Implementasi Sistem Kendali Quadrotor Menggunakan Isyarat Pergerakan Tangan Berbasis PID Ziegler Nichols

NUR ACHMAD SULISTYO PUTRO, Andi Dharmawan, S.Si., M.Cs

2014 | Skripsi | ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

Quadrotor merupakan pesawat tanpa awak yang pada umumnya dikendalikan menggunakan remote control. Sayangnya, tidak semua remote control mudah untuk digunakan, terlebih lagi untuk orang dengan kemampuan piloting yang masih kurang. Untuk itu dibuatlah penelitian yang bertujuan untuk merancang purwarupa sistem kendali quadrotor menggunakan pergerakan tangan, sebagai alternatif pengganti remote control konvensional yang lebih sederhana. Sistem yang dibangun terdiri dari 2 bagian, yaitu quadrotor dan handheld. Kedua sistem dapat berkomunikasi secara nirkabel menggunakan modul Xbee. Sistem handheld akan membaca sudut orientasi tangan dengan memanfaatkan bacaan dari sensor IMU untuk kemudian dikonversi menjadi perintah sebagai penentu arah gerak dari quadrotor. Quadrotor membutuhkan sistem kendali agar respon terbangnya menjadi lebih optimal. Pada penelitian ini digunakan sistem kendali dengan metode PID. Konstanta PID diperoleh menggunakan metode Ziegler-Nichols dengan metode osilasi, yaitu Kp = 0.42, Ki = 0,42 dan Kd = 0.11, untuk sudut pitch : Kp = 0.46, Ki = 0,51 dan Kd = 0.10 dan untuk sudut yaw : Kp = 3.30, Ki = 2,64 dan Kd = 1.03. Rata-rata waktu respons kendali quadrotor terhadap perintah handheld untuk sudut roll adalah 0.33, untuk sudut pitch sebesar 0.39 detik dan untuk sudut yaw sebesar 0.92 detik.

Quadrotor is an unmanned aerial vehicle which is generally controlled by remote control. Unfortunately, not all of the remote control are easy to use, especially for people who have lacking abilities in piloting. This study aims to design a prototype system to control Quadrotor using hand movements, as an alternative to the conventional remote control that more simple. This system is consists of 2 parts, quadrotor and handheld. Both systems can communicate wirelessly using XBee module. Handheld system will read the orientation angle of the hand by IMU sensor and it will be converted into a command to determine the direction motion of the Quadrotor. Quadrotor needs a control system that can make its respond runs optimally. In this study the method of control system that used is PID controller. PID gain obtained using Ziegler-Nichols oscillation method, the value for roll angle: Kp = 0.42, Ki = 0.42 and Kd = 0.11, for pitch angle: Kp = 0.46, Ki = 0.51 and Kd = 0.10 and for yaw angle: Kp = 3.30, Ki = 2.64 and Kd = 1.03. The average response time of quadrotor control system by the handhelds commands for roll angle is 0.33 seconds, for pitch angle is 0.39, and for yaw angle is 0.92 seconds.

Kata Kunci : quadrotor, handheld, PID