Drone

 

Gambar 1

Drone

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) atau biasa disebut Drone adalah pesawat tanpa awak yang mampu terbang baik secara kontrol manual maupun otomatis. Drone dikendalikan secara otomatis melalui program komputer, atau melalui kendali jarak jauh dari pilot yang terdapat di dataran atau di kendaraan lainnya. Drone mampu terbang dengan menggunakan hukum aerodinamika untuk mengangkat dirinya baik tanpa muatan maupun dengan membawa muatan.

Meski alat canggih ini pada awalnya hanya di gunakan oleh anggota militer saja, kini alat ini telah banyak digunakan oleh seluruh pihak secara meluas. Badan pemerintahan juga memanfaatkan alat canggih ini untuk dapat menghubungkan intelejen dengan pertanahan. Namun saat ini untuk masyarakat awam sekalipun juga sudah dapat menggunakan Drone.

FUNGSI DRONE

Pihak militer menggunakan alat canggih ini untuk dapat melakukan berbagai macam aktifitas intelejen yaitu dapat memonitor seluruh wilayah yang sangat berbahaya melalui udara tanpa harus mengirimkan pesawat berpilot. Kemudian kegunaan Drone untuk badan pemerintah biasanya digunakan sebagai alat pemetaan menggunakan jalur udara.  Drone juga dimanfaatkan oleh perusahaan-perusahaan agar dapat digunakan untuk membawa atau mengantarkan barang. Fungsi lainnya dari Drone tidak hanya itu saja, alat ini juga dimanfaatkan untuk mengambil potret gambar atau video dengan memanfaatkan fasilitas kamera yang diambil dari ketinggian kemudian juga dapat digunakan untuk pembuatan film.

SEJARAH DRONE

Pada awalnya drone atau Unmanned Aerial Vehicle (UAV), dikembangkan untuk kebutuhan militer. Namun seiring dengan perkembangan teknologi drone dengan berbagai variasi perangkat dan ukuran maka penggunaan drone saat ini telah meluas ke berbagai bidang, seperti dalam bidang fotografi, pertanian, keamanan, pendidikan (riset dasar), dan lain-lain.

Sejarah penggunaan drone pertama kali pada saat perang dunia ke II, pada tanggal 22 Agustus 1849, yaitu ketika Austria menyerang salah satu kota Venice di Itali menggunakan balon yang tidak berawak dan dilengkapi dengan bahan peledak. Pada tanggal 12 September 1916, sebuah sebuah bom yang dapat terbang dikenal dengan Hewitt-Sperry Automatic Airplane. Penggunaan radio kontrol pada pesawat tanpa pilot pertama kali dikembangkan di Inggris pada tahun 1931, yaitu Fairey Queen radio kontrol yang berasal dari Fairey IIIF.

KOMPONEN DRONE

Inilah komponen-komponen drone sebagai berikut.

Komponen Drone

1. Flight Controller 

Flight controller merupakan sebuah mikrokontroler yang memiliki kompleksitas fungsi dalam kontrol quadcopter. Fungsi dari flight controller ini yaitu untuk mengatur kecepatan motor, stabilisasi drone dan mempertahankan ketinggian. Selain itu flight controller menerima semua perintah atau inputan dari pilot. Dalam flight controller sudah tertanam komponen pendukung seperti sensor GPS, compas dan lain-lain, fungsi utama flight controller yaitu mengendalikan semua pergerakan mulai dari yaw, roll, pitch, altitude dan lainnya. seperti pada penelitian ini penulis menggunakan flight controller dengan Pixhawk Flight Controller.

2. Motor 

Motor merupakan komponen utama untuk penggerak quadcopter, karena dengan putaran motor ini quadcopter dapat terbang. Pemilihan motor harus disesuaikan dengan kebutuhan karena beda jenis motor beda fungsi yang dihasilkan motor tersebut. Motor pada quadcopter menggunakan KV= RPM/Volt, ukuran KV berbanding lurus dengan kecepatan putaran motor (RPM). Jika nilai KV rendah makan RPM yang dihasilkan rendah serta untuk torsi atau daya angkat (Throttle) yang besar dan begitupun sebaliknya. Lilitan pada rotor menentukan jumlah torsi yang dihasilkan, apabila semakin banyak lilitan pada rotor maka torsi semakin besar dan untuk RPM kecil begitupun sebaliknya.

3. Propeller 

Propeller dianalogikan sebagai sayap pada burung untuk dapat terbang quadcopter pun demikian, akan tetapi termasuk rotary wing atau sayap putar. Cara kerja dari alat ini yaitu mengubah putaran menjadi gaya dorong untuk bergerak. Terdapat 2 jenis propeller yang diibagi berdasarkan arah putaran dan arah hembusan udara yaitu Clockwise (CW) dan Counter Clockwise (CCW). Dan material yang digunakan berbagai macam mulai dari plastik, karbon, kayu dan lain-lain.

4. Electronic Speed Controller 

ESC merupakan sebuah device yang fungsinya sebagai driver motor brushless yang di mana mengatur kecepatan dan arah putaran. Selain itu tugas ESC yaitu mengubah tegangan DC ke AC 3 fasa untuk dilanjutkan ke motor. ESC ini terhubung langsung ke battery dan ke flight controller melalui kabel yang terdiri dari signal dan ground, dan komponen ini sangat penting untuk motor agar tidak terjadi kerusakan. Tipe dan besaran ampere pada ESC ini bermacam-macam, paling rendah diimulai dari 12 A sampai ratusan Ampere tergantung dari kebutuhan. Biasanya menyesuaikan besaran motor yang dipakai. Tipe ESC di antaranya ada dua, pertama ESC opto di mana tidak mempunyai output tegangan 5v sebagai tambahan, dan terakhir ESC UBEC di mana ESC ini memiliki output tegangan sebesar 5v dan bias digunakan sebagai power source.

5. Frame 

Frame merupakan bagian rangka atau tubuh pada quadcopter yang menjadi tulang atau penyokong semua komponen quadcopter serta tempat ditempelnya semua komponen-komponen sehingga dengan adanya frame ini komponen dapat terintegrasi dengan baik.

6. Battery 

Battery adalah sumber daya utama untuk quadcopter, sehingga penggunaan battery ini harus cocok dan sesuai dengan kebutuhan, dengan melalui analisis dan perhitungan yang sudah dilakukan sebelumnya. Agar didapat hasil yang optimal saat terbang dengan memperoleh waktu terbang maksimal. Jenis yang digunakan yaitu jenis LiPo atau lithium polymer.

7. Radio Transmitter dan Reciever 

Radio Transmitter dan Reciever merupakan pengendali quadcopter yang dapat diprogram sesuai kebutuhan. Biasanya telah sepaket dengan remote control (remote kendali).

8. Power Distribution Board (PDB) 

Power Distribution Board (PDB) berfungsi untuk mendistribusikan daya pada quadcopter dan menyediakan jalur yang lebih rapi untuk menghubungkan baterai dengan ESC.

9. Sensor 

Merupakan perangkat tambahan pada quadcopter yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan fisik maupun kimia. Sensor yang sering digunakan adalah anemometer, GPS, barometer, dan lain-lain.

JENIS-JENIS DRONE

1. Quadcopter

Inilah jenis drone sipil yang paling awal dan paling populer di dunia. Jenis ini bisa mudah Anda temukan di pasaran. Modelnya menggunakan 4 baling-baling dalam formasi persegi yang semuanya berfungsi untuk mengangkat dan membelokkan drone.

2. Bicopter 

Bicopter adalah salah satu jenis multirotor dengan jumlah rotor yang digunakan adalah 2 buah dengan tambahan 2 buah motor servo sebagai kontrol gerakan ke depan dan ke belakang secara independen untuk memberikan kontrol pitch dan yaw.

3. Tricopter 

Tricopter memiliki desain khusus, desain konfigurasi Y3 sistem kendali pada tricopter yakni dengan mengatur arah motor dengan motor servo dan mengatur kecepatan kedua buah motor tersebut.

4. GPS Drone

Sesuai namanya, ini merupakan drone yang selalu terhubung dengan sinyal GPS dari satelit. Keistimewaannya, drone ini bisa kembali ke titik keberangkatan tanpa perlu kita kendalikan. Drone bisa kembali ke titik awal saat mulai kehabisan baterai atau sudah di luar area kendali remote control.

5. Helicopter Drone

Jika mayoritas drone untuk sipil menggunakan empat rotor baling-baling, helicopter drone justru hanya menggunakan satu mesin saja. Persis seperti yang biasa Anda lihat dalam sebuah helikopter. Penggunaan satu mesin rotor justru membuat jenis drone ini lebih mudah untuk dibuat melayang tetap di satu titik.

6. Delivery Drone

Dari namanya Anda pasti sudah bisa menebak fungsi dari drone ini. Ya, drone ini bisa dibilang sebagai troli melayang. Mampu membawa sejumlah barang untuk menuju tujuan yang sudah ditetapkan tanpa melalui jalanan.

7. Hexacopter 

Hexacopter memiliki 6 mesin pada kerangka simetris dengan 6 lengan ditempatkan pada sudut 60 derajat. Jenis ini multirotor sangat populer karena memiliki daya angkat yang besar kapasitas dan kestabilan yang kuat sekalipun salah satu mesinnya menderita masalah.

8. Octocopter 

Octocopter adalah versi perbaikan dari HexaCopter dengan kapasitas angkat yang lebih tinggi dan lebih baik stabilitas. Ini dapat terbang dan mendarat secara teratur bahkan dengan kerusakan dua mesin. Kelemahan dari model ini adalah jumlah arus listrik yang dihisap dari sumber energi dan harga tinggi.

CARA KERJA DRONE

Drone bekerja berdasarkan daya angkat yang terjadi karena putaran baling-baling yang digerakkan oleh rotor atau motor listrik. Lift atau daya angkat biasanya berhubungan dengan sayap dari sebuah model airfoil fixed-wing, namun lift juga dapat dihasilkan oleh propellers, layang-layang, helikopter, perahu layar bahkan pada bentuk dari sebuah mobil.

Teori untuk menjelaskan lift atau daya angkat adalah Prinsip Bernoulli, yaitu aliran udara merupakan energi yang konstan, ketika udara mengalir pada bagian yang memiliki tekanan udara rendah, maka aliran udara tersebut akan semakin cepat. Dari Prinsip Bernoulli, tekanan udara pada bagian atas bergerak lebih cepat dengan demikian tekanan menjadi rendah dibandingkan dengan bagian bawah yang aliran udaranya bergerak lebih lambat. Perbedaan tekanan udara tersebut menghasilkan gaya aerodinamik.

Pada Hukum Newton tentang Lift and deflection of the flow, lift dihasilkan karena adanya tekanan udara dan gaya tekan dari area wing, bahwa tekanan dari luas wing tidak menghasilkan gaya yang murni, akan tetapi dibutuhkan perbedaan tekanan untuk menghasilkan lift.