57 BAB IV PENGUJIAN ALAT 4.1. Menyalakan Modul APM Gambar

BAB IV
PENGUJIAN ALAT
4.1. Menyalakan Modul APM
Gambar 4.1 Modul APM
Modul APM yang dipakai pada tugas akhir ini adalah modul Arduflyer versi
2.5, dengan merk RCTimer. Modul APM yang baru datang dalam keadaan sudah
diisi dengan boot loader dan siap untuk diisi dengan program aplikasi. Perbedaan
Modul APM versi 2.5 dibandingkan versi sebelumnya yaitu:
57
http://digilib.mercubuana.ac.id/
58
- Memungkinkan untuk menggunakan sensor magnetometer (kompas)
eksternal.
- Tidak memiliki kompas internal, hal ini memungkinkan kompas eksternal
untuk ditempatkan jauh dari sumber listrik dan motor untuk menghindari
gangguan magnetik.
- Modul APM memerlukan tambahan modul GPS + kompas untuk dapat
berfungsi secara otomatis.
Gambar 4.2 Casing Untuk Modul APM
Modul APM dengan merk 3DR datang lengkap dengan casing, sedangkan
untuk merk RCTimer casing dijual secara terpisah. Casing yang dipakai pada
tugas akhir ini adalah buatan RCTimer untuk pemakaian arah pin input dan pin
output ke arah samping. Casing tersebut dilengkapi dengan busa kecil yang
berfungsi untuk melindungi sensor barometric pressure pada modul APM dari
pengaruh angin, turbulensi dan cahaya matahari secara langsung.
Seperti halnya komputer, modul APM membutuhkan pasokan listrik dengan
tegangan yang bersih dan arus yang stabil dan mencukupi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
59
Pasokan listrik didapat dari modul power yang memasok tegangan sebesar
5.37V dengan besaran arus 2.25A. Modul power ini berfugsi untuk mengubah
tegangan dari batere Lipo dengan maksimum input 18 volt. Tegangan dari modul
power cukup untuk memasok listrik untuk modul APM, modul telemetry dan
modul receiver untuk remote control.
Gambar 4.3 Koneksi Modul APM Dengan Batere Lipo
Pada modul APM ada tiga terminal yang terhubung ke sirkuit positif. Masingmasing sisi dapat berfungsi untuk menerima daya ataupun menyediakan daya
untuk perangkat yang terhubung ke modul APM. Pin pada baris tengah terminal
pada 3 terminal (output, input, analog) berlabel "+". Ini berarti bahwa dasar semua
+ pin yang terhubung sehingga mereka mewakili jalur listrik positif. Jalur positif
pada terminal input dan analog terhubung. Jadi kita memiliki dua sirkuit positif
terpisah, satu pada terminal output dan lainnya pada terminal input / analog.
Kedua sirkuit positif tersebut dapat dihubungkan dengan menempatkan
jumper pada terminal JP1 pada modul APM. Jumper ini menghubungkan semua
http://digilib.mercubuana.ac.id/
60
jalur positif pada kedua sisi modul, sehingga daya dapat didistribusikan ke sensor
dan perangkat seperti modul telemetry, modul penerima RC dll.
Pada tugas ini jumper tidak dipasang pada terminal JP1, karena terminal
output akan menerima power dari modul ESC yaitu modul pengontrol kecepatan
motor servo.
Gambar 4.4 Jalur Tegangan Pada Modul APM
Tegangan positif mengalir ke kiri melalui jumper JP1 ke pin positif pada
terminal output. Tegangan positif juga mengalir ke kanan melalui dioda zener dan
sekering 500mA. Efek samping dari melewati dioda zener adalah kerugian .37V,
oleh karena itu tegangan input dari modul power memasok tegangan sebesar
5.37V sebagai kompensasi. Dari sini tegangan positif mengalir ke pin positif pada
terminal input dan terminal analog. Terminal input digunakan untuk memasok
daya ke modul penerima RC.
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Tegangan Pada Modul APM
http://digilib.mercubuana.ac.id/
61
Pada tahap setup modul APM tidak dihubungkan ke modul power dan batere
Lipo, akan tetapi modul power dihubungkan dengan laptop melalui port USB
dengan menggunakan kabel USB mikro seperti pada gambar bawah.
Gambar 4.5 Koneksi Modul APM Dengan Komputer
Setup pada modul APM dapat dilakukan tanpa harus penghubungkan modul
APM dengan batere. Power dari port USB pada komputer mencukupi kebutuhan
power yang diperlukan oleh modul APM dan modul receiver. Modul APM
mengkonsumsi arus yang kecil yaitu sekitar 200mA.
Pada saat modul APM mendapat power LED hijau menyala secara terusmenerus, sedangkan LED merah, kuning dan biru menyala secara bergantian,
LED untuk keterangan dari setiap LED dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.2 Status LED Pada Modul APM
http://digilib.mercubuana.ac.id/
62
4.2.
Pengujian Modul APM
Pada tugas ini setup modul APM dilakukan dengan memakai software
Mission Planner. Mission Planner merupakan software sebagai ground station
untuk melakukan setup dan juga kendali bagi modul APM. Mission Planner dan
modul telemetry USB digunakan untuk melihat data dan memberikan perintah
penerbangan.
4.2.1
Modul APM Dihubungkan Dengan Komputer
Selama proses setup modul APM dan komputer akan dihubungkan melalui
kabel USB tanpa menggunakan modul telemetry. Jenis kabel USB yang dipakai
adalah tipe micro seperti pada gambar 4.5 diatas. Kabel USB di hubungkan ke
port USB pada komputer dan ujung satunya ke port pada modul APM.
4.2.2
Modul RC Penerima Dihubungkan Dengan Modul APM
Gambar 4.6 Modul RC Penerima Terhubung Dengan Modul APM
Modul penerima RC yang digunakan adalah tipe PWM, modul penerima RC
dihubungkan ke modul APM melalui terminal input, dengan urutan channel 1
dihubungkan dengan pin signal 1, channel 2 dihubungkan dengan pin signal 2 dst.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
63
Sedangkan untuk power ke modul penerima RC dihubungkan ke pin + dan
pin – pada terminal input pada module APM. Seperti terlihat pada gambar 4.6.
4.2.3 Setup Modul APM Dengan Software Mission Planner
Setelah modul APM terhubung dengan komputer, kemudian software mision
planner dijalankan, dimana sebelumnya sudah terlebih dahulu
diinstal pada
komputer. Setting untuk port COM terdapat pada bagian atas kanan layar.
Pemilihan port COM dengan menggunakan tanda panah (pilihan port COM yang
ada sering tidak sesuai pada pemakaian pertama). Baud rate yang dipakai pada
saat setup adalah 115200.
Gambar 4.7 Pengaturan Port COM
Dengan menekan tombol connect pada bagian atas kanan software mission
planner terhubung dengan komputer melalui MAVLink. Pada saat modul APM
pertama kali digunakan, program memformat memori dataflash pada saat startup,
yang mana menyebabkan gangguan pada koneksi MAVLink dan terjadinya
gangguan koneksi dengan komputer. Hal ini diatasi dengan menunggu beberapa
saat kemudian dicoba lagi dengan menekan tombol connect.
Gambar 4.8 Tombol Koneksi
http://digilib.mercubuana.ac.id/
64
Setelah menunggu beberapa saat hasilnya menunjukkan modul APM telah
terhubung dengan komputer.
Gambar 4.9 Proses Koneksi Selesai
Dalam keadaan komputer terhubung dengan modul APM, dilakukan setup
dengan cara menekan tombol setup seperti pada gambar.
Gambar 4.10 Setup modul APM
Beberapa hal berikut dilakukan pada saat melakukan setup:
Melepaskan
kabel power yang berasal dari modul power (sebelumnya power modul terhubung
dengan batere LiPo). Sambungan kabel ke modul power diperlukan pada saat tes
yang memerlukan modul ESC yaitu untuk kalibrasi modul ESC (modul
pengendali motor), untuk tes arah putaran motor dan untuk tes kecepatan motor.
Dikarenakan motor dan propeler dapat berputar secara tidak terduga ketika
modul APM terhubung dengan komputer melalui USB. Maka untuk amannya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
65
kabel power dilepaskan dari modul power hal ini untuk menghindari kecelakaan
akibat putaran propeler.
4.2.4
Pengujian Sensor Kompas
Modul yang dipakai pada tugas ini adalah modul APM yang mana sudah
mempunyai sensor kompas internal. Pada awalnya pengujian memakai kompas
eksternal, akan tetapi seiring berjalannya pengetesan kompas eksternal mengalami
kerusakan, sehingga akhirnya digunakan sensor kompas internal. Pada saat
memakai kompas eksternal, kompas internal sudah di nonaktifkan terlebih dahulu
dengan memotong salah satu jalur pada modul APM.
Kelebihan dengan memakai modul kompas external adalah modul dapat
ditempatkan jauh dari sumber listrik, dengan demikian dapat mengurangi
gangguan terhadap sensor kompas.
Gambar 4.11 Menu Kalibrasi Sensor Kompas
http://digilib.mercubuana.ac.id/
66
Sensor kompas dikalibrasi melalui menu “Initial Setup > Mandatory
Hardware”, kemudian pilih Compass. Selanjutnya memilih “Rotation_180” pada
pilihan manual dan mencentang pilihan “APM with external compass”. Proses
kalibrasi dimulai dengan menekan tombol “Live Calibration”, seperti gambar
4.11.
Kemudian drone digerakkan dengan menghadapkan semua sisinya kearah
bawah secara bergiliran yaitu sisi depan, sisi kanan, sisi belakang, kiri. Dan
berikutnya dengan mengarahkan sisi bagian atas dan sisi bagian bawah drone ke
arah bawah. Proses kalibrasi diakhiri dengan menekan tombol Done”, seperti
gambar 4.12.
Gambar 4.12 Proses Kalibrasi Modul Kompas
http://digilib.mercubuana.ac.id/
67
Hasil kalibrasi menunjukkan nilai 82 -8 38 dan dianggap OK karena masih
dalam batasan yang ditentukan yaitu antara -150 dan 150.
Gambar 4.13 Hasil Kalibrasi Modul Kompas
4.2.5
Pengujian Sensor Accelerometer
Modul kompas dikalibrasi melalui menu “Initial Setup > Mandatory
Hardware”, kemudian pilih Accel Calibration. Proses kalibrasi dimulai dengan
menekan tombol “Calibrate Accel”, seperti gambar 4.14.
Gambar 4.14 Menu Kalibrasi Sensor Accelerometer
http://digilib.mercubuana.ac.id/
68
Kemudian drone digerakkan dengan menghadapkan semua sisinya kearah
bawah secara bergiliran yaitu sisi depan, sisi kanan, sisi belakang, kiri. Dan
berikutnya dengan mengarahkan sisi bagian atas dan sisi bagian bawah drone ke
arah bawah. Proses kalibrasi diakhiri dengan menekan tombol Done. Hasil
kalibrasi menunjukkan proses kalibrasi sukses.
Gambar 4.15 Hasil Kalibrasi Sensor Acceleration
4.2.6
Pengujian Modul Remote Kontrol
Tombol power on pada bagian tengah digeser untuk menyalakan remote
kontrol. Sesaat kemudian lampu merah pada bagian tengah menyala menandakan
remote kontrol telah menyala.
Gambar 4.16 Modul Remote Kontrol
http://digilib.mercubuana.ac.id/
69
Untuk melakukan kalibrasi modul remote kontrol dilakukan dengan
mengakses menu Initial Setup kemudian menu Radio Calibration.
Gambar 4.17 Proses Kalibrasi Remote Kontrol
Ketika stik kiri atau kanan digerakkan maka grafik bar untuk channel yang
bersangkutan bergerak mngikuti gerakan stik. Selanjutnya melakukan kalibrasi
dengan menekan tombol Calibrate Radio untuk men-set limit tiap channel. Garis
warna merah muncul pada setiak grafik bar. Berikutnya setiap stik digerakkan ke
posisi maksimum dan minimum. Panduan setup untuk setiap channel seperti
dibawah ini.
- CH1: Roll kiri = PWM rendah, Roll kanan = PWM tinggi
- CH2: Pitch depan = PWM rendah, Pitch kanan = PWM tinggi
- CH3: Throttle belakang = PWM rendah, Throttle depan = PWM tinggi
- CH4: Yaw kiri = PWM rendah, Yaw kanan = PWM tinggi
- CH5: Mode terbang
http://digilib.mercubuana.ac.id/
70
Berikut adalah hasil pembacaan PWM untuk setiap channel setelah proses
kalibrasi.
Gambar 4.18 Hasil Kalibrasi Remote Kontrol
Tabel 4.3 Hasil kalibrasi channel pada remote control
Tabel 4.4 Hasil setting sakelar pada remote control
http://digilib.mercubuana.ac.id/
71
4.2.7
Pengujian Modul ESC Dan Putaran Motor
Pengujian motor dimulai dengan melepaskan semua propeller pada drone
untuk keamanan dan terhindar dari putaran propeller.
Gambar 4.19 Drone Tanpa Propeller
Selanjutnya memasang modul telemetry pada port USB komputer, setelah
sebelumnya memasang driver FTDI pada komputer.
Gambar 4.20 Modul Telemetry USB
http://digilib.mercubuana.ac.id/
72
Konektor batere dipasang, sehingga drone mendapatkan power dari batere
Lipo. Saat modul APM nyala, led Tx dan led Rx pada modul Telemetry USB
nulai berkedip menandakan adanya komunikasi antara komputer dengan modul
APM.
Pada software mission planner setting port COM yang terdapat pada bagian
atas kanan layar. Pemilihan port COM dengan menggunakan tanda panah. Baud
rate yang dipakai kali ini adalah 57600.
Gambar 4.21 Pengaturan port COM
Dengan menekan tombol connect pada bagian atas kanan software mission
planner terhubung dengan komputer melalui MAVLink.
Gambar 4.22 Status Laptop Yang Telah Terhubung Dengan APM
Modul ESC dan putaran motor di uji melalui menu “Initial Setup > Optional
Hardware”, kemudian pilih Motor Test. Proses pengujian dimulai dengan
mengatur nilai throttle menjadi 10%, kemudian diikuti dengan menekan masing-
http://digilib.mercubuana.ac.id/
73
masing tombol untuk setiap motor yaitu “Test Motor A”, “Test Motor B”, “Test
Motor C” dan “Test Motor D”, seperti gambar 4.23.
Gambar 4.23 Menu Pengujian Putaran Motor
Hasil pengujian menunjukkan setiap motor berputar kencang saat tombol Test
motor ditekan, kemudian berhenti setelah beberapa saat.
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Putaran Motor
Arah putaran motor dapat dirubah dengan menukar dua kabel yang terhubung
ke motor, agar putaran motor sesuai dengan yang diinginkan yaitu seperti pada
gambar 4.24.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
74
Gambar 4.24 Pengujian Putaran Motor
4.3. Pengujian Terbang
Tes penerbangan dilakukan di area yang jauh dari bangunan dan keramaian
untuk menghindari resiko kecelakaan. Waktu pengetesan adalah pagi hari
dikarenakan angin tidak bertiup dengan kencang saat pagi hari. Saat pengetesan
batere sudah dalam kondisi terisi penuh. Sebelum dilakukan tes penerbangan
semua propeler dicek lagi untuk memastikan sudah terpasang dengan kencang.
4.3.1
Pengujian Lepas landas Dan Mendarat
Untuk pengujian terbang, drone diletakkan pada lokasi launching sebelum
proses lepas landas dengan arah pesawat menghadap ke depan. Lokasi launching
disebut juga home position dan akan diingat oleh modul APM sebagai tempat
untuk kembali pada saat perintah ‘RTL’ di eksekusi, jadi lokasi home position
sudah dipastikan bebas dari rintangan dan mempunyai jalur pandaratan yang
aman.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
75
Gambar 4.25 Drone Diletakan Sebelum Proses Lepas Landas
Kemudian remote kontrol dinyalakan dengan posisi stik throttle ke arah
belakang. Untuk pertama kali proses takeoff dilakukan secara manual, dengan
mengatur mode pada remote kontrol ke mode loiter.
Selanjutnya adalah proses arming, untuk itu stik kiri pada remote kontrol
digerakkan ke arah belakang-kanan selama 2 detik, seperti pada gambar 4.26.
Gambar 4.26 Proses Arming Pada Remote Kontrol
http://digilib.mercubuana.ac.id/
76
Propeler berputar dengan kecepatan rendah setelah proses arming. Drone
sudah dipastikan dalam keadaan aman pada lokasi take-off dan bebas dari
rintangan sebelum proses arming.
Stik throttle digerakkan sedikit ke arah depan untuk takeoff. Propeler berputar
semakin kencang seiring gerakan stik throttle dan drone mulai tinggal landas.
Karena remote kontrol sangat sensitif, stik digerakkan dengan sangat perlahan.
Gambar 4.27 Drone Saat Proses Lepas Landas
Untuk landing stik throttle digerakkan ke arah belakang secara perlahan dan
melihat langsung posisi dan kodisi drone sampai drone turun dan mendarat
dibawah dengan sempurna.
Setelah landing, dilakukan proses disarming dengan cara menahan stik kiri
pada remote kontrol ke arah belakang-kiri selama 2 detik. Setelah proses diarming
selesai, semua propeler berhenti berputar.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
77
Gambar 4.28 Proses disarming pada RC pengirim
Setelah proses disarming selesai dan propeler berhenti berputar, selanjutnya
konektor yang menghubungkan modul power dengan batere dilepaskan lalu
remote kontrol dimatikan.
4.3.2
Pengujian Terbang Secara Manual
Terbang manual dilakukan dengan menggunakan remote kontrol untuk
mengendalikan pergerakan drone melalui stik throttle, yaw, pitch dan roll.
Sesaat setelah proses arming selesai, stik Throttle (stik kiri
) digerakkan
perlahan ke arah depan, dengan seketika drone bergerak naik secara perlahan.
Gerakkan pada stik throttle berfungsi untuk mengirim power ke motor untuk
membuat
gerakan
mengangkat
sekaligus
mengendalikan
ketinggian.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
kecepatan
dan
78
Gambar 4.29 Terbang Vertikal Secara Manual
Pada saat drone terbang pada ketinggian tertentu, stik Yaw (stik kiri
)
digerakkan ke arah kanan sedikit, dengan seketika drone berputar searah jarum
jam pada porosnya secara perlahan. Ketika stik Yaw digerakkan ke arah kiri
sedikit, dengan seketika drone berputar melawan arah jarum jam pada porosnya
secara perlahan. Semakin jauh gerakan stik maka drone semakin cepat berputar
pada porosnya. Yaw berfungsi untuk memutar arah drone, berputar ke arah kiri
atau ke arah kanan.
Gambar 4.30 Terbang Berputar Pada Porosnya
http://digilib.mercubuana.ac.id/
79
Pada saat drone terbang pada ketinggian tertentu stik Pitch (stik kanan
)
digerakkan sedikit ke arah depan, dengan seketika drone bergerak maju ke depan
secara perlahan.
Selanjutnya stik pitch digerakkan sedikit ke arah belakang
menyebabkan drone bergerak mundur ke belakang secara perlahan. Semakin jauh
stik digerakan maka semakin cepat pergerakan drone. Pitch berfungsi untuk
mengendalikan sudut depan dan sudut belakang drone. Pitch ke arah depan akan
menyebabkan bagian arm depan drone miring ke arah bawah dan drone bergerak
ke arah depan. Pitch ke arah belakang akan menyebabkan bagian arm belakang
drone miring ke arah bawah dan drone bergerak ke arah belakang.
Gambar 4.31 Bergerak Maju (Pitch)
Pada saat drone terbang pada ketinggian tertentu, stik Roll (stik kanan
)
digerakkan ke arah kanan sedikit, dengan seketika drone bergerak kearah kanan
secara perlahan. Ketika stik Roll digerakkan ke arah kiri sedikit, dengan seketika
drone bergerak kearah kiri secara perlahan. Semakin jauh stik digerakkan maka
semakin cepat pergerakan drone ke arah samping. Roll berfungsi untuk menggeser
posisi drone ke arah samping. Bergerak ke arah kiri dengan cara menaikkan arm
http://digilib.mercubuana.ac.id/
80
bagian sebelah kanan dan sebaliknya bergerak ke arah kanan dengan cara
menaikkan arm bagian sebelah kiri.
Gambar 4.32 Bergerak Ke samping Kanan (Roll)
4.3.3
Pengujian Terbang Secara Semi-Auto
Drone lepas landas secara manual dengan menggunakan stik Throttle pada
remote kontrol. Stik throttle digerakkan perlahan ke arah depan sampai drone
mencapai ketinggian tertentu yaitu ketika posisi stik berada di sekitar tengah.
Kemudian stik throttle dibiarkan pada posisi tersebut. Switch nomor 5 pada
bagian depan kiri sudah diset untuk mode Loiter. Saat stik throttle dilepaskan
drone berusaha untuk tetap pada posisi semula, modul APM berhasil
mengendalikan posisi drone agar berada pada posisi yang tetap.
Pada mode loiter drone diperintahkan untuk mempertahankan posisi pesawat
berdasarkan feedback pembacaan nilai longitude, latitude dan altitude dari modul
GPS. Dalam keadaan drone terbang pada mode loiter, drone masih bisa
digerakkan dengan menggunakan remote kontrol, baik throttle, yaw, pitch ataupun
roll. Selanjutnya dilakukan pendaratan secara manual menggunakan stik throttle.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
81
Gambar 4.33 Terbang Hovering
4.3.4
Pengujian Terbang Dengan Menggunakan Smartphone
Gambar 4.34 Pengujian Dengan Smartphone
http://digilib.mercubuana.ac.id/
82
Pada pengujian selanjutnya, drone diterbangkan dengan menggunakan
kendali melalui smartphone. Pengujian dilakukan untuk menguji mode follow me,
yaitu dengan menggunakan aplikasi Tower pada smartphone dan modul telemetry
USB. Smartphone yang dipakai untuk pengujian mendukung fitur OTG pada port
USB nya, pada saat kabel OTG dan modul telemetry USB dihubungkan dengan
smartphone, modul telemetry USB terdeteksi secara otomatis.
Berikutnya drone diterbangkan secara manual ke ketinggian sekitar 2 meter
dengan menggunakan remote kontrol. Sementara drone terbang stabil dengan
menggunakan mode loiter, selanjutnya menjalankan aplikasi android pada
smartphone dan mengaktifkan mode follow me, seperti pada gambar 4.34 diatas.
Gambar 4.35 Pengujian Mode Follow me
http://digilib.mercubuana.ac.id/
83
Pada aplikasi android diatur radius drone sejauh 3 meter dan ketinggian 2
meter. Hasilnya pada saat mode follow me diaktifkan, drone bergerak mengikuti
pergerakan smartphone.
4.3.5
Pengujian Mendarat Otomatis
Pengujian terakhir adalah fungsi kembali ke tempat lepas landas secara
otomatis. Pada saat sakelar untuk mode Return to Launch (RTL) pada remote
kontrol diaktifkan, hasilnya dengan seketika drone bergerak kembali ke lokasi
tempat drone lepas landas dan mendarat secara otomatis. Dari 4 kali percobaan
akurasi posisi pada saat mendarat adalah 0,5 – 3 meter dari posisi saat lepas landas.
Gambar 4.36 Pengujian Mendarat Otomatis
http://digilib.mercubuana.ac.id/