PERCOBAAN 1 PRAKTIK UAV

           POLTEKAD KODIKLATAD
JURUSAN TEKNIK TELEKOMUNIKASI

بِسْمِ اللهِ الرَّحْمنِ الرَّحِيمِ

LAPORAN PERCOBAAN - 1

MEMBUAT DESAIN UAV ORNITHOPTER

OLEH :

SERTU ANANDA HERDI AKBAR (20210621-E)

1. Tujuan.    Agar bintara mahasiswa mampu membuat desain UAV Ornithopter.

2. Alat dan Bahan.

a. Laptop;

b. Software 3D SMax; dan

c. Desain UAV.

3. Dasar Teori.

a. Jelaskan tentang Jenis-Jenis Unmaned Aerial Vehicle (UAV)

Unmaned Aerial Vehicle (UAV) adalah sebuah pesawat tanpa awak. Karena tidak memiliki awak, UAV harus dikendalikan dari jarak jauh menggunakan remote control dari luar kendaraan atau biasa disebut Remotely Piloted Vehicle (RPV).  Selain itu, UAV juga dapat bergerak secara otomatis berdasarkan program yang sudah ditanamkan pada sistem komputernya.

Adapun jenis unmaned Aerial Vehicle (UAV) secara umum terbagi menjadi beberapa macam antara lain : 

1) Fixed Wing

Jenis fixed wing ini menggunakan sayap untuk terbang, Drone ini memiliki sayap tetap seperti pesawat, yang memungkinkannya untuk terbang dengan kecepatan lebih tinggi dan efisien dalam jarak jauh.

 

Gambar 1. Fixed Wing 

2) Multirotor

Multirotor adalah drone yang menggunakan baling-baling (Propellers) untuk terbang yang memanfaatkan gaya angkat yang dihasilkan dari putaran motor yang terpasang propeller.

 

Gambar 2 Multi Rotor

3) Rotary wing (Multirotor)

Rotary wing adalah drone yang menggunakan baling-baling (propeller) untuk terbang, drone jenis ini biasanya dikenal dengan multicopter atau multirotor. Untuk penamaannya disesuaikan dengan banyaknya motor atau propeller. Ada beberapa jenis tipe multirotor berdasarkan jumlah motor dan propeller.

a) Satu Baling-Baling (Single Copter)

Drone ini memiliki satu buah mesin utama dan penyeimbangnya ditambah mesin penyeimbang dibagian ekornya, bentuknya benar-benar mengadopsi helicopter, sehingga untuk terbang membutuhkan balingbaling penyeimbang.

 

Gambar 3 Single Copter

b) Dua Baling-Baling (Doublle Copter)

Double copter sama seperti single copter hanya saja double copter memiliki dua buah baling-baling utama yang besarnya sama, dan tidak memiliki baling-baling penyeimbang, desainnya meniru jenis helicopter pengangkut yang memiliki dua mesin utama.

 

Gambar 4 Double Copter

c) Tiga Baling-Baling (Three Copter)

Three copter memilki tiga buah baling-baling (propeller) utama yang terdapat dibagian rangka (frame). Drone ini mudah untuk diterbangkan namun masih banyak kendala ketika menerbangkan drone ini, seperti sulit dikendalikan karena mudah terhempas oleh angin.

 

Gambar 5 Three Copter

d) Empat Baling-Baling (Quad Copter)

Quad copter memiliki empat baling-baling (propeller) utama yang terdapat dibagian rangka (frame). Quad copter mudah untuk diseimbangkan dibandingkan dengan tree copter karena memiliki empat baling-baling (propeller).

Gambar 6 Quad Copter

e) Enam Baling-Baling (Hexa Copter)

Hexa copter sebernarnya sama seperti quad copter hanya saja hexa copter memilki enam baling-baling (propeller) dan drone akan lebih stabil yang cocok digunakan untuk pengambilan gambar. Namun, karena bertambahnya dua buah motor penggerak baterai lebih cepat habis dibandingkan dengan quad copter.

 

Gambar 7 Hexa Copter

f) Delapan Baling-Baling (Octo Copter)

Octo copter adalah sebuah drone yang memiliki delapan buah baling-baling (propeller). Namun kendala drone ini sama seperti hexacopter yaitu batrai akan lebih cepat habis.

 

Gambar 8 Octo Copter

4) Fixed Wing VTOL UAV (Vertical Takeoff and Landing)

Jenis UAV ini memiliki desain sayap tetap namun mampu melakukan lepas landas dan mendarat secara vertikal, seperti helikopter. UAV jenis ini menggabungkan kecepatan dan efisiensi sayap tetap dengan kemampuan lepas landas vertikal yang cocok untuk area terbatas. 

5) Custom Unmaned Aerial Vehicle (UAV)

Drone custom, juga dikenal sebagai custom-built drone, merujuk pada UAV (Unmanned Aerial Vehicle) yang dirakit dan dikonfigurasi secara khusus oleh pengguna atau perusahaan untuk memenuhi kebutuhan atau spesifikasi tertentu. Berbeda dengan drone komersial yang sudah jadi dan tersedia di pasaran, drone custom memberikan fleksibilitas yang lebih besar dalam hal desain, komponen, perangkat keras, dan perangkat lunak yang digunakan. Sebagai contoh adalah UAV jenis Ornithopter.

b. Jelaskan tentang Ornithopter

Ornithopter adalah jenis UAV yang berbeda dengan UAV sayap tetap (fixed-wing drone) atau multirotor. Istilah "ornitopter" berasal dari bahasa Yunani "ornis" yang berarti burung dan "pteron" yang berarti sayap. Prinsip dasar ornithopter adalah meniru gerakan sayap hewan terbang seperti burung atau serangga untuk menghasilkan daya angkat dan propulsi yang diperlukan untuk terbang. Konsep ini didasarkan pada pemahaman tentang aerodinamika dan dinamika gerakan hewan terbang di alam.

 

Gambar 9 Ornithopter

c. Jelaskan Cara Penggerak UAV Ornithopter

UAV Ornithopter terbang dengan meniru gerakan sayap hewan terbang seperti burung atau serangga. Prinsip utama yang membuat ornithopter dapat terbang adalah daya angkat dan dorongan melalui gerakan naik dan turunnya sayap. Berikut adalah penjelasan lebih rinci tentang cara UAV Ornithopter dapat terbang :

1) Gerakan Sayap. Saat ornithopter terbang, sayap-sayapnya bergerak naik dan turun secara ritmik. Gerakan ini bisa terjadi melalui mekanisme internal yang menggerakkan sendi-sendi sayap. Pada saat sayap bergerak ke atas, tekanan udara di bawah sayap lebih tinggi daripada di atas, menciptakan gaya angkat yang mengangkat ornithopter.

2) Daya Angkat. Perbedaan tekanan udara antara bagian atas dan bawah sayap menciptakan daya angkat yang mendorong ornithopter ke atas. 

3) Dorongan Maju. Selain menghasilkan daya angkat, gerakan naik dan turun sayap juga dapat menghasilkan dorongan maju. Saat sayap bergerak naik, udara di bawah sayap didorong ke belakang, mendorong ornithopter maju. Ketika sayap turun, ornithopter mengalami sedikit hambatan terhadap udara karena gerakan naik sayap sebelumnya.

4) Stabilitas dan Kontrol. Untuk menjaga stabilitas dan mengendalikan arah penerbangan, ornithopter perlu mengatur sudut dan frekuensi gerakan sayap. Mengubah sudut serangan atau mengubah ritme gerakan sayap dapat mengarahkan ornithopter ke arah yang diinginkan.

5) Energi. Mekanisme gerakan sayap ornithopter memerlukan sumber daya energi yang diperoleh dari baterai atau sumber energi lainnya. 

6) Perangkat Lunak dan Kontrol. Untuk mengendalikan gerakan sayap dan mengatur penerbangan, ornithopter menggunakan perangkat lunak dan sistem kontrol. Flight controller akan mengatur frekuensi gerakan sayap, sudut serangan, dan koordinasi gerakan untuk menjaga ornithopter dalam penerbangan yang stabil.

4.    Langkah Langkah Percobaan.

 

a. Buka 3ds Max dan buat proyek baru.

b. Siapkan referensi gambar atau sketsa ornithopter sebagai panduan.

c. Buat objek yang akan menjadi rangkaian ornithopter, seperti tubuh dan sayap. Gunakan objek primitif (seperti kotak, silinder, atau plane) untuk membentuk komponen dasar.

d. Gunakan fitur pengedit objek untuk memodifikasi bentuk dan ukuran komponen. Edit dapat dilakukan dengan cara ekstrusi, skala, dan pemindahan untuk membentuk bagian-bagian yang diinginkan.

e. Gunakan polygon modeling atau modifier seperti Bend, Twist, dan FFD untuk memberikan detail dan bentuk pada rangkaian ornithopter.

f. Buat objek yang akan menjadi sayap ornithopter dengan menggunakan kotak atau plane sebagai dasar untuk sayap.

g. Gunakan vertex, edge, dan face untuk membentuk sayap sesuai dengan referensi.

h. Gunakan modifier Bend atau Twist untuk memberikan pergeseran atau kemiringan pada sayap yang sesuai dengan gerakan ornithopter.

i. Tambahkan sendi atau mekanisme yang menggerakkan sayap. Gunakan objek primitif atau bentuk-bentuk dasar untuk membuat komponen mekanisme gerak.

j. Gunakan fitur Attach atau Group untuk menghubungkan komponen-komponen rangkaian ornithopter, seperti tubuh, sayap, dan mekanisme penggerak.

k. Berikan material dan tekstur pada komponen-komponen ornithopter. 

l. Terapkan material dengan cara mengekspor tekstur.

5.    Analisa dari Data Hasil Percobaan.

a. Hasil

 

Gambar 10 Hasil Desain UAV ornithopter

 

Gambar 11 Hasil Desain UAV ornithopter

 

Gambar 12 Hasil Desain UAV ornithopter

 

Gambar 13 Hasil Desain UAV ornithopter

b. Pembahasan

Merancang ornithopter dalam 3ds Max melibatkan serangkaian langkah penting yang menggabungkan kreativitas dan pemahaman teori tentang ornithopter. Proses desain dimulai dengan mempelajari ornithopter dan membuat konsep desain awal dengan mertimbangkan ukuran, bentuk sayap, dan mekanisme gerakan sayap. Selanjutnya kumpulkan gambar dan referensi ornithopter. Untuk membuat kerangka dasar ornithopter, bentuk dasar tabung, kotak, dan bentuk lainnya dapat digabungkan untuk membentuk struktur dasar. 

Gunakan alat Extrude, Bevel, dan Editable Poly untuk membentuk dan mengatur sayap dan ekor. Berikan material pada model, termasuk tekstur yang sesuai dengan konsep. Dalam keseluruhan proses, kreativitas dan kemahiran dalam pemodelan 3D Max sangat diperlukan. 

5.    Kesimpulan.    Berdasarkan percobaan yang telah dilaksanakan dapat diambil kesimpulan bahwa dalam merancang desain ornithopter dengan aplikasi 3ds Max melibatkan rangkaian proses meriset dan mengembangkan konsep awal, membuat model dasar ornithopter dengan sayap dan mekanisme gerakan yang realistis, serta menambahkan detail dan material untuk meningkatkan tampilan visual. Pencahayaan yang tepat dan proses rendering penting untuk menghasilkan gambar berkualitas. Animasi ornithopter dapat menjadi tambahan menarik. Proses ini menggabungkan kreativitas, keahlian modeling 3D, dan penggunaan alat-alat dalam 3ds Max untuk menciptakan desain ornithopter yang akurat dan visualmente menarik.

ٱلْحَمْدُ لِلَّهِ رَبِّ ٱلْعَٰلَمِين