SISTEM KENDALI GIMBAL 2-SUMBU SEBAGAI TEMPAT KAMERA PADA QUADROTOR MENGGUNAKAN PID FUZZY

M. SAIFUL HARIS, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs.; Catur Atmaji, S.Si., M.Cs.

2017 | Skripsi | S1 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Sistem kendali pada camera gimbal pada penelitian ini berfungsi untuk mengatasi perubahan sudut kemiringan yang terjadi akibat manuver pada quadrotor. Salah satu sistem kendali yang dapat digunakan adalah sistem kendali PID. Namun, kendali PID dengan metode classical tuning memiliki kelemahan, salah satunya nilai konstanta Kp, Ki, dan Kd tidak dapat secara mandiri menyesuaikan dengan lingkungannya. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu kendali yang dapat secara mandiri menala konstanta PID yang menyesuaikan dengan lingkungannya. Salah satu kendali yang dapat menangani masalah tersebut adalah dengan kendali PID fuzzy. Camera gimbal yang digunakan pada penelitian ini memiliki rancangan mekanik dengan dua buah joint (pitch dan roll) dan motor BLDC sebagai aktuatornya. Sistem kendali untuk camera gimbal pada penelitian ini berbasis Arduino Due. Sistem mendapat data sudut dari sensor IMU GY-521. Perubahan sudut yang terjadi pada sumbu pitch dan roll menjadi umpan balik sistem. Kemudian, logika fuzzy akan menala konstanta PID berdasarkan umpan balik tersebut, sehingga menghasilkan rotasi gerak camera gimbal yang berkebalikan dengan arah rotasi quadrotor. Hasil pengujian sistem pada camera gimbal 2-sumbu menunjukkan metode kendali PID fuzzy menghasilkan respon yang lebih baik dalam beberapa parameter dibandingkan dengan metode kendali PID yaitu, risetime, overshoot, dan settlingtime. Rentang nilai masukan error sebesar [-30 30] dalam satuan derajat dan delta error sebesar [-10 10] dalam satuan derajat pada sumbu pitch dan roll. Rentang nilai keluaran untuk sumbu pitch yaitu, Kp sebesar [40,2 46,2], Ki sebesar [10,7 20,7], dan Kd sebesar [0,05 0,15]. Rentang nilai keluaran untuk sumbu roll yaitu, Kp sebesar [6,4 16,4], Ki sebesar [17,3 27,3], dan Kd sebesar [0,08 0,16]. Diperoleh kecepatan respon pada sumbu pitch sebesar 0,12 detik dan pada sumbu roll sebesar 1,07 detik.

The function of camera gimbal control system that use in this research is to serves with the angle changes that occur due quadrotor maneuver. The control system that can be used is a PID control system. However, PID control with tuning classical method has weakness, which is the variable of Kp, Ki, and Kd can not independently adjust to the environment. Therefore, we need a control that can independently tune PID variable that adapts to its environment. The control that can handle the problem is with the fuzzy PID control. Gimbal camera used in this study has a mechanical design with two joint (pitch and roll) and the BLDC motor as actuator. Camera gimbal control system for this research based Arduino Due. The system gets the angle data from the IMU sensor GY-521. The changes that occur in the axis angle of pitch and roll will be a feedback system. Then, fuzzy logic will tune the PID variable based on that feedback, so that will generate motion camera gimbal rotation opposite the direction of rotation quarotor. Results of testing the system on a 2-axis gimbal camera shows the fuzzy PID control method generates a better response in some parameters compared with PID control method wich is, risetime, overshoot, and settlingtime. Error input value range of [-30 30] in degrees and delta error of [-10 10] in degrees on the pitch and roll axes. The range of the output value for the pitch axis is, Kp at [40.2 46.2], Ki at [10.7 20.7], and Kd of [0.05 to 0.15]. The range of the output value for the roll axis is, Kp at [6.4 16.4], Ki at [17.3 to 27.3], and Kd at [0.08 0.16]. Speed response speed of pitch axis is 0.12 second and the roll axis is 1.07 seconds.

Kata Kunci : BLDC, pitch, roll