Pengembangan Penstabilan Quadcopter Berbasis Domain Rule Proportional-Integral-Derivative (PID) Controller

Abstract

Quadcopter merupakan pesawat tanpa awak yang menggunakan empat buah rotor untuk melakukan manufer di udara. Manufer yang dapat dilakukan dipengaruhi oleh Revolution per Minutes (RPM) pada msing-masing rotor. Quadcopter dapat melakukan manufer pada berbagai situasi dan lingkungan yang extrim. Kemampuan ini digunakan untuk mengamati dan mengambil data pada lingkungan terbangnya. Kestabilan quadcopter menjadi faktor penting dalam proses pengamatan dan pengambilan data. Kestabilan quadcopter tergantung dari manusia yang mengendalikanya melalui remote control. Sensor digunakan membaca kondisi quadcopter untuk membantu manusia dalam mengendalikanya. Expert system digunakan untuk membantu manusia mengambil keputusan. Proportional Integral and Derrivate (PID) controller digunakan untuk membantu quadcopter mengtur RPM rotor berdasarkan pembacaan sensor. Penelitian ini bertujuan untuk menggabungkan Expert system dan PID controller untuk menstabilkan posisi quadcopter. Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas analisis kebutuhan, analisis sensitivitas dan kalibrasi sensor, desain, integrasi, uji coba serta optimasi. Analisis kebutuhan mencakup komponen yang digunakan untuk membuat quadcopter. Analisis sensitivitas dan kalibrasi sensor bertujuan untuk mengetahui tingkat sensitivitas serta rentan pembacaan dari sensor yang digunakan. Desain mekanik mencakup rotor serta dimensi dari quadcopter yang dibangun. Desain kelistrikan mencakup analog to digital converter dan penggunaan pulse width modulation (PWM) pada electronic speed controller (ESC). Desain perangkat lunak merupakan inti dari penelitian ini. Desain perangkat lunak yaitu untuk menerapkan Expert PID control system pada quadcopter yang dibangun. Ujicoba yang dilakukan terbagi menjadi ujicoba fungsional dan ujicoba keseluruhan. Ujicoba fungsional bertujuan untuk menguji perangkat lunak yang telah diintegrasikan dengan desain kelistrikan. Ujicoba keseluruhan merupakan gabungan dari desain listrik mekanik dan perangkat lunak. Ujicoba keseluruhan menggunakan konstanta PID dan melihat performa dari konstanta yang digunakan. Optimasi merupakan tahapan penyesuaian konstanta yang digunakan dengan performa yang paling optimal. Penelitian ini mengembangkan autonomous quadcopter berbasis expert PID control system yang dapat menggantikan fungsi manusia untuk mengendalikan kestabilan quadcopter. Model expert system yang dibangun dapat mengeksekusi 18 rule yang mewakili domain error dari quadcopter. Quadcopter dapat melakukan manuver roll dan pitch berdasarkan posisi error saat itu. Getaran rata-rata pada rangka quadcopter yang tercatat sebesar 110. Getaran ini membuat posisi stabil quadcopter sulit dipertahankan.