http://didik.blog.undip.ac.idQUAD ROTOR

TKC225 - RobotikaPROGRAM STUDI SISTEM KOMPUTER

UNIVERSITAS DIPONEGORO

Sebagian slide diambil dari lecture note Elective in Robotics: Quadrotor Modelling (Marilena Vendittelli)

http://didik.blog.undip.ac.idQuadRotor

● Quadrotor merupakan salah satu jenis UAV (Unmanned Aerial Vehicle) yang memiliki 4 motor dan baling – baling sebagai aktuator

● Mampu melakukan manuver yang sulit dilakukan oleh wahana lain dan mampu terbang diam di posisinya, vertical take-off and landing (VTOL)

http://didik.blog.undip.ac.idAplikasi QuadRotor

● Militer● untuk pemotretan wilayah musuh● wilayah konflik● Sebagai mata-mata

● Sipil

● pemetaan daerah terpencil● pemantauan gunung berapi● pemantauan kemacetan● pemotretan daerah pasca bencana tsunami● Operasi pencarian dan penyelamatan

http://didik.blog.undip.ac.idGerakan Motor

● Gerak Motor: 2 CW (1&2) dan 2 CCW (3&4)● Perbedaan arah putaran menyebabkan torsi bali dari

motor 1 & 2 dihilangkan oleh torsi bali dari motor 3&4● Tidak memerlukan rotor ekor seperti pada helicopter

http://didik.blog.undip.ac.idSistem Koordinat Quadrotor

● sistem koordinat bumi (Xb, Yb, Zb)● sistem koordinat kartesian relatif terhadap

permukaan bumi● Sistem koordinat kedua adalah sistem koordinat

quadrotor (Xm, Ym, Zm)● sistem koordinat yang menempel pada rangka

quadrotor. ● Dengan menetapkan kedua sistem koordinat ini, maka

sudut Euler (Tait-Bryan) dapat ditentukan, yaitu sudut pitch (φ), roll (θ), dan yaw (ψ)

http://didik.blog.undip.ac.idGerakan Dasar Quadrotor

http://didik.blog.undip.ac.idDistribusi Gaya dan Kontrol Motor

Kontroler low-level menstabilkan kecepatan putar tiap baling-baling

http://didik.blog.undip.ac.id

Persamaan Gerak dan Masukan KontrolPersamaan Gerak

http://didik.blog.undip.ac.idSkema Kecepatan Putar Motor

http://didik.blog.undip.ac.idBlok Diagram Sistem

http://didik.blog.undip.ac.id

Sistem Telemetri dan Odemetri di QuadRotor

http://didik.blog.undip.ac.idQuadRotor HummingBird

Payload: 200gAddons: wireless camera dan sonar sensor (height measurement)

http://didik.blog.undip.ac.idSensor

● accelerometer, gyro, magnetometer, barometer dan IMU (inertial measurement unit)● Accelerometer: mengukur percepatan dan gravitasi

sebagai besaran vektor● Gyro: mendeteksi kemiringan objek yang bergerak

(tidak dipengaruhi oleh grafitasi)● Magnetometer: mengukur kekuatan atau arah medan

magnet● Barometer: mengukur ketinggian

● Mengukur tekanan udara, tidak dapat digunakan di dalam ruangan (mis. Ber-AC)

● Diperlukan sonar untuk pengukuran ketinggian● IMU: gabungan gyro, accelerometer dan

magnetometer

http://didik.blog.undip.ac.idSonar

http://didik.blog.undip.ac.idBrushless DC Motor dan ESC

● Motor brushless dengan kontrol kecepatan angular

● Electronic Speed Control (ESC) adalah rangkaian elektronik yang berfungsi sebagai pengatur kecepatan putaran motor● Menggunakan ESC 20A untuk mendapatkan

kekuatan motor 12A saat berputar maksimal

http://didik.blog.undip.ac.idArduPilot (APM2x)● IMU

● Accelerometer (x,y,z)● Yaw gyroscope● Pitch Gyroscope● Roll Gyroscope

● Magnetometer● Barometer

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Roll ke Kanan

● Giro X, mendeteksi ada perubahan orientasi positif

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Roll ke Kiri

● Giro X, mendeteksi ada perubahan orientasi negatif

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Pitch ke Atas

● Giro Y, mendeteksi ada perubahan orientasi positif

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Pitch ke Bawah

● Giro Y, mendeteksi ada perubahan orientasi negatif

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Yaw ke Kanan

● Giro Z, mendeteksi ada perubahan orientasi positif

http://didik.blog.undip.ac.idIMU Yaw ke Kiri

● Giro Z, mendeteksi ada perubahan orientasi negatif

http://didik.blog.undip.ac.idModul Komunikasi

http://didik.blog.undip.ac.idIsu XBee

Transmission channels are noisy:● data packets may be corrupted (slower transmission

rate, incomplete data)● images from camera may be unusable● the small size of the vehicle implies that radio links

are close each otherSecurity:● if remote control fails, the vehicle may perform

unsafe motion● when battery charge is low motors receive less

powerLimitations:● small cpu performance --> onboard data processing

is limited● limited number of communication ports

http://didik.blog.undip.ac.idVision Systems

http://didik.blog.undip.ac.idVision Systems

http://didik.blog.undip.ac.idCamera

Camera View:● Tugas bisa target tracking● Atau Surveillance (continuous monitoring)