## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
31

## Rancang Bangun Motor Brsuhless Direct Current Three Phase Axial Flux Nylon Carbon Fiber pada Unmanned Aeral Vehicle (UAV)

## Gamma Aditya Rahardi
gamma.rahardi@unej.ac.id
Universitas Jember Adi Purtanto Putrantoa19@gmail.com Universitas Jember Widyono Hadi Widyono@unej.ac.id Universitas Jember Abstrak
Pesawat  tanpa  awak  atau  Pesawat  nirawak  (Unmanned  Aerial Vehicle atau UAV), adalah sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan  kendali  jarak  jauh  oleh  pilot.  drone  telah  diterapkan dalam  berbagai  layanan  seperti  pengawasan  Infrastruktur, pemetaan  daerah  pertanian,  dan  pemetaan  daerah  industry. Perancangan motor BLDC Axial Flux Nylon Carbon Fiber pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV) ini menggunakan bahan nylon carbon  fiber  pada  penampang  stator  dan  rotornya  karena memiliki  berat  yang  ringan  dan  kuat.  Pengujian  pertama mengetahui  kinerja  dari  empat  motor  BLDC  Axial  Flux  Nylon Carbon Fiber dengan variasi sinyal dari throttle yang diberikan menghasilkan  arus,  daya  dan  kecepatan  motor  yang  berbeda, untuk  daya  didapatkan  dari  hasil  perhitungan  akar  tiga dikalikan  dengan  tegangan  dikali  arus.  Setelah  data  terkumpul selanjutnya yaitu membandingkan motor pertama kedua ketiga dan  keempat  apakah  ke  empat  motor  yang  di  buat  dengan konstruksi  yang  sama  memiliki  perbedaan  arus,  daya,  gaya angkat  maupun  kecepatannya.  Hasil  pengujian  menghasilkan motor  BLDC  Axial  Flux  Nylon  Carbon  Fiber  tersebut mempunyai  beberapa  kelebihan  yaitu  berat  dari  motor menggunakan bahan Nylon Carbon Fiber.
Kata  Kunci — Unmanned  Aerial  Vehicle,  motor  BLDC,  Axial flux, Nylon Carbon Fiber.
Abstract Unmanned  aircraft  or  Unmanned  Aerial  Vehicle  (UAV),  is  a flying  machine  that  functions  with  remote  control  by  the  pilot. drones  have  been  applied  in  various  services  such  as infrastructure  surveillance,  mapping  of  agricultural  areas,  and mapping of industrial areas. The design of the Axial Flux Nylon Carbon  Fiber  BLDC  motor  on  this  Unmanned  Aerial  Vehicle (UAV) uses nylon carbon fiber material on the stator and rotor cross sections because it has lightweight and is strong. The first test  was  to  determine  the  performance of  the  four BLDC Axial Flux Nylon Carbon Fiber motors with the variation of the signal from the given throttle resulting in different current, power, and motor speed, for power, obtained from the calculation of the root of  three  multiplied  by  the  voltage  times  the  current.  After  the data  has  been  collected,  the  next  step  is  to  compare  the  first, second, third, and fourth motors, whether the four motors made with  the  same  construction  have  different  currents,  power,  lift, and  speed.  The  test  results  produce  a  BLDC  Axial  Flux  Nylon Carbon  Fiber  motor  that  has  several  advantages,  namely  the weight of the motor using Nylon Carbon Fiber material.
Keywords — Unmanned Aerial Vehicle, motor BLDC, Axial flux, Nylon Carbon Fiber.

## I. PENDAHULUAN
Drone  merupakan  pesawat  tanpa  awak  yang dikendalikan  dari  jarak  jauh.  Pesawat  tanpa  awak  atau Pesawat  nirawak  (Unmanned  Aerial  Vehicle  atau  UAV), adalah sebuah mesin terbang yang berfungsi dengan kendali jarak  jauh  oleh  pilot  atau  mampu  mengendalikan  dirinya sendiri,  komponen  Unmanned  Aerial  Vehicle  yang memiliki  peran  penting  dalam  menerbangkannya  salah satunya  adalah  motor  BLDC  tiga  fasa  yang  beredar dipasaran.  Motor  listrik  menjadi  kebutuhan  penting  dalam bidang  teknologi.  Salah  satu  perkembangan  dari  motor BLDC  tiga  fasa  yaitu  Motor  BLDC  AFPM  (Axial  flux Permanent  Magnet)  dan  RFPM  (Radial  Flux  Permanent Magnet).  AFPM    mempunyai  kelebihan  dibandingkan dengan tipe RFPM, Keunggulan dari AFPM yaitu dalam hal daya  penarikan  beban,  celah  udara, torsi,  bobot  yang  lebih ringan,  dan  pembuangan  panas  yang  lebih  baik  daripada RFPM,  celah  udara  dari  RFPM  berkisar  1  mm  dapat membuat  kerapatan  medan  magnet  pada  celah  udara  suhu menjadi  lebih  tinggi  sehingga  mengurangi  efisiensi  dari motor tersebut, sedangkan tipe AFPM memiliki celah udara yang  lebih  lebar  sehingga  tidak  akan  terjadi  panas  pada celah udara tersebut.
Penelitian  ini  menjawab  beberapa  permasalahan  atau pertanyaan yang muncul mengenai pembuatan motor BLDC dari  segi  bahan  maupun jenis bldc tipe  AFPM  dan AFPM. Sehingga  dapat  mengetahui  pengaruh  bahan  pada  motor BLDC  terhadap  torque  dan  RPM  motor  dan  mengetahui pengaruh  RPM,  torque  dan  daya  angkat  dari  perubahan konstruksi  magnet  permanent.  Diharapkan  setelah mengetahui parameter.
Bahan Nylon Carbon Fiber sebagai konstruksi penyusun motor  dipilih  dalam  penelitian  ini  karena  memiliki  banyak keunggulan  daripada  bahan  lainnya.  Saat  ini  pemakaian komposit sebagai  part  body kendaraan sudah menjadi  tren, dan  Carbon  Fiber  Composite  (CFC)  menjadi  pilihan dikarenakan  CFC  memiliki  strength  to  weight  ratio  yang
32
sangat tinggi
Pada  penelitian  ini  akan  dikembangkan  Nylon  Carbon Fiber  pada  desain  part  body  motor  listrik  BLDC  Axial  flux Permanent  Magnet  diharapkan  dapat  menambah  kekuatan konstrukti  dan  penurunan  bobot  dari  motor  listrik  tersebut agar  mengurangi  rugi-rugi  daya  angkat  sehingga  Unmanned Aerial Vehicle (UAV) menjadi lebih efisien.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Penelitian  dilakukan  dengan  pengukuran  nilai  arus keluaran, tegangan masukan, kecepatan motor, tegangan fasa motor,  frekuensi  motor.  Pada  bab  ini  akan  menjelaskan waktu,  tempat  jenis  data,  ruang  lingkup,  sumber  data,  dan metode penelitian yang dilakukan.

## A. Rancangan Penelitian
Penelitian  rancang  bangun  motor  Axial  Flux  BLDC  tiga fasa  dengan  bahan  penampang  Nylon  Carbon  Fiber  pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV).
Perancangan penelitian ini meliputi mendesain penampang  motor  dengan  software  corel  draw  dan  blender sesuai  dengan  besar  yang  di  butuhkan  untuk  motor  drone, diameter  dan  ketebalan  magnet,  besar  bearing,  jumlah  pole, dan jumlah magnet.
Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui  kecepatan  motor, tegangan  motor,  arus  motor.  Dengan  pengujian  parameter tersebut  dapat  diketahui  torsi  motor,  rugi  daya  motor,  daya mekanis  motor  dan  efisiensi  motor.  Setelah  mendapatkan data tersebut dapat di identifikasi kekuatan angkat dari motor tersebut  dari  rpm  terendah  sampai  dengan  tertinggi  dapat mengangkat beban berapa gram.

## B. Rancangan Penelitian
Berikut  ini  merupakan  diagram  alir  pelaksanaan penelitian  serta  blog  diagram  perancangan  sistem  untuk melakukan analisis.

## Gbr.1 Blok Diagram Sistem
Dari  gambar  blok  diagram  (Gambar  1)  dapat  diketahui bahwa  untuk  memutar  motor  BLDC  melalui  beberapa  tahap dari  yang  pertama  sumber  DC  12  Volt  menuju  driver  motor ESC  (Elektronik  Speed  Control)  yang  berfungsi  untuk memvariasikan  kecepatan  motor  listrik  dan  sebagai  rem dinamis,  dimana  sinyal  pwm  di  hasilkan  dari  modul  servo tester  CCPM  untuk  pengendalinya,  kemudian  motor  listrik
dapat  berputar  sesuai  dengan  besar  throttle  dibuka.  untuk pengambilan  data  menggunakan  voltmeter,  tachometer,  dan amperemeter.

## C. Rancangan Penelitian
Pada  perencanaan  motor  BLDC  ini  mengacu  pada  rpm yang  dapat  di  hasilkan  oleh  motor  agar  dapat  mengangkat unmanned aerial vehicle itu sendiri yang biasa di sebut dengan gaya  dorong  atau  thrust  force.  Maka  Langkah  berikutnya untuk menentukan target rpm pada motor BLDC yang akan di bangun  menggunakan  table  penelitian  dari  jackerber  sebagai berikut:
1. Data Motor DC Brushles
2. Perencanaan Kecepatan motor dan Konstruksi Motor Konstruksi  motor  yang  akan  di  buat  6  slot  dan  8  pole, magnet  neodymium,    dapat  menghasilkan  rpm  2365. Berdasarkan referensi yang digunakan mengatakan Axial Flux Permanent Magnet BLDC motor dengan konstruksi 6 slot dan 8 pole memiliki efisiensi 60% hingga 71%, kecepatan putaran maksimum  pada  2364  rpm.  Untuk  mencapai  kecepatan maksimum  tersebut  menggunakan  tegangan  sebesar  24volt frequensi  24 Hz. untuk mengetahui berapa besaran arus yang mengalir pada kawat bisa dilihat dibawah ini:
Dari rumus diatas memiliki target daya (P) sebesar 10 watt kemudian  pada  umumnya  motor  drone  menggunakan tegangan  (V)  12  volt,  untuk  mencari  arus  (I)  yang  mengalir pada motor didapat arus sebesar 0,481 A. Kemudian mencari kecepatan  (Nr)  dari  perancangan  motor  drone  dengan  rumus dibawah ini:
Dari rumus diatas diketahui (Nr) sebesar 3000 RPM yang diinginkan dengan memiliki jumlah kutup (p) sebesar 6 kutup. Dikarenakan  untuk  merancang  motor  BLDC  3  fasa  jumlah kutup  dibagi  dengan  jumlah  fasa.  Untuk  mengetahui  torsi yang di dapat dari daya 10 watt dirumuskan sebagai berikut:

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
33
Sebelum  mencari  torsi  dengan  daya  10  watt  mencari omega  ( ω )  terlebih  dahulu  dengan  omega  314  rad/s,  dengan kecepatan  3000  RPM  didapat  dari  perhitungan.  Setelah mengetahui nilai omega lalu mencari nilai torsi yang diperoleh motor  dengan  daya  sebesar  10  watt  dirumuskan  sebagai berikut:
Dari rumus diatas mendapatkan nilai torsi 0,0318 Nm dari daya 10 watt dan omega 314 rad/s.
3. Desain Motor
Untuk desain motor BLDC Axial Flux Permanent Magnet tersusun  dari  bagian  stator  dan  rotor  yang  ditunjukkan  pada Gambar 2. a. Desain Stator
Gbr. 2. Desain 3D stator dan desain 2D stator
Keterangan gambar:
1. Inti besi 2mm
2. Stator diameter 50 mm ketebalan 3 mm.
3. Bearing diameter 8mm.
4. Spul  115  lilitan  diameter  kawat  email  0.5  mm,  diameter spul 13 mm.
b.  Desain Rotor
Gbr. 3. Desain rotor 3d dan Desain rotor 2d
Keterangan gambar:
1. Magnet neodymium diameter 10 mm tebal 3 mm.
2. Penampang rotor diameter 50 mm tebal 3mm.
3. Lubang as bearing 3mm.
4. Desain konstruksi motor BLDC Axial Flux Permanent Magnet.
Magnet  yang  digunakan  adalah  jenis  neodymium berdiameter  1  Centimeter  disusun  secara  U-S-U-S.  Pada bagian  spul  menggunakan  kawat  email  dengan  diameter  0,5 milimeter menggunakan inti besi. Untuk bearing menggunakan  ukuran  diameter  luar  8  milimeter,  diameter dalam 3 milimeter sehingga ukuran as menyesuaikan diameter dalam dari bearing yaitu 3 milimeter
Gbr.4.  Desain konstruksi 3D Motor BLDC Axial Flux Permanent Magnet Nylon Carbon Fiber Pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV)
Keterangan:
1.  Rotor berbahan nylon  carbon fiber diameter 5 cm  tebal  3 mm.
2.  Inti besi diameter 3 mm.
3.  Stator berbahan nylon carbon fiber diameter 3 mm.
4.  Magnet neodymium diameter 1 cm tebal 3mm.
5.  Bearing berukuran diameter luar 8mm dan diameter dalam 3mm.
6.  Solenoid  /spul  menggunakan  kawat  tembaga  dengan diameter 0.5 mm berjumlah 115 lilitan tiap satu solenoid.

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Pada  bab  ini  akan  menjelaskan  dari  hasil  pengujian  motor BLDC  (Brushless  Direct  Current)  3  phase  axial  flux  nylon carbon  fiber  pada  Unmanned  Aerial  Vehicle  (UAV). Penelitian  ini  merancang  dan  membuat  motor  BLDC  axial flux 3 phase dengan bahan nylon carbon fiber pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV) dengan menggunakan konstruksi stator tunggal  yang  memiliki  kutub  berjumlah  6,  setiap  kumparan memiliki  jumlah  lilitan  sebanyak  115  yang  didapatkan  dari menggulung  spul  dengan  diameter  kumparan  maksimal  18 mm  hingga  penuh  dan  menghasilkan  sebanyak  115  lilitan, Pada  tiap  kumparan  stator  diberikan  kawat  email  dengan ukuran  0,5  mm.  3  kumparan  dihubungkan  secara  seri  dan kumparan lainnya dihubungkan secara delta.
34
Selanjutnyauntuk  konstruksi  rotor  pada  penelitian  ini menggunakan  8  kutub  kumparan  dengan  magnet  atau  poles yang  digunakan  sebanyak  8  buah  dengan  diameter  1  cm ketebalan  3  mm  yang  disusun  secara  berseling  (kutup  utara dan  kutup  selatan).  Untuk  memutar  motor  BLDC  tersebut menggunakan  driver  motor  dari  pabrikan  yang  digunakan pada drone atau unmanned aerial vehicle pada umunya.
Pada  desain  motor,  bentuk  dari  rotor  dibuat  seperti piringan  menggunakan  bahan  nylon  carbon  fiber  karena kelebihannya yang ringan dan kuat dicetak menggunakan 3D print  dengan  ukuran  diameter  5  cm  ketebalan  3  mm,  rotor dibuat lubang yang mengelilingi piringan sejumlah 8 sebagai peletakan magnet  neodymium  dengan diameter lubang 1 cm menyesuaikan  jumlah  dan  ukuran  dari  magnet  neodymium yaitu 10 x 3 mm sebanyak 8 buah magnet. Untuk desain dari stator juga menggunakan bahan nylon  carbon fiber diameter menyesuaikan  dari  ukuran  rotor  yaitu  sama  5  cm  dengan ketebalan 3 mm.
Pengujian  motor  ini  meliputi  dua  pengujian  yaitu pengujian  motor  tanpa  beban  dan  pengujian  4  motor menggunakan  beban.  Pada  pengujian  tanpa  beban  setiap motor  di  uji  menggunakan  driver  motor  dengan  sumber tegangan  12  Volt  dengan  variasi  sinyal  dari  throttle  dapat diketahui karakteristik tiap motor dilihat dari arus, daya, dan kecepatan  motor.  Pengujian  kedua  menggunakan  beban  , pengujian  ini  ke  empat  motor  di  pasang  pada  UAV  di  beri baling-baling dan di hubungkan dengan driver motor , flight control,  receiver,  dan  remot  sebagai  transmitter  dengan tegangan  dari  baterai  lippo  12  Volt.  Hal  ini  bertujuan  untuk mengetahui  arus,  dan  daya  angkat  dari  ke  empat  motor tersebut.

## A. Pengujian Motor BLDC Axial Flux Nylon Carbon Fiber
Adapun  hasil  pengujian  motor  BLDC  Axial  Flux  Nylon Carbon  Fiber  pada  UAV  untuk  mengetahui  berat  dari  motor, kecepatan, tegangan, arus dan daya angkat dari motor tersebut. Spesifikasi  berat  dan  pengukuran  dari  motor  BLDC  Axial Flux 3 Phase Nylon Carbon Fiber dari hasil pengujian berupa tegangan, arus, dan kecepatan putaran motor ditunjukkan pada Tabel 1.
TABEL I S PESIFIKASI M OTOR BLDC A XIAL F LUX 3 P HASE N YLON C ARBON F IBER Keterangan Simbol Nilai Lilitan N 115 lilitan Kutub P 6 kutub Diameter D 0.050 meter Jari-jari rotor r 0.025 meter
Pada motor BLDC Axial Flux 3 Phase Nylon Carbon Fiber memiliki diameter 5 cm pada stator dan rotornya. Pada stator memliki 6 kutub kumparan, dan tiap kumparan terdiri dari 115 lilitan dengan ukuran diameter kawat email sebesar 0,5 mm.
Dapat  dilihat  pada  table  2  bahwa  hasil  pengukuran  massa komponen  penyusun  dari  motor  BLDC  3  Phase  Axial  Flux Nylon Carbon Fiber memiliki total massa sebesar 88,8 gram.
Dalam  penggunaan  bahan  nylon  carbon  fiber  terbukti  efektif dalam  pengurangan  beban  dari  tabel  diatas  berat  dari penampang rotor dan stator hanya memiliki berat sebesar 3,5 Gram  saja  sedangkan  penyumbang  berat  terbesar  ialah  dari spool dan inti besi masing-masing memiliki berat total hingga 31 gram.
TABEL 2 H ASIL P ENGUUKURAN M ASSA K OMPONEN P ENYUSUN M OTOR BLDC A XIAL F LUX N YLON C ARBON F IBER No Nama Jumlah Massa (Gram) Massa Total (Gram) 1 Magnet Neodymium 8 2 16 2 Penampang Rotor 1 3,5 3,5 3 Bearing 2 2 4 4 Penampang Stator 1 3,5 3,5 5 Spool 6 5,3 31,8 6 Inti besi 6 5 31 Massa Total 88,8 TABEL 3
H ASIL P ENGUUKURAN M ASSA K OMPONEN P ENYUSUN M OTOR BLDC A XIAL F LUX BAHAN A KRELIK No Nama Jumlah Massa (gram) Massa Total (gram) 1 Magnet Neodymium 8 2 16 2 Penampang Rotor 1 7,1 7,1 3 Bearing 2 2 4 4 Penampang Stator 1 7,1 7,1 5 Spool 6 5,3 31,8 6 Inti besi 6 5 31 Massa Total 97
Dari  tabel  3  merupakan  hasil  pengukuran  Massa komponen  penyusun  motor  BLDC  Axial  Flux  menggunakan bahan akrilik di dapat total dari massa tersebut adalah 97 gram. Untuk  bahan  akrilik  digunakan  pada  penampang  stator  dan penampang rotor masing masing memiliki massa 7,1 gram.
Dari  hasil  pengukuran  pada  tabel  2  dan  3  di  dapat  hasil perbandingan massa motor untuk massa motor berbahan nylon carbon fiber keseluruhan seberat 88,8 gram, sedangkan untuk motor dengan bahan akrilik mempunyai massa total 97 Gram. Kedua  motor  tersebut  mempunyai  perbedaan  massa  total karena  perbedaan  bahan  penyusun  motor  tersebut.  Untuk bahan nylon carbon fiber mempunyai massa lebih ringan pada stator  dan rotornya  dengan  massa  3,5  gram.  Sedangkan  pada bahan akrilik massa dari stator dan rotornya adalah 7,1 gram. Jadi dapat disimpulkan bahwa bahan nylon carbon fiber lebih ringan daripada dengan bahan akrilik.

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
35
Pada  table  4  menunjukkan  hasil  Motor  Brushless  Direct Current 3 Phase Axial Flux Nylon Carbon Fiber Tanpa Beban dengan  tegangan  sumber  yang  sama  menggunakan  variasi throttle.  Dari  empat  motor  yang  diuji  memiliki  karakteristik yang hampir sama. Semakin besar throttle di buka maka arus yang  dihasilkan  semakin  meningkat  diikuti  dengan peningkatan  dari  kecepatan  motor  juga  berbanding  lurus dengan  arus  motor,  semakin  meningkatnya  daya  motor tersebut  di  dapat  hasil  perhitungan  antara  akar  tiga  dikalikan tegangan dengan arus menghasilkan daya. Daya output motor tersebut juga berbanding lurus dengan arus jika semakin besar arus  motor  tersebut  maka  daya  output  motor  juga  semakin besar,  kecepatan  dan  daya  output  pada  motor  juga  semakin besar.
Kecepatan  diketahui  dari  pengukuran  menggunakan tachometer  yang  sebelumnya  motor  dipasang  encoder  agar tachometer  dapat  membaca  RPM  yang  didapat.  Tegangan dan  arus  juga  didapat  dari  voltampere.  Untuk  mendapatkan daya  dengan  cara  perhitungan  antara  tengan  motor  dengan arus  motor  kemudian  di  akar  tiga  dikarenakan  untuk  motor BLDC  3  Phase  menambah  perkalian  dengan  mengakar  tiga dihitung berdasarkan fasa yang digunakan.

## TABEL 4
H ASIL P ENGUJIAN M OTOR B RUSHLESS D IRECT C URRENT 3 P HASE A XIAL
N YLON C ARBON F IBER T ANPA B EBAN

## B. Perhitungan Daya Output Motor Brushless Direct Current 3 Phase Fluks Axial Nylon Carbon Fiber
Dari  uraian  tabel  data  4  dapat  diketahui  bahwa  semakin besar  throttle  di  buka  arus,  kecepatan  dan  daya  motor Brushless  Direct  Current  3  Phase  Fluks  Axial  Nylon  Carbon Fiber  akan  semakin  bertambah  besar.  Kecepatan  motor maksimal  pada  pengujian  ini  sebesar  15660  RPM,  Ketika throttle  dibuka  100%  menghasilkan  arus  3,15  Amper  dengan tegangan  12  Volt  sehingga  di  ketahui  daya  keluaran  tersebut sebesar  64,26  Watt.  Perubahan  throttle  dan  arus  inilah  yang menyebabkan  putaran  motor  berubah.  Dapat  dirumuskan P=√3.Ea.Ia    contoh  dari  rumus  adalah  P=√3.12.3,15=64,26
Watt  diketahui Ea adalah tegangan motor dan Ia merupakan arus motor yang di buktikan dari Gambar 5.
Dari  grafik  hubungan  antara  arus  dan  daya  dari  keempat motor  yang  dihasilkan  bahwa  semakin  besar  arus  maka  daya yang  diperoleh  dari  keempat  motor  tersebut  juga  semakin meningkat, sebagai contoh pada motor 1 saat arus sebesar 0,2 Ampere daya yang diperoleh 4,08 Watt, pada saat arus sebesar 2,48  Amper  daya  yang  diperoleh  sebesar  50,592  Watt  yang diperoleh  dari  perkalian  arus  dan  tegangan  dikali  akar  tiga. Grafik  tersebut  juga  menunjukkan  hasil  dari  empat  motor memiliki karakter yang  hampir sama atau tidak jauh berbeda dari  motor  pertama  hingga  ke  empat  sebagai  contoh  daya maksimal  dari  motor  ke  satu  dan  ke  dua  menunjukkan  hasil untuk motor ke satu memiliki daya maksimal 64,26 Watt dan motor ke dua 65,28 Watt. Dengan selisih karakter antar motor yang  dibuat  tidak  jauh  berbeda  sehingga  aman  untuk diimplementasikan pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV).
Gbr.  5.  Hubungan  Arus  dan  Daya  Output  empat  Motor  Brushless  Direct Current 3 Phase Axial Flux Nylon Carbon Fiber.
Gbr. 6. Perbandingan Daya Dan Kecepatan ke empat Motor Brushless Direct Current 3 Phase Axial Flux Nylon Carbon Fiber.
Dari  Gambar  6  dapat  dilihat  bahwa  perbedaan  daya  dari motor satu  hingga motor ke empat hanya sebesar 2,652 Watt yaitu pada motor ke tiga dan motor ke satu perbedaan tersebut tidak  terlalu  signifikan  karena  perbedaan  antar  motor  lain lebih kecil lagi. Untuk perbedaan kecepatan motor tidak lebih dari 1000 RPM lebih tepatnya pada motor ke satu dan ketiga mempunyai selisih sebesar 815 RPM dan antar motor lainnya mempunyai selisih yang lebih kecil.
Tegangan (Volt) Throtle (%) Arus (Amp) Kecepatan (Rpm) Daya (Watt) Torsi (Nm) Motor 1 12 25% 0,2 1191 4,08 0,20 12 50% 1,03 6966 21,01 1,04 12 75% 2,48 13728 50,59 2,51 12 100% 3,15 15660 64,26 3,19 Motor 2 12 25% 0,2 1170 4,08 0,20 12 50% 1,02 6863 20,81 1,03 12 75% 2,08 10619 42,43 2,10 12 100% 3,2 15389 65,28 3,24 Motor 3 12 25% 0,23 1388 4,69 0,23 12 50% 1,2 6835 24,48 1,21 12 75% 2,48 12894 50,59 2,51 12 100% 3,3 14845 67,32 3,34 Motor 4 12 25% 0,28 1713 5,71 0,28 12 50% 1,27 7067 25,91 1,29 12 75% 2,45 12174 49,98 2,48 12 100% 3,28 15504 66,91 3,32
36

## C. Pengujian  Kecepatan,  Arus,  dan  Daya  Motor  BLDC Pabrikan Tipe 2212 9920 KV
Dalam  pengujian  motor  BLDC  tipe  pabrikan  ini menggunakan konstruksi jenis motor BLDC Radial out runner karena  rotor  yang  berputar  berada  di  bagian  luar.  Pengujian menggunakan  sumber  12  volt  dan  pengukur  kecepatan tachometer. Hasil dari pengukuran motor BLDC pabrikan tipe 2212 920 KV dapat dilihat pada tabel 5.
TABEL 5 D ATA P ENGUJIAN M OTOR BLDC P ABRIKAN T IPE 2212920 KV Throtle Tegangan (Volt) Arus (Amper) Daya (Watt) Kecepatan (RPM) Motor 1 100% 12 0,49 10,00 9994 Motor 2 100% 12 0,47 9,59 9789 Motor 3 100% 12 0,52 10,61 9871 Motor 4 100% 12 0,5 10,20 9880
Dari  table  5  merupakan  hasil  pengukuran  karakteristik motor  BLDC  Pabrikan  tipe  2212  920  KV.  Dari  hasil pengukuran keempat motor tersebut  mempunyai karakteristik yang hampir sama dengan melihat selisih  dari arus, daya dan kecepatan yang terukur.

## D. Pengujian Daya Angkat Motor Brushless Direct Current 3 Phase Axial Nylon Carbon Fiber pada UAV
Pada  pengujian  daya  angkat  motor  BLDC  ini  ke  empat motor di fungsikan secara bersama untuk  mengangkat  beban, dan akan di ketahui berapa arus, daya dan akan diketahui pada arus  dan  daya  berapa  ke  empat  motor  tersebut  dapat mengangkat beban.
TABEL 6
T ABEL P ENGUJIAN D AYA A NGKAT M OTOR BLDC 3 P HASE A XIAL F LUX N YLON C ARBON F IBER PADA UAV Throtle Tegangan (Volt) Arus (Amp) Daya (Watt) Kondisi (UAV) 25% 12,3 5,44 113,7504 Belum Terangkat 50% 12,1 9,81 201,7917 Belum Terangkat 75% 11,9 14,2 287,266 Mulai Terangkat 0-5 Cm 100% 11,6 17,4 343,128 Terangkat 15 Cm
Dapat  dilihat  beberapa  pengujian  dengan  beberapa parameneter  antara  lain  throttle  ,  tegangan,  arus,  daya  ,  dan kondisi  UAV.  Pada  pengujian  tersebut  hal  yang  di  berikan variable bebas adalah throttle, dimulai dari 25% hingga 100% untuk  tegangan  dari  baterai  lippo  12  Volt.  Semakin  besar throttle  di  buka  maka  arus  dan  daya  juga  bertambah  tinggi atau berbanding lurus. Saat throttle di buka 25% hingga 50% terukur  arus  sebesar  5,44  Amper  hingga  9,81  Amper  dan daya  sebesar  113,7504  Watt  hingga  201,7917  Watt  Kondisi UAV belum terangkat.

## Gbr.  7.  Pengujian  Empat  Motor  BLDC  3  Phase  Axial  Nylon  Carbon  Fiber pada UAV
Pada Gambar 7 diatas grafik tersebut menunjukkan bahwa semakin  besar  throttle  di  buka  arus  dan  daya  yang  di keluarkan oleh motor tersebut semakin besar atau berbanding lurus. Berbanding terbalik dengan tegangan yang disuply dari baterai  semakin besar throttle dan arus, tegangan mengalami penurunan  dari  posisi  throttle  25%  arus  yang  terukur  5,44 Amper  tegangan  dari  baterai  masih  normal  yaitu  12,3  Volt sampai  throttle  dibuka  sampai  100%  arus  yang  terukur  17,4 Amper  dan  tegangan  dari  baterai  menjadi  11,6  Volt mengalami  penurunan  sebesar  0,7  Volt  mensuply  hingga daya yang besar  yaitu 343,128 Watt.

## E. Pengujian Trush Motor BLDC Axial Flux Nylon Carbon Fiber
Pengujian  motor  BLDC  Axial  Flux  ini  bertujuan  untuk mengetahui  seberapa  besar  gaya  angkat  dari  motor  tersebut dengan menggunakan sumber batterai lippo 3S 2200 mAh dan propeller  jenis  Kingkong  LDARC  70x40  3  Blade.  Hasil  dari pengukuran thrust dapat dilihat pada Table 7.

## TABEL 7 P ENGUJIAN T RUSH M OTOR BLDC A XIAL F LUX N YLON C ARBON F IBER
Tegangan (Volt) Throtle Thrust (Kg) F Lift (Kg m/s2) Motor 1 12 100% 0,195 1,911 Motor 2 12 100% 0,208 2,038 Motor 3 12 100% 0,204 1,999 Motor 4 12 100% 0,196 1,921 Rata-rata 1,967
Dari  table  7  dapat  dilihat  bahwa  setiap  motor  memiliki thrust  yang  berbeda  tetapi  perbedaan  tersebut  tidak  terlalu signifikan,  perbedaan  paling  tinggi  pada  motor  pertama  dan kedua mempunyai  selisih  13 gram.. Untuk membuat  pesawat quadcopter bisa terbang dibutuhkan gaya sebesar F.

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
TABEL 8 H IUBUNGAN G AYA T RUSH M OTOR DENGAN G AYA T OLAK M ENOLAK
Gaya Thrust F = m x g ( ) Gaya Tolak Menolak F = T /r (N) Motor 1 1,911 127,51 Motor 2 2,038 133,58 Motor 3 1,999 129,53 Motor 4 1,921 132,77
Dari  table  8  merupakan  hasil  perhitungan  dari  gaya  thrust motor  dan  gaya  tolak  menolak  dari  motor.  Gaya  thrust merupakan  gaya  dorong  dari  motor  tersebut  diperoleh  dari perhitungan  massa  dikali  grafitasi  sedangkan  gaya  tolak menolak  motor  merupakan  gaya  tolak  menolak  antara  rotor dan  stator  diperoleh  dari  torsi  dibagi  dengan  jari-jari  dari motor.
Dari  data  tersebut  torsi  motor  menentukan  besarnya  gaya thrust  pada  motor  jika  torsi  motor  tersebut  besar  maka  gaya thrust  motor  juga  semakin  besar  dan  sebaliknya  jika  motor tersebut  mempunyai  torsi  yang  kecil  maka  gaya  thrust  pada motor  tersebut  juga  kecil  karena  persamaan  dari  F  sama dengan  torsi  dibagi  dengan  jari-jari  motor  sehingga  didapat hasil gaya tolak menolak pada motor yang dapat dilihat pada table  8.  Dapat  disimpulkan  bahwa  semakin  besar  gaya  tolak menolak  motor  maka  gaya  thrust  dari  motor  juga  semakin besar,  jika  gaya  tolak  menolak  motor  kecil  maka  gaya  thrust yang  dihasilkan  motor  tersebut  juga  kecil  atau  berbanding lurus.

## IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Dari  p enelitian  berjudul  “Rancang  Bangun  Motor Brushless  Direct  Current  Axial  Flux  Three  Phase  Nylon Carbon  Fiber  Pada  Unmanned  Aerial  Vehicle  (UAV)”  ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Perancangan  motor  BLDC  Axial  Flux  dengan  bahan Nylon Carbon Fiber memiliki kelebihan yaitu lebih ringan 1  buah  motor  memiliki  massa  sebesar  88,8  gram dibandingkan  dengan  bahan  akrilik  massa  motor  sebesar 97 gram.
2. Motor BLDC Nylon Carbon Fiber yang dirancang dari ke empat  motor  memiliki  karakteristik  dengan  kecepatan rata-rata sebesar 15349,5 RPM dengan arus sebesar 3,23 Amper,  daya  motor  sebesar  65,94  Watt  dan  mempunyai gaya  angkat  sebesar  1,967 .  Pada  saat  diujikan
pada Unmanned Aerial Vehicle (UAV)  saat  daya sebesar 113,7504  Watt  sampai  201,7917  Watt  kondisi  UAV belum  terangkat,  saat  daya  sebesar  287,266  Watt  UAV sudah mulai terangkat ketinggian 0-5 Cm. UAV terangkat saat  daya  sebesar  343,128  Watt  dengan  ketinggian  5-15 Cm.

## R EFERENSI
[1] Anggraini,  D.  (2017).  Kendali  Transmitter  Dan  Receiver  4  Channel Pada Pesawat Tanpa Awak ( Uav ) Tipe Cessna. 4 – 32.
[2] G. A. Rahardi, K. Anam, A. R. Chaidir and D. A. Larasati, "Navigation System for Olfactory Mobile Robot by Using Machine Vision System," 2021  IEEE  7th  International  Conference  on  Smart  Instrumentation, Measurement  and  Applications  (ICSIMA),  2021,  pp.  21-24,  doi: 10.1109/ICSIMA50015.2021.9526330.
[3] Hidayati, N. A., Setyabudi, S. A., Choiron, M. A., & Alamsyah, F. A. (2019). Simulasi Komputer Desain Part Body Kendaraan Hemat Energi Dengan Material Carbon Fiber Composite. 2019, 78 – 81.
[4] Kurnianto,  D.  R.  (2018).  Penentuan  Spesifikasi  Motor  BLDC  Pada UAV Militus.
[5] Kurniawan,  Y.,  &  Zulkifli,  Z.  (2019).  Rancang  Bangun  Pembangkit Listrik  Menggunakan  Solenoida  Dengan  Pemanfaatan  Fluks  Magnet. RELE (Rekayasa Elektrikal Dan Energi) : Jurnal Teknik Elektro, 2(1), 9 – 13. https://doi.org/10.30596/rele.v2i1.3111
[6] LAVITRY,  RISER,  FOURNY,  &  CAMPAN.  (1953).  Myasthénie guérie par l’ablation d’un thymus non tumoral; Bulletins et Mémoires de La Société, 69(21 – 23), 764 – 767
[7] Layang, S., & Raya, U. P. (2021). FIBER REINFORCED POLYMER AS  A  REINFORCING  MATERIAL  FOR  CONCRETE.  August. https://doi.org/10.37304/balanga.v9i1.3276
[8] Nugraha, Y. U., Yuniarto, M. N., Herizal, H., Asfani, D. A., Riawan, D. C., & Wahyudi, M. (2018). Design Analysis of Axial Flux Permanent Magnet  BLDC  Motor  5  kW  for  Electric  Scooter  Application. Proceeding - 2018 International Seminar on Intelligent Technology and Its Application, ISITIA 2018, 163 – 168. https://doi.org/10.1109/ISITIA.2018.8711225
[9] Sardjono, P., Adi, W. A., Sebayang, P., & Muljadi. (2012). ANALISIS FASA DAN SIFAT MAGNETIK PADA KOMPOSIT
BaFe12O19/Nd2Fe14B  HASIL  MECHANICAL  MILLING.  Jurnal Sains Materi Indonesia, 13(2), 146 – 152
[10] Suroso, I. (2016). Peran drone/unmanned aerial vehicle (UAV) buatan sttkd  dalam  dunia  penerbangan.  Jurnal  Teknik  Aeronautika  Sekolah Tinggi Teknologi Kedirgantaraan.
[11] Utomo, S. B., Irawan, J. F., Hadi, W., & Sastiko, B. (2021). Design of 6S8P  axial  flux  permanent  magnet  brushless  DC  motor  with  double- sided rotor. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1034(1), 012053.
[12] Yulianti,  B.  (2020).  Analisis  Motor  pada  Quadcopter.  Jurnal  Mitra Manajemen,8(2),121127.https://journal.universitassuryadarma.ac.id/ind ex.php/jmm/article/view/519
[13] G.  A.  Rahardi,  W  Widjonarko,  SBU  Utomo, ” Design  of  Rice  Dryer Automation System Using Fuzzy MIMO Method ” , Indonesian Journal of  Electrical  and  Electronics  Engineering,  2022,  pp.  19-24,  DOI: https://doi.org/10.26740/inajeee.v5n1.p19-24.