Prinsip Kerja Quadcopter

f34568e3ee42eccd

Quadcopter (www.foxmod.cn)

Dalam dunia penerbangan, jenis pesawat terbang dapat dibagi berdasarkan mekanisme gaya angkat. Dan mekanisme gaya angkat yang telah berhasil diterapkan ke dalam dunia penerbangan, antara lain: pesawat sayap, jet, balon, serta rotor. Dan salah satu contoh pesawat rotor adalah quadcopter. Prinsip kerja quadcopter menyerupai helikopter, meski memiliki beberapa perbedaan seperti jumlah rotor yang digunakan serta mekanisme terbang yang diterapkan ke dalam sistem. Quadcopter menggunakan empat rotor, dengan arah putaran dua rotor searah jarum jam (CW) dan dua rotor berlawanan arah jarum jam (CCW). Dan hal ini digunakan sebagai dasar sistem untuk mengendalikan gerakan pesawat.

//

ourdev_245904

Putaran rotor quadcopter (www.dianliwenmi.com)

Dalam sejarah pembuatan quadcopter mengalami banyak permasalahan mulai dari keempat rotor yang tidak bisa menghasilkan gaya angkat, karena saat itu keempat rotor masih dirancang untuk berputar searah. Namun masalah ini dapat diatasi dengan cara mengubah arah putar secara berlawanan. Meski menghasilkan gaya angkat tapi kinerja tidak bisa sempurna, karena untuk mengatur gerakan naik-turun dan maju – mundur belum bisa dilakukan. Tapi masalah ini dapat diselesaikan setelah sistem sensor diletakkan ke dalam mekanisme pesawat.

Fi8YHld9E_rSg6IUGTdzL5j953hZ

Perangkat elektronik quadcopter (www.cirmall.com)

Kelebihan Quadcopter Dibandingkan dengan Helikopter :

  • Quadcopter memiliki desain sederhana, perawatan lebih mudah, dan ketika beroperasi tidak bising. Hal ini dikarenakan quadcopter menggunakan motor listrik, jadi untuk memutar baling-baling tidak membutuhkan mekanisme transmisi gearbox seperti halnya helikopter.
hal13_a

Transimisi Helikopter (idkf.bogor.net)

  • Quadcopter memiliki diameter baling-baling rotor lebih kecil dan beban kerja yang lebih rendah dari pada helikopter. Karena quadcopter menggunakan lebih banyak rotor dari pada helikopter, yakni empat buah rotor. Sehingga pada setiap rotor hanya membutuhkan energi kinetik lebih kecil selama penerbangan.
  • Quadcopter lebih aman jika diaplikasikam ke dalam “unmanned aerial vehicle (UAV)” atau pesawat tanpa awak dari pada helikopter. Karena quadcopter mampu diaplikasikan ke dalam bentuk yang lebih kecil sehingga mengurangi resiko untuk bersenggolan atau menabarak lingkungan sekitar.

Jika melihat sejarah quadcopter pertama kali dirancang untuk mengangkut manusia terjadi pada tahun 1907 dan pembuat pertama kali bernama “Louis Charles Bréguet”.

breguet_portrait_1_200

Louis Charles Bréguet (ctie.monash.edu.au)

Dia kelahiran Paris 1880 seorang penerbang, desainer pesawat dan merintis karir di dunia industri. Breguet pernah belajar teknik listrik di Lycée Condorcet, Lycée Carnot dan E Cole Superieure d’Electricite. Setelah menyelesaikan sekolah dia pun bekerja di sebuah perusahaan teknik listrik milik ayahnya. Pada tahun 1906 dia telah berhasil membangun sebuah quadcopter pertama bersama dengan Jacques Bréguet dan Profesor Charles Richet.

breguet-richet_gyro07_2_350

Quadcopter pertama, Bréguet-Richet Gyroplane 1 (www.ctie.monash.edu.au)

//

Meski hasil dari ekperimen ini tidak bisa berjalan sempurna. Tapi ini menjadi mesin pertama yang mampu memberikan gaya angkat vertikal dengan beban seorang pilot melalui mekanisme baling-baling pada sayap. Meskipun hanya dalam penerbangan yang ditambatkan pada ketinggian beberapa kaki.

breguet-richet_gyro07_3_350

Bréguet-Richet Gyroplane 1 nampak dari bawah (www.ctie.monash.edu.au)

Prinsip Kerja Quadcopter

Quadcopter ketika beroperasi menggunakan empat rotor dan empat buah baling-baling. Dua rotor berputar melawan arah jarum jam dan dua lainnya searah jarum jam. Karena kombinasi ini lah sistem mampu mengendalikan gaya angkat pesawat, melalui kondisi torsi yang seimbang. Sedangkan ketika dilihat dari segi “vertical take off and landing aircraft (VTOL)” quadcopter mampu melakukan  pitch, yaw, dan roll menggunakan kontrol kendali empat rotor.

Gambar 7 - Gerakan dasar Quadcopter

Gambar 7 – Gerakan dasar Quadcopter

Gerakan pada sumbu horizontal (Roll dan Pitch)

Saat melakukan ini, quadcopter harus melakukan perubahan kecepatan pada putaran baling-baling salah satu pasangan. Gerakan pitch atau gerakan mengangguk ke depan akan dilakukan dengan cara mengubah kecepatan pada pasangan baling-baling depan dan belakang. Sedangkan untuk melakukan gerakan roll atau gerakan menoleh ke kanan kiri, quadcopter akan melakukan perubahan kecepatan pada pasangan baling-baling kiri dan kanan. Dengan catatan saat melakukan perubahan ini selisih kecepatan dari setiap pasangan adalah sama, sedangkan pada pasangan baling-baling yang lain dijaga pada kecepatan yang sama, sehingga quadcopter mampu melakukan gerakan berputar dari arah pasangan baling-baling yang berkecepatan lebih rendah ke arah pasangan baling-baling yang berkecepatan lebih tinggi.

Gerakan sumbu vertikal (yaw)

Ketika melakukan gerakan yawquadcopter menurunkan kecepatan salah satu pasang baling-baling dan menaikkan kecepatan pasangan lainnya, sehingga terjadi gerakan memutar ke arah pasangan baling-baling yang lebih lambat kecepatannya.

Gerakan Naik Turun (Altitude)

Ketika melakukan gerakan vertikal naik-turun, quadcopter melakukan mekanisme menambah dan menurunkan kecepatan putar setiap baling-baling. Menambah kecepatan semua baling-baling akan membuat quadcopter semakin ke atas dan begitu juga sebaliknya ketika mengurangi kecepatan, quadcopter akan semakin ke bawah.

Sehingga dengan keunggulan serta mekanisme kerja seperti itu, quadcopter mampu menjadi pesawat tanpa awak yang sangat diandalkan. Bahkan saat ini quadcopter sudah dilengkapi dengan kamera untuk memberikan pilot sudut pandang ketika terbang.

Jika artikel ini bermanfaat buat Anda, mohon untuk di Share because “Sharing is Caring”

Referensi:

  1. ffden-2.phys.uaf.edu
  2. en.wikipedia.org
  3. idkf.bogor.net
  4. www.ctie.monash.edu.au
  5. albinussm.blogspot.com
  6. zonaelektro.net

COMMENTS

Loading Facebook Comments ...