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