebihan antara lain sebagai berikut :
1. Quadcopter memiliki 4 baling-baling yang membuat perancangan tidak rumit dan desain bentuk yang sederhana.
2. Biaya yang digunakan tidak terlalu besar karena bentuk yang sederhana dengan membentuk pola 4 sudut (persegi).
3. Dengan memiliki ukuran baling-baling yang kecil membuat perawatan tidak sulit dan dapat lebih terhindar dari kerusakan baling-baling saat mengalami kecelakaan/benturan terhadap benda lain.
4. Daya motor yang digunakan lebih kecil dibandingkan helicopter dengan satu baling-baling, karena quadcopter memiliki 4 baling-baling yang terdistribusi.
5. Dengan bentuk yang lebih kecil, quadcopter dapat bergerak lebih lincah, dapat bergerak ke segala arah, fleksibel, dan melakukan lepas landas dan pendaratan secara vertikal yang tidak dapat dilakukan oleh helicopter
lainnya. Untuk itu pesawat harus dapat melakukan vertical take off and landing (VTOL).
6. Quadcopter dilengkapi dengan CCTV wireless yang dapat menangkap citra yang memudahkan untuk memantau lokasi.
Namun, riset tentang UAV belum pernah dikembangkan di FTEK UKSW. Dengan skripsi ini penulis ingin memulai riset tentang UAV dengan merancang
dan merealisasikan sebuah pesawat terbang tanpa awak yang dapat bergerak secara mandiri (autonomous). Dengan adanya riset ini, diharapkan dapat dirancang suatu sistem pemantau objek melalui udara yang optimal. Sehingga aplikasi sistem tersebut bukan hanya pada bidang militer saja tetapi juga untuk bidang-bidang lain (Chalidia, 2013).
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimana merancang mekanisme yang dapat mengangkat beban ke udara.
2. Bagaimana merancang sistem kontrol untuk mengendalikan objek terbang.
3. Bagaimana merancang sistem untuk memantau objek melalui udara.
1.3 Batasan Masalah
Untuk membatasi masalah yang akan dibahas dalam penelitian ini, maka diberikan batasan masalah sebagai berikut :
1. Rancangan menggunakan 4 buah motor dan propeler baling-baling. 2. Rangkaian menggunakan mikrokontroller ATmega 328 sebagai
pengendali.
3. Jarak pantau dan kendali maksimum 100 meter.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini adalah: 1. Untuk mendesain sistem pemantau udara.
2. Untuk mengetahui pengaruhkemiringan terhadap keseimbangan
quadcopter.
3. Untuk mengetahui pengaruh Revolution Per Minute (RPM) terhadap terangkatnya quadcopter ke udara.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dilakukannya penelitian ini adalah :
1. Dapat merancang sistem pemantau udara dengan desain yang terbaru yang sistem kinerjanya optimal.
2. Dapat mengetahui aplikasi sistem pemantau udara dalam berbagai bidang secara luas.
1.6Tempat Penelitian
Penelitian untuk tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
1.7Sistematika Penulisan
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan
untuk proses pengambilan data, analisa data, serta pembahasan dari penelitian yang dilakukan.
Bab 3 Metodologi Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram penelitian( prosedur penelitian), dan karakterisasi cuplikan yang dilakukan.
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.
Bab 5 Kesimpulan
