rancang bangun prototipe kapal tanpa awak menggunakan
TRANSCRIPT
Rancang Bangun Prototipe Kapal Tanpa
Awak Menggunakan Mikrokontroler
Yoga Uta Nugraha 2210 039 025
Ainul Khakim 2210 039 026
Jurusan D3 Teknik Elektro
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
Dosen Pembimbing:
Suwito, ST., MT.
Latar Belakang
• Berdasarkan data KKP (Kementerian Kelautan dan Perikanan), jumlah kapalpengawas perikanan hanya sebanyak 25 kapal sedangkan kebutuhan idealnyaadalah sebanyak 80 unit kapal pengawas.
• Dana yang dikeluarkan untuk biaya operasional BBM dan awak kapal selama24 kali berlayar dalam satu tahun adalah Rp 1,7 milyar.
• Berdasarkan database dari Komisi Nasional Keselamatan Transportasi
(KNKT) menyebutkan bahwa 41% kecelakaan kapal disebabkan karena
faktor human error dari awak kapal.
Permasalahan
• Banyaknya faktor kesalahan manusia dalam mengendalikan di atas kapal.
• Resiko kecelakaan dan biaya yang tinggi terhadap awak kapal.
• Diperlukan solusi untuk kontrol jarak jauh kapal tanpa awak sehingga dapat
mengurangi resiko kecelakaan dan biaya awak kapal.
Relevansi
Hasil yang diperoleh dari Tugas Akhir ini diharapkan dapat memberi manfaat,
yakni menjadi referensi sistem kendali jarak jauh kapal tanpa awak yang dapat
dikendalikan secara manual serta sistem monitoring pengawasan wilayah
perairan
Batasan Masalah
• Kontroler yang digunakan akan diprogram pada mikrokontroler AT-Mega
16 dengan Xtal 12 MHz.
• Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroler adalah bahasa
C pada CodeVisionAVR.
• Software user interface pada PC menggunakan Delphi 7 Second Edition.
• Perancangan rangkaian keseluruhan meliputi: rangkaian minimum system,
LCD, driver motor, dan komunikasi wireless.
• Demo menggunakan prototipe kapal dengan 2 motor dan 1 PC. Gerak
yang dikendalikan adalah gerak maju serta manuver kanan dan kiri.
Metodologi
Uji minimum system
Uji wireless
Uji rudder
Uji kecepatan
Uji dengan rute
Uji rute bebas
Uji Coba danAnalisa
Flow chart
User interface
Perencanaan danPembuatan
Software
Minimum System
Komunikasiwireless
Driver motor
Prototipe kapal
Perencanaan danPembuatanHardware
Survey lapanganmengenai sistem
kendali kapal
Informasikomponen danelektrik kapal
Survey tempatuji coba kapal
Studi Pustaka danSurvey Data
Diagram Blok Fungsional
Mikrokontroler
LCD
Motor Rudder
DriverMotor
Motor Propeler
PC
Xbee-Pro Transmitter
Xbee-ProReceiver
Perencanaan Elektrik dan Prototipe Kapal
Flow Chart
User Interface
Data diterima
oleh receiver
Start
Inisialisasi
ComPort
Pilih ComPort
dan baud rate
Connect
Masukkan
input dari PC
Data dikirim oleh
transmitter
A
ya
tidak
A
Mikrokontroler
membaca data
yang masuk
Motor bergerak
End
Data diproses
Mikrokontroler
Data diterima PC
Mikrokontroler
mengirim data
feedback
Data ditampilkan
pada user interface
Perencanaan
User Interface
Uji Mikrokontroler + LCD
Active LowActive High
Uji Komunikasi Wireless
Transmitter Receiver
NoJarak
Data
Dikirim
Data
Diterima
Data
LepasPersen
(meter) (bytes) (bytes) (bytes) Kesalahan
1 1 1000 1000 0 0.00%
2 2 1000 1000 0 0.00%
: : : : : :
: : : : : :
: : : : : :
19 19 1000 1000 0 0.00%
20 20 1000 1000 0 0.00%
NoJarak
Data
Dikirim
Data
Diterima
Data
LepasPersen
(meter) (bytes) (bytes) (bytes) Kesalahan
1 5 1000 1000 0 0.00%
2 10 1000 1000 0 0.00%
3 15 1000 1000 0 0.00%
: : : : : :
: : : : : :
: : : : : :
15 75 1000 980 20 2.00%
16 80 1000 980 20 2.00%
17 85 1000 960 40 4.00%
18 90 1000 920 80 8.00%
19 95 1000 880 120 12.00%
20 100 1000 860 140 14.00%
Rata-rata persen kesalahan
0,00 % hingga jarak 20 meter
Data mulai lepas pada jarak 75 meter dan
rata-rata persen kesalahan 2,10 % hingga
jarak 100 meter
Uji User Interface
Tombol “W” ditekan Tombol “D” ditekan Tombol “A” ditekan
Uji Rudder SudutDuty Cycle
PWM Servo
Duty Cycle
PWM ServoPersen
Rudder Saat Awal Saat Pengujian Kesalahan
-30° 6,5 % 6,56 % 1.23%
0° 7,5 % 8,48 % 13.17%
+30° 8,5 % 10,4 % 22.64%
Sudut +30°
Untuk belok kanan
Sudut 0°
Untuk lurus
Sudut -30°
Untuk belok kiri
Uji Kecepatan
Percobaan ke-Waktu Kecepatan
(detik) (meter per detik)
1 7.5 0.667
2 7.2 0.694
3 8 0.625
4 6.7 0.746
5 7.4 0.676
6 7.7 0.649
7 6.9 0.725
8 7 0.714
9 7.1 0.704
10 7 0.714
Jarak =
5 Meter
Start
Finish
Kecepatan rata-rata = 0.691 m/s ≈ 0,7 m/s
Duty cycle
= 25,29 %
Uji Manuver dan Turning dengan Rute 8
Uji Manuver dan Turning dengan Rute 0
Uji Manuver dan Turning Rute Bebas
Kesimpulan
• Untuk pengujian wireless dengan jarak indoor 1 sampai 20 Meter berhasil
menerima data seluruhnya dengan baik. Untuk jarak oudoor 1 sampai 100 Meter
masih terdapat rata-rata error sebesar 4,2% terhitung mulai dari jarak 75 Meter.
• Penggunaan duty cycle PWM pada propeler sebesar 25,29 % dengan tegangan
sebesar 7,14 Volt. Pada jarak tempuh pengujian sejauh 5 Meter, kecepatan rata-rata
prototipe kapal sebesar 0,7 m/s.
• Penggunaan rudder dengan duty cycle PWM 6,56 % untuk posisi -30°, duty cycle
8,48 % untuk posisi 0°, dan duty cycle 10,4 % untuk posisi +30°.
• Sistem kendali dilakukan melalui keyboard dengan tombol “W” untuk manuver
maju, tombol “A” untuk turning ke kiri dan tombol “D” untuk turning ke kanan.
• Prototipe kapal tanpa awak dapat menempuh rute yang berbentuk angka 8 dan rute
yang berbentuk angka 0 dengan baik. Serta handal dalam pengendalian dengan rute
bebas.
Saran
• Penggunaan antena eksternal sebaiknya ditambahkan untuk memperbaiki
komunikasi wireless menggunakan XBee-Pro.
• Pemodelan dan pemahaman tentang software Delphi akan membantu
perancangan sistem kendali jarak jauh yang lebih baik dan interface yang
user friendly.
• Untuk pengembangan alat ini, dapat digunakan perangkat tambahan
berupa kompas dan GPS sebagai monitoring system prototipe kapal tanpa
awak.
Terima Kasih