BAB V. HASIL YANG DICAPAI
5.3. Momen Inersia Body dan Rotasional Quadcopter
Gambar 5.3. Komponen struktur silang
Dara hasil pengukuran komponen struktur silang:
Parameter Deskripsi Nilai Satuan
ms Massa setengah struktur silang 598.10-3 Kg Ws Lebar sisi penampang struktur silang 16,30.10-3 m Hs Tinggi sisi penampang struktur silang 16,30.10-3 m Ls Panjang silinder struktur silang 630.103 m
Model struktur silang dibentuk dari dua buah silinder tipis (berpenanpang tipis) padat yang disatukan di bagian tengahnya dan membentuk formasi silang. Momen
Isx= ms( ²+ ²)
Isx= 598.10-3( , . ²+ , . ²) Isx= 26,480.10-6(Nms²)
Isy= ms( ²+ ²)
Isy= 598.10-3( . ²+ , . ²) Isy= 19,792.10-3(Nms²)
Isz= ms( ²+ ²)
Isz= 598.10-3( . ²+ , . ²)
= 19,792.10-3(Nms²)
5.3.2. Momen Inersia body dari komponen motor
Gambar 5.4. Model komponen motor
Data hasil pengukuran komponen motor:
Parameter Deskripsi Nilai Satuan
mM Massa motor 64.10-3 Kg
RM Radius penampang motor 111,75.10-3 m
Model komponen motor berbentuk silinder padat, momen inersia motor IMx1(Nms2) terhadap sumbu x, y, dan z :
IMx1= mM( + + ²)
IMx1= 64.10-3 , . + , . + (20,25.10 )²
= 609,542.10-6 (Nms²)
IMy1= mM( + + ² + ²)
IMy1= 64.103 , . + , . + (330,50.10 )² + (20,25.10 )²
= 21,763.10-3 (Nms²)
IMz1= mM( + ²)
= 64.10-3 , . + (20,25.10 )²
= 28,453 (Nms²)
Keempat motor mempunyai bentuk simetri sehingga : IMx2 =IMx3 =IMx4 =IMx1= 609,542.10-6 (Nms²)
IMy2 =IMy3 =IMy4 =IMy1= 21,763.10-3 (Nms²) searah sumbu x
DZM Jarak dari pusat motor ke pusat pesawat searah sumbu z
20,25.10-3 m
5.3.3. Momen Inersia body dari komponen propeller
Gambar 5.5. Model komponen propeller Data hasil pengukuran komponen propeller:
Parameter Deskripsi Nilai Satuan
MP Massa propeller 12.10-3 Kg
RP Radius propeller 127.10-3 m
HP Tinggi propeller 10.10-3 m
DXP Jarak dari pusat propeller ke pusat pesawat searah sumbu x
330,50.10-3 m DZP Jarak dari pusat propeller ke pusat
pesawat searah sumbu z
32,25.10-3 m
Momen inersia propeller 1 yaitu : IP1(Nms2) terhadap sumbu x, y, dan z :
IPx1= mP( + + ²)
= 12.10-3 . + , . + (32,25.10 )²
= 153,969.10-6 (Nms²)
IPy1= mP( + + ²+ ²)
= 12.10-3 . + , . + (330,50.10 )²+ (32,25.10 )²
IPz1= mP( + ²)
= 12.10-3 . + (330,50.10 )²
= 1,359.10-3 (Nms²)
Keempat propeller mempunyai bentuk simetri sehingga : IPx2 =IPx3 =IPx4 =IPx1= 153,969.10-6 (Nms²)
IPy2 =IPy3 =IPy4 =IPy1= 1,465.10-3 (Nms²) IPz2 =IPz3 =IPz4 =IPz1= 1,359.10-3 (Nms²)
5.3.4. Momen Inersia body dari komponen kotak elektronik
Gambar 5.6. Model komponen kotak elektronik Data hasil pengukuran komponen kotak elektronik:
Parameter Deskripsi Nilai Satuan
m
BE Massa kotak elektronik 397,20.10-3 KgWBE Lebar kotak elektronik 101,70.10-3 m
HBE Tinggi kotak elektronik 2,50.10-3 m
LBE Panjang kotak elektronik 101,70.10-3 m
Momen inersia propeller 1 yaitu : IBE(Nms2) terhadap sumbu x, y, dan z :
IBEx= mBE( + + ²)
= 397,20.10-3 , . + , . + (15,50.10 )²
= 9,885.10-3 (Nms²)
IBEy= mBE( + + ²)
= 397,20.10-3 , . + , . + (15,50.10 )²
= 9,885.10-3 (Nms²)
IBEz = mBE( + )
= 397,20.10-3 , . + , .
= 684,700.10-6 (Nms²)
5.3.5. Momen Inersia rotasional terhadap sumbu propeller
Gambar 5.7. Model komponen propeller dan motor yang disederhanakan
Data hasil pengukuran komponen propeller dan motor:
Parameter Deskripsi Nilai Satuan
m
P Massa propeller 12.10-3 KgLP Panjang propeller 101,70.10-3 m
WP Lebar bilah propeller 2,50.10-3 m
m
RM Massa rotor motor 101,70.10-3 mRRM Radius rotor motor 15,50.103 m
Momen inersia rotasional JTP (Nms2 ) merupakan momen inersia yang dibutuhkan oleh komponen yang berputar yaitu propeller dan rotor motor terhadap sumbu propeller. momen ini akan menghasilkan torsi giroskopik yang akan mempengaruhi percepatan pesawat.
Untuk perhitungan momen inersia rotasional, propeller dimodelkan sebagai balok tipis, Momen inersia rotasional propeller terhadap sumbu propeller,
JP= ( ² + ²)
= .12.10-3.((254. 10 )² + (27,15. 10 )²)
= 391,47.10-6 (Nms²)
Momen inersia rotasional propeller terhadap sumbu propeller, JM= (mRM. RRm2)
= (30. 10 ). (8. 10 )²
= 0,96.10-6 (Nms²)
Momen inersia rotor motor dan propeller terhadap sumbu propeller:
JTP= JM+ JP
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan
Dari hasil pengujian awal dalam penelitian ini maka kesimpulan yang bisa ditarik adalah :
a. Desain rancangan dibuat dengan menggunakan software drawing dan simulasi SolidWork, desain yang dibuat dapat digunakan untuk analisa lebih lanjut terkait fenomena yang terjadi pada quadcopter apabila diberi atau dikenakan gaya.
b. Uji terbang telah dilakukan untuk mengetahui kondisi quadcopter yang dikendalikan secara manual dengan menggunakan remote control. Waktu terbang quadcopter bervariasi tergantung RPM, beban, dan kapasitas baterai yang digunakan.
c. Perhitungan momen inersia body dan rotasional diperoleh:
1. Momen Inersia body dari struktur silang:
Isx
=
26,480.10-6(Nms²) Isy=
19,792.10-3(Nms²) Isz=
19,792.10-3(Nms²)2. Momen Inersia body dari komponen motor:
IMx2 =IMx3 =IMx4 =IMx1= 609,542.10-6 (Nms²) IMy2 =IMy3 =IMy4 =IMy1= 21,763.10-3 (Nms²) IMz2 =IMz3 =IMz4 =IMz1= 28,453 (Nms²)
3. Momen Inersia body dari komponen propeller:
IPx2 =IPx3 =IPx4 =IPx1= 153,969.10-6 (Nms²) IPy2 =IPy3 =IPy4 =IPy1= 1,465.10-3 (Nms²) IPz2 =IPz3 =IPz4 =IPz1= 1,359.10-3 (Nms²)
IBEx= 9,885.10-3 (Nms²) IBEy= 9,885.10-3 (Nms²) IBEz= 684,700.10-6 (Nms²)
5. Momen Inersia rotasional terhadap sumbu propeller JP= 391,47.10-6 (Nms²)
JM = 0,96.10-6 (Nms²) JTP= 392,43.10-6
6.2. Saran
Sehubungan dengan penelitian yang telah dilakukan terhadap beberapa saran yang dapat diberikan pada masa yang akan datang, saran-saran tersebut diantaranya :
a. Harus tersedia stok propeller yang lebih banyak, mengingat propeller sangat mudah pecah atau rusak saat terkena benturan.
b. Gunakan propeller yang sesuai agar ESC tidak cepat panas.
c. Uji terbang dilakukan di area terbuka agar konneksi bisa lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
[[1] BNPB. (2015). Evaluasi bencana asap Diakses 20 Januari 2016. Available from:
http://www.bnpb.go.id/berita/2728/evaluasi-bencana-asap-tahun-1997-lebih-parah- dari-2015
[2] BBC . (2015). Asap kebakaran hutan sampai Jakarta. Diakses 20 Januari 2016.
Available from: http://www.bbc.com/indonesia/berita_indonesia/
2015/10/151024_indonesia_jakarta_kabutasap
[3] Luukonen, T., (2011). Modeling and Control of Quadcopter, Aalto University, Espoo.
[4] Pradel ,G., Benzemrane,K., Damm,G.,dan Azouz,N.,(2007)."Modelling and development of a quadrotor UAV", Université d'Evry Val d'Essonne, France.
[5] Saputra A. (2013). Rancang Bangun Quadcopter untuk Pemantauan Kadar Karbon Monoksida di Udara, Indonesian Journal of Electronics and Instrumentation SystemsIJEIS, Vol.3, No.1, April 2013, pp. 11~22
[6] Anonim. (2004). Quadcopter. Diakses 23 Januari 2016. Available from: http://zona elektro.net/ quadcopter/
[7] Bresciani, Tommaso. (2008). Modelling, Identification and Control of a Quadrotor Helicopter. Departement of Automatic Control Lund University.
[8] Ogata, K. dan Lesono, E. (1993). Teknik control Automatik (terjemahan). Jilid 1, Erlangga, Jakarta.
[9] Parth N. Patel, Malav A. Patel, Rahul M. Faldu, and Yash R. Dave. (2013).
Quadcopter for Agricultural Surveillance. Advance in Electronic and Electric Engineering. ISSN 2231-1297, Volume 3, Number 4 (2013), pp. 427-432
[10]Pitoworno Endra. (2006). “Robotika: Desain, Kontrol, dan Kecerdasan Buatan”.
Yogyakarta: C.V ANDI OFFSET (Penerbit ANDI)
[11] Padmaraja Yedamale, Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals, Microchip Technology Inc, 2003
[12] Wikipedia (2014). Baling-baling.Diakses 25 Januari 2016. Available from: http://id.wikipedia.org/wiki/Baling-baling
[13] Troybuiltmodels (2012). 4 blade propeller. Diakses pada tanggal 9 Juni 2014.
Available from: http://www.troybuiltmodels.com/ns/images/items/biela/
biela_4blade.jpg.
[15] Habibi A, Ghani. (2013). Perancangan Dan Analisis Otomasi Sistem Kendali Quadcopter Melalui Koordinat Dengan Global Positioning System Tracker.
Bandung. Institut Teknologi Telkom.
[16] Hobbyking (2002). KK2.1.5 Multi-rotor LCD Flight Control Board With 6050MPU And Atmel 644PA.Diakses 25 Januari 2016. Available from:http://www.
hobbyking.com/hobbyking/store/
[17] Robotronix (2002). Li-po Battery 11.1v 3500mAh 30c.Diakses 25 Januari 2016.
Available from:http://www.robotronix.co.id/li-po-battery-11-1v-3500mah- 30c.html?search=baterai
[18] Yulistiyanto, Andry. 2013. Pembuatan Quadcopter Sebagai Pemantau Area yang Dikendalikan Jarak Jauh dan Diakses Melalui Web. Semarang.
Lampiran 1
BAHAN
No Gambar Keterangan
1 RC Turnigy 9 x 9 CH
2
3500 mAh Li-Po Bateray
3 TB6B Balancer + Adapter
4 Motor Brushless
5 Maytech ESC 30 A
6 Genfan Propeller
7 Frame with M-C Landing
8 APM 2.6 + GPS +
Compass + Telemetry
LAMPIRAN 2 Logbook kegiatan
NO TANGGAL KEGIATAN URAIAN
1 29 Februari 2016
Penyusunan proposal penelitian internal Poltekba skim dana DIPA
Penyusunan proposal terkait kebutuhan penelitian, beberapa data terkait dijadikan dasar dalam penyusunan proposal penelitian internal Poltekba skim dana DIPA.
1 18 April 2016 Pencairan dana penelitian Pada tahapan awal penelitian, pencairan dana penelitian diberikan sebesar 70% dari total anggaran yang telah ditetapkan
1 9-26 Mei 2016 Mendesain rancangan model quadcopter
Sebelum merakit dan membuat quadcopter, harus dilakukan desain rancangan yang akan dijadikan standart acuan.
3 27 Juni 2016 Pembelian konponen tahap 1 Dilakukan pembelian beberapa komponen mekanik (Komponenutama), Komponen yang diadakan pada tahap ini diantaranya frame, motor brushless, ESC, dan propeller serta remote control, bateray, dan adapter.
4 27 Juni 2016 Pembeliankomponentahap 1 Dilakukan pembelian beberapa komponen mekanik (Komponen utama), Komponen yang diadakan pada tahap ini diantaranya frame, motor brushless, ESC, dan propeller serta remote control, bateray, dan adapter.
5 29Juni 2016 Perakitan komponen mekanikal Komponen yang telahdibeli, disiapkan dan dirakit sesuai dengan desain rancangan yang telah dibuat sebelumnya.
6 30Juni 2016 Pembeliankomponentahap 2 Dilakukanpembelianbeberapakomponenelektronik,
Komponen yang diadakanpadatahapinidiantaranya APM, GPS+Compas, XT60 Connector, Ublox NED 6M/7M, Foldable stand GPS, dan minim OSD.
7 2 Juli 2016 Perakitankomponenelectrical Komponen yang telahdibeli,
disiapkandandirakitsesuaidengandesainrancangan yang telahdibuatsebelumnya.
8 4 Juli 2016 Pengecekansebelumujiterbang Melakukansingkronisasisecaramenyeluruhterhadapsemuak
omponen yang telahdirakit,
baikkomponenmekanikalmaupunkomponen electrical.
9 6 Juli 2016 Ujiterbangquadcopter Quadcopter yang telah dirakit kemudian diuji coba untuk memastikan sistem bekerja dan berjalan dengan baik.
7 08-24Agustus 2016
Penyusunanlaporankemajuan Tim menyusun laporan kemajuan penelitian pertama yang telah dilaksanakan. Laporan akhir akan dibuat setelah pelaksanaan kegiatan kedua dilaksanakan.
LOG BOOK KEUANGAN
1. Program Penelitian : Penelitian dosen pemula skema dana Dipa
2. Nama Peneliti : Randis, S.T., M.T.
3. NIP/ NIDN : 198610242015041001
4. Judul Penelitian : Rancang BagunQuadcopterSebagai Alat Pemantau Titik Koordinat Api Dengan Menggunakan Gps Sebagai Upaya Penanggulangan Kebakaran Hutan.
5. Anggota :
Anggota 1 : Patria Rahmawaty, S. Psi., MMPd.
Anggota 2 : -
Anggota 3 : -
6. Sumber Dana : skim dana Dipa
PUSAT PENELITIAN DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT POLITEKNIK NEGERI BALIKPAPAN
TAHUN 2016
Rincian Belanja
No Jenis Penggunaan Harga Satuan (Rp)
Volume Jumlah (Rp)
Keterangan (No Nota)
1 Pembelian Frame with
M-C Landing 700.000 1 Buah 700.000 1521
2 Pembelian Motor
Brushless 250.000 4 Buah 1.000.000 1521
3 Pembelian Mytech ESC
30A 200.000 4 Buah 800.000 1521
4 Pembelian Mytech ESC
30A 200.000 4 Buah 800.000 1521
5 Pembelian remote
control 9 channel 700.000 1 Buah 700.000 1522
6 Pembelian Bateray li-po 300.000 1 Buah 300.000 1522
7 Pembelian Balancer +
Adapter 300.000 1 Buah 300.000 1522
8 Pembelian APM 2.6
Side Entri 400.000 1 Buah 300.000 1564
Balikpapan, 24 Agustus 2016
Ketua Peneliti
Randis, S.T., M.T.
NIP.198610242015041001 9 Pembelian XT60 Connector 200.000 1 Buah 200.000 1564
10 Pembelian Ublox NED
6M/7M 300.000 1 Buah 300.000 1564
11 Pembelian GPS + Compass 400.000 1 Buah 400.000 1564
12 Pembelian Foldable stand
GPS 200.000 1 Buah 200.000 1564
13 Pembelian Minim OSD
V.1.1 100.000 1 Buah 100.000 1564
14 Pembelian mur, baut, kabel
ties, double side tape 30.000 1 Buah 30.000 1564
15 Pembelian kertas A4 50.000 1 Rim 50.000 -
16 Pembelian Ball point, dan
ATK 30.000 1 Paket 30.000 -
17 Jilid 10.000 2 Paket 20.000 -
18 Akomodasi Balikpapan-
Makassar 400.000 1 Paket 400.000 GA632
19 Akomodasi Makassar -
Makassar 400.000 1 Paket 400.000 QJKVKM