Pengembangan Sistem Navigasi Otomatis pada UAV (Unmanned Aerial Vehicle) dengan GPS(Global Positioning System) Waypoint

摘要

UAV adalah salah satu wahana tanpa awak di udara yang mana dapat terbang tanpa pilot, menggunakan gaya aerodinamik untuk menghasilkan gaya angkat (lift), dapat terbang secara autonomous atau dioperasikan dengan radio kontrol. UAV digunakan untuk berbagai keperluan baik di lingkup militer maupun sipil. Pada tugas akhir ini dirancang dan direalisasikan pengembangan sistem navigasi otomatis pada UAV dengan GPS waypoint. Sistem ini menggunakan kontrol manual dan autopilot. Pada mode manual, pengguna secara manual mengendalikan pergerakan pesawat melalui radio kontroler sedangkan pada mode autopilot pesawat dikendalikan oleh mikrokontroler Arduino Mega 2560 yang mengolah data-data sensor IMU (Inertial Measurement Unit) yang didalamnya terdapat gyroscope dan accelerometer, GPS dan barometric altimeter sehingga dapat terbang secara otomatis dengan sesuai waypoint GPS yang dimasukkan. Mikrokontroler menerima dan menolah data dari sensor dan menghasilkan keluaran untuk menggerakkan servo aktuator. Pengolahan data dari sensor menggunakan kontrol PID (Proportional Integral Derivative). Pesawat akan terkoneksi dengan ground station melalui perangkat telemetri untuk mengirimkan data penerbangan ke darat. Sistem navigasi ini diharapkan dapat secara tepat mengarahkan pesawat menuju satu titik atau lebih dengan toleransi kesalahan ≤ 30 meter pada ketinggian 30-100 meter. Selain itu pesawat diharapkan dapat terbang dengan radius ± 2 km dari ground station. Hasil dari pengujian dapat dilaksanakan kontrol manual dan otomatis pada UAV melalui 5 channel (aileron, elevator, throttle, rudder dan saklar). Distorsi pada kontrol manual diminimalisir dengan memperbesar faktor pembagi sinyal PWM sebesar 50μs-100μs. Kontrol otomatis dapat menstabilkan sikap pesawat di udara (sudut roll 45° dan sudut pitch 30°) Setting Kp 1,2 dan Ki 0,01, setting Kp navigasi GPS 0,2 Ki 0,01 dan Kd 4 dengan sudut roll maksimal 15°.