Dasar-Dasar Autopilot atau Flight Controller

Tidak ada definisi pasti yang membedakan antara autopilot dan flight controller. Secara umum, autopilot adalah sistem yang memungkinkan drone terbang secara autonomus melewati way point (titik-titik koordinat yang kita inginkan), sedangkan flight controller adalah alat yang memungkinkan drone terbang dengan stabil dengan mengoreksi gerakannya.
Berikut adalah komponen-komponen sistem autopilot secara umum :

FLIGHT CONTROLLER
 Flight controller adalah otak dari drone. Flight controller ini membaca sinyal-sinyal dari sensor dan melakukan kalkulasi untuk memerintahkan drone bergerak sesuai keinginan. Adapun berikut ini adalah penjelasan dari masing-masing bagian :

1. Processor
Processor adalah unit utama yang menjalankan firmware autopilot dan melakukan semua perhitungan. Sebagian besar flight controller memiliki prosessor 32bit yang lebih powerfull dari prosessor 8bit, tetapi prosessor 8bit masih lebih populer karena lebih murah.

2. Accelerometer dan Gyroscope
     Accelerometer dan gyroscope merupakan sensor inersial drone, yaitu mengukur gerakan drone tersebut dari dalam (inersial). Accelerometer mengukur percepatan translasi sedangkan gyro mengukur rotasi. Kombinasi dari kedua pengukuran tersebut memungkinkan flight controller menghitung attitude (sikap) gerakan drone dan melakukan koreksi.
3. Compass/Magnetometer
     Sensor kompas atau secara umum disebut magnetometer adalah sensor yang mengukur gaya magnetik selayaknya kompas dalam artian umum. Sensor ini penting untuk drone berjenis multirotor karena accelerometer dan gyro tidak dapat menunjukkan arah drone tersebut terbang, sedangkan pada fixed wing lebih mudah karena hanya terbang pada satu arah saja.
Sensor ini cukup sensitf terhadap interferensi elektromagnetik, sehingga harus dijauhkan peletakkanya dari penghasil medan elektromagnetik seperti motor dan ESC.
4. Barometer
     Barometer adalah sensor tekanan yang berfungsi untuk mengukur ketinggian drone. Semakin tinggi kita dari permukaan bumi, maka tekanan akan semakin rendah. Sensor ini sangatlah sensitif.
5. Sensor Kecepatan Angin (Airspeed)
     Sistem yang biasa digunakan adalah menggunakan tabung pitot, yaitu mengukur tekanan dinamis udara sehingga dapat dihitung kecepatanya.
     Airspeed sensor ini biasa digunakan untuk drone fixed wing.
6. Data logging (Black Box)
     Pada beberapa flight controller terdapat built-in data logging yang menyimpan semua data berupa apa saja yang dilakukan oleh autopilot, seperti layaknya black box pada pesawat. Hal ini penting untuk menganalisa jika terjadi sesuatu yang bekerja dengan tidak benar.
7. Gabungan Sensor
     Drone tidak akan terbang dengan baik jika hanya menggunakan satu sensor, sehingga dibutuhkan kombinasi beberapa sensor. Kombinasi ini biasanya digambarkan dengan DOF atau Degree Of Freedom, semakin tinggi DOF maka semakin tinggi juga akurasi yang didapatkan. Misalkan 6 DOF yaitu terdiri dari 3 DOF accelerometer (arah x, arah y, arah z) dan 3 DOF gyroscope (putaran sumbu x, y dan z), atau 10 DOF yaitu 6 DOF diatas dengan tambahan 3DOF dari kompas dan 1 DOF dari barometer.
8. GPS (Global Positioning System)
     Modul GPS mengukur lokasi dari drone dengan mengukur seberapa lama sinyal bergerak dari satelit. Modul ini dapat juga digunakan untuk memperkirakan ketinggian meskipun kurang akurat. Akurasi dari GPS adalah sekitar 5 meter. Fitur utama dari modul GPS adalah menerbangkan drone melalui way-point yang sudah ditetapkan secara otomatis. Antena GPS sering kali diletakkan diluar drone sehingga “terlihat” dari satelit untuk mendapatakan sinyal yang solid.
9. Telemetry
     Modul telemetry adalah alat yang mengirimkan dan menerima data melalui sinyal radio. Salah satu berada di darat dan salah satunya terpasang pada pesawat.
10. Ground Station
     Ground station adalah software yang berada pada PC maupun tablet yang mana memungkinkan pilot untuk memonitor kemanakah drone kita terbang, melakukan seting way-point maupun memberikan perintah kepada drone.
11. Power Module
     Autopilot adalah peralatan elektronik yang sensitif, sehingga dibutuhkan sumber daya yang “bersih”. Power modul digunakan untuk merubah voltase baterai yang tinggi menjadi sesuai yang dibutuhkan oleh autopilot (biasanya 5 Volt).
Power modul ini juga berguna untuk mengukur kondisi baterai, hal ini penting untuk sistem failsafe (perintah untuk mengakhiri misi terbang melalui way-point, misalkan landing otomatis atau kembali ke arah pilot), sehingga ketika baterai sudah lemah, drone akan otomatis mengambil tindakan darurat/failsafe.
12. Sensor lain-lain
    Sering digunakan beberapa sensor tambahan untuk meningkatkan kapabilitas pembacaan data misalkan sensor optik yang memungkinkan drone terbang di dalam ruangan maupun sensor jarak untuk membaca halangan di depanya serta masih banyak lagi sesuai kebutuhan dari pengguna.

     Autopilot ini tentu saja dihubungkan dengan remote control (Transmitter dan Recheiver) sehingga pilot dapat mengendalikan kapan pesawat terbang automatis maupun manual dengan remote (Transmitter)

 

By : Caesar Wiratama

Aero Engineering

CV MARKOM

Sumber : http://www.dronetrest.com/t/beginners-guide-to-drone-autopilots-and-how-they-work/1380

Author: Caesar Wiratama

caesar@aeroengineering.co.id
0815-4806-5205

6 comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *