SIMULASI DAN RANCANG BANGUN FRAME SEBAGAI BATTERY HOLDER LI-ION PADA DRONE F450 RTF GUNA MENINGKATKAN KAPASITAS DAN WAKTU TERBANG DENGAN MATERIAL ABS

Muhtar, Ali (2019) SIMULASI DAN RANCANG BANGUN FRAME SEBAGAI BATTERY HOLDER LI-ION PADA DRONE F450 RTF GUNA MENINGKATKAN KAPASITAS DAN WAKTU TERBANG DENGAN MATERIAL ABS. Other thesis, Instutute Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000124-Undergraduate-Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) merupakan sebuah kendaraan tanpa awak yang biasa dikendalikan melalui sebuah remote control. Salah satu model UAV adalah quadcopter. Quadcopter adalah UAV yang dapat take off dan landing secara vertikal sehingga memiliki banyak peranan dan memberikan kemudahan untuk menjangkau tempat atau daerah yang terbatas. Peran dan keunggulan tersebut dibatasi oleh kemampuan quadcopter yang hanya dapat terbang rata-rata sebesar 30 menit. Oleh karena itu dilakukan penelitian untuk menambah waktu terbang atau flight time pada Quadcopter salah satunya dengan mendesain frame sehingga dapat menambah kapasitas baterai. Kemudian mensimulasikannya dan merealisasikan dengan menggunakan 3D printer. Pada penelitian tugas akhir ini dilakukan perancangan frame sebagai battery holder Li-Ion pada Quadcopter F450 RTF. Perancangan dimulai dengan merancang susunan baterai Li Ion yang memiliki energi densitas yang lebih besar dibanding jenis baterai lain. Rancangan baterai selanjutnya diiterasikan dengan jumlah beban yang dapat diangkat oleh keempat motor dari F450 RTF sehingga dengan menggunakan rumus pemakaian power terhadap berat didapatkan rancang susunan baterai yang optimal. Metode berlanjut pada pemodelan frame dengan menggunakan solidwork 2016 dengan tebal awal 1 mm. Kemudian dilakukan simulasi static structural untuk kondisi hovering, climb, roll/pitch, dan explicit dynamic untuk kondisi jatuh bebas menggunakan software Ansys workbench 18, sehingga didapatkan hasil simulasi tegangan dan strain dari frame drone. Jika belum memenuhi maka dilakukan perancangan dan pendesainan ulang dengan menambahkan ketebalan frame dengan battery holder. Jika sudah memenuhi maka proses berlanjut pada pencetakan rancangan dengan menggunakan mesin 3D printer. Hasil dari 3D printing dirangkai dan diuji terbangkan. Hasil didapatkan susunan baterai 4 seri 8 paralel dengan kapasitas 25.6 Ah dan flight time 140.19 menit. Pemodelan awal frame dengan tebal 1 mm didapatkan masa 219 g kemudian disimulasikan pada 4 konidisi yaitu hovering, climb, roll/pitch dan jatuh bebas. dan didapatkan hasil tegangan maksimal dan regangan 3.99 Mpa dan 0.01 % untuk hovering, 7.43 Mpa 0.04 % untuk climb, 4.98 Mpa dan 0.02 % untuk roll/pitch, 94 Mpa 0.54 % untuk jatuh bebas. Semua hasil simulasi yang didapatkan memenuhi dalam batas tegangan dan regangan maksimal pada setiap kondisi. kemudian frame berhasil dicetak menggunakan 3D printer kemudian berhasil memenuhi pada setiap pengujian.
=================================================================================================================================
Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is an unmanned vehicle controlled via a remote control, one of which is a quadcopter. Quadcopter is easy to learn. It can take off and landing vertically, so it can reach difficult area. But it has weakness at the ability of flight time. The average flying time of a quadcopter is 20 minutes. it makes the function of the Quadcopter limited. So, it need the research to increase flight time of Quadcopter by increasing battery capacity. In this final assignment research, the frame designed as a battery holder refering to F450 RTF quadcopter. The designing began by compile of NCR 18650 batteries that have greater energy density. Designing battery must comform with the amount of load that can be lifted by the four motors of quadcopter. So it can find the optimum battery for the quadcopter. Next, the geometry of frame calculated and designed with the battery holder. The design use solidwork 2016 with an initial thickness of 1 mm. Then the simulation use Ansys 18 static structural and explicit dynamic analisys, so there will be finded the stress and strain from simulation results of frame. If it reach the maximum limit, it must redesign by adding the thickness of the frame. If it was safe, the process continues to printing by 3D printer machine. The results of 3D printing are assembled and tested. The results obtained the 4 series 8 parallel battery arrangement with capacity 25.6 Ah and flight time up to 140.21 minutes. The initial weight of the frame with 1 mm of 219 g was tested on 4 conditions, that is hovering, climb, roll / pitch, and free fall condition. The stress and strain in hovering condition is 4.003 Mpa, 0.01 %, and in climb the stress and strain is 7.45Mpa, 0.04% and in roll/pitch the stress and strain is 5.25 Mpa, 0.02 %, and last the stress and strain in fall condition is 2.51 Mpa, 0.01 %. The results of simulation obtained the maximum stress and strain in every condition is achieved from the maximum limit stress and strain. The frame printed with 3d printing and can safe at every test conditions.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Flight time, Quadcopter, 3D printing
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Ali Ali Muhtar
Date Deposited:	21 Jul 2026 03:17
Last Modified:	21 Jul 2026 03:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/69655

Actions (login required)

View Item