📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen

SISTEM ELEKTRIKAL DAN KONTROL REMOTELY OPERATED VEHICLE UNTUK SURVEY ARKEOLOGI BAWAH AIR

Indonesia memiliki potensi tinggalan budaya bawah air yang sangat besar, mulai dari kapal karam, artefak perdagangan maritim, hingga situs prasejarah. Namun, proses eksplorasi dan dokumentasi peninggalan tersebut masih menghadapi berbagai kendala, seperti risiko penyelaman, keterbatasan waktu operasi, kondisi perairan yang tidak menentu, serta biaya pelaksanaan ekspedisi yang tinggi. Salah satu alternatif untuk mengurangi risiko tersebut adalah penggunaan Remotely Operated Vehicle (ROV) sebagai wahana observasi bawah air yang dapat dioperasikan dari permukaan. Tugas akhir ini merupakan bagian dari pengembangan ROV SUPRI (Submerged Underwater Platform for Research and Inspection) yang ditujukan sebagai platform dokumentasi arkeologi bawah air. Ruang lingkup tugas akhir ini mencakup perancangan dan implementasi subsistem elektronik yang terdiri atas sistem power, sistem propulsi, sistem kontrol, dan sistem sensor, serta integrasinya dengan sistem ROV secara keseluruhan. Perancangan sistem power dilakukan dengan menghitung kebutuhan energi berdasarkan profil misi operasi ROV yang meliputi fase perpindahan menuju objek dan fase dokumentasi. Berdasarkan hasil estimasi konsumsi daya, dipilih baterai lithium-ion berkonfigurasi 4S6P menggunakan sel Molicel P45B dengan kapasitas nominal sekitar 388,8 Wh. Distribusi daya dilakukan menggunakan Power Distribution Board Mateksys PDB-HEX yang menyuplai daya ke seluruh subsistem, seperti Electronic Speed Controller (ESC), flight controller, sensor, serta perangkat elektronik lainnya. Sistem propulsi dirancang menggunakan enam buah thruster brushless dengan konfigurasi vektor sehingga menghasilkan enam derajat kebebasan (6-DoF), yaitu surge, sway, heave, roll, pitch, dan yaw. Perancangan dilakukan melalui pendekatan gaya hambat fluida untuk menentukan kebutuhan thrust minimum pada setiap kondisi operasi, yang kemudian digunakan sebagai dasar dalam pemilihan spesifikasi thruster. Pada subsistem kontrol, flight controller Pixhawk menjalankan firmware ArduSub yang dimodifikasi dengan mengganti pengendali PID bawaan pada innerloop rate controller menggunakan algoritma Sliding Mode Control (SMC). Pengendali dirancang berdasarkan model dinamika rotasi ROV yang meliputi matriks inersia, gaya Coriolis, serta redaman hidrodinamika. Selanjutnya dirumuskan sliding surface dan control law untuk meningkatkan kemampuan ii sistem dalam menghadapi ketidakpastian model dan gangguan lingkungan bawah air. Selain itu, berbagai sensor diintegrasikan ke dalam sistem, seperti pressure sensor untuk pengukuran kedalaman, sonar rangefinder untuk pengukuran jarak terhadap dasar laut, leak sensor untuk mendeteksi kebocoran enclosure, serta power sensor untuk memantau tegangan baterai. Seluruh data sensor ditampilkan secara real-time melalui Ground Control Station menggunakan QGroundControl. Hasil implementasi menunjukkan bahwa seluruh subsistem berhasil diintegrasikan dan berfungsi sesuai dengan rancangan. Sistem power mampu mendukung operasi ROV selama sekitar 100 menit secara kontinu. Sistem propulsi berhasil menghasilkan seluruh gerakan translasi dan rotasi sesuai konfigurasi enam derajat kebebasan. Hasil pengujian menunjukkan kecepatan rata-rata gerakan surge, sway, dan heave masing-masing sebesar 0.507 m/s, 0.605 m/s, dan 0.576 m/s. Pengujian sensor menunjukkan pressure sensor memiliki galat kurang dari 3%, sonar rangefinder memiliki galat kurang dari 2%, leak sensor mampu mendeteksi kebocoran dengan baik, dan power sensor mampu memantau tegangan baterai dengan galat yang kecil dibandingkan alat ukur referensi. Pengujian sistem kontrol menunjukkan bahwa implementasi Sliding Mode Control mampu meningkatkan performa tracking attitude dibandingkan pengendali PID bawaan ArduSub. Pada skenario pengujian yang dilakukan, nilai RMSE berkurang sebesar 98.5% pada sumbu roll, 32.2% pada pitch, dan 62.9% pada yaw.