Purwarupa Kontrol Kestabilan Posisi dan Sikap pada Pesawat Tanpa Awak Menggunakan IMU dan Algoritma Fusion Sensor Kalman Filter

Abstract

Flight Control System merupakan salah satu bagian yang penting dalam sebuah UAV yang dapat digunakan untuk menentukan posisi keadaan pesawat agar tetap stabil dan sesuai dengan misi terbang yang dilakukan. Untuk melakukan kontrol kestabilan dari UAV diperlukan salah satu sensor yaitu sensor IMU (Inertial Measurement Unit) dimana dalam pengembangannya terdapat beberapa algoritma yang digunakan dalam pengolahan data yang dikeluarkan dari sensor IMU tersebut. Salah satunya dalam penelitian ini adalah algoritma fusion sensor Kalman filter, yang digunakan untuk menggabungkan data keluaran dari sensor accelerometer dan gyroscope dalam IMU yang mempunyai noise agar didapatkan data keluaran yang rendah noise sehingga dapat digunakan secara maksimal dalam kontrol kestabilan UAV. Pada penelitian ini sensor yang digunakan adalah IMU GY86 yang mengirimkan data bacaan accelerometer, gyroscope dan magnetometer dengan komunikasi I2C. Digunakan Arduino Uno sebagai sistem operasi dengan beberapa task yaitu bacasensor, mengolah data keluaran sensor menggunakan algoritma fusion sensor Kalman Filter, kontrol_manual dan kontrol_stabilisasi. Sistem memiliki dua kontrol yaitu kontrol manual yang menggunakan input PWM(Pulse Width Modulation) dari RC Receiver untuk langsung diteruskan ke servo melalui pin dari Arduino. Kontrol kestabilan menggunakan hasil pembacaan sensor IMU yang kemudian dilakukan penggabungan data sensor dengan mengimplementasikan algoritma fusion sensor Kalman Filter untuk didapatkan nilai output sensor yang bersih dari noise dan memproses keluaran fusion sensor tersebut untuk mengontrol kestabilan posisi pesawat pada tiga sumbu poros terbang yaitu kondisi terbang dengan poros sumbu x, y, dan z. Hasil dari penelitian ini berupa purwarupa sistem kontrol kestabilan UAV dengan kontrol manual dan kontrol kestabilan. Uji coba sistem dilakukan dengan percobaan statis dan dinamis dari setiap sudut yang dihasilkan sensor sebelum dan sesudah digunakan algoritma fusion sensor Kalman filter. Dari hasil pengujian didapatkan kesimpulan bahwa penggunaan algoritma fusion sensor Kalman filter dapat memberikan pengukuran sudut yang akurat dan dinamis dengan nilai error sebesar 0,5% untuk sudut terhadap sumbu X, dan 0,6% untuk sudut terhadap sumbu Y