Laporan Instrumentasi Robot 2009

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

BAB III. PEMBAHASAN

Pada tahun 2009 ini diadakan Kontes Robot Indonesia (KRI) 2009 yang bertemakan tentang “Robot Gotong Royong dan Tabuh Bedug” (KRI) atau “Travel Together For the Victory Drum” (ABU) dan juga Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) yang bertemakan tentang “Robot Pemadam Api” Pada Kontes Robot Indonesia (KRI) yang bertemakan tentang “Robot Gotong Royong dan Tabuh Bedug” ini memiliki aturan yaitu : robot yang dilombakan berjumlah 3 buah robot dengan ketentuan 2 buah robot otomatis (Auto Carrier dan Traveller) yang berjalan mengikuti garis dan 1 buah robot manual (Manual Carrier) yang dikontrol oleh manusia melalui sebuah remot kontrol yang bermedia kabel atau inframerah dengan batas maksimum berat dari ketiga buah robot tidak lebih dari 50 kg dan ketentuan ukuran masing – masing robot yaitu : 1. Auto carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500 mm. 2. Manual carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500 mm. 3. Traveller ukuran maximum p x l = 2000 x 2000 mm dengan tinggi yang tidak dibatasi. Ketiga robot tersebut di atas berjalan secara bersamaan di atas sebuah lapangan yang telah disediakan sedemikian rupa sesuai dengan tema yang akan dilombakan. Di bawah ini akan dibahas rule pertandingan yang akan dilombakan.

10

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

11

Ketentuan pertandingan sebagai berikut : A. Lapangan pertandingan

Gambar 4. Bentuk Lapangan Pertandingan *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 7 Spesifikasi lapangan, yaitu : 1. Lapangan memiliki Game Area dan Safety Area. 2. Ukuran lapangan 1200 x 1200 mm yang dikelilingi oleh pagar kayu setinggi 100 mm dan tebal 30 mm. 3. Garis putih yang digambar pada lantai lapangan, seperti terlihat pada gambar di atas, setiap garis memiliki lebar 30 mm. 4. Lapangan terdiri dari Kago (Palanquin) Zone dan Drum Zone 5. Kago Zone, bagian – bagian Kago Zone yaitu : a. Kago Zone dibagi menjadi 2 buah bagian terpisah, satu untuk tim merah dan satunya untuk tim biru yang dipisah oleh pagar kayu setinggi 100 mm dengan tebal 30 mm.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

12

b. Kago Zone terdiri dari Start Zone, Ladge, Checkpoint, Mountain Pass dan Woods.

Gambar 5. Bentuk Lapangan Secara Spesifik *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 7

c. Start Zone 1. Ukuran Start Zone yaitu 1000mm x 2500 mm 2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk tim biru. d. Ladge 1. Setiap Ladge berukuran 500 x 500 mm dan tinggi 12 mm 2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk tim biru. e. Checkpoints 1. Terdapat 3 buah Checkpoint untuk setiap Kago Zone masing – masing tim. 2. Checkpoint 1 dan 2 berukuran 2000 x 1000 mm dan checkpoint 3 berukuran 3000 x 1000 mm.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

13

0631110039 0631110001

f. Mountain Pass 1. Mountain Pass mempunyai dimensi 1200 x 3000 mm 2. Dilihat dari atas, permukaan tanjakan mempunyai jarak 1000 mm pada setiap sisi. Tinggi permukaan atas dari permukaan lapangan 300 mm. 3. Permukaan atas mempunyai ukuran 1200 x 1000 mm. 4. Gambar Mountain Pass

Gambar 6. Mountain Pass *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal12

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

14

g. Woods 1. Woods terdiri dari 3 tiang 2. Setiap tiang berbentuk silinder dengan diameter 76,3 mm, tinggi dari permukaan lapangan 1600 mm. Setiap pole berdiri di atas tumpuan dengan diameter 176,3 mm yang dipasang pada lantai lapangan. 3. Jarak pada tumpuan tiang 1 dan 2 adalah 2000 mm, sedangkan jarak pada tumpuan tiang 2 dan 3 adalah 1600 mm. 4. Tumpuan dan tiang pada tim biru berwarna biru dan untuk tim merah berwarna merah. 5. Gambar dari Woods

Gambar 7. Woods secara detail *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

15

0631110039 0631110001

Gambar 8. Woods *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009

6. Goal Zone

Gambar 9. Goal Zone *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 8

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

16

a. Goal Zone berukuran 6000 x 2000 mm b. Bagian dari Goal Zone seperti tangga ber-step, dengan luas area 1000 x 4000 mm. c. Ada 2 step pada area Goal Zone masing – masing mempunyai tinggi 250 mm. d. Step pertama mempunyai luas area 1000 x 1000 mm. Step paling atas mempunyai luas area 1000 x 2000 mm. e. Victory Drum berada di atas Drum Zone, 3 buah drum disusun vertikal dengan posisi drum paling besar berada di bawah dan yang paling kecil di atas. f. Drum terbuat dari buatan tangan dengan spesifikasi drum, yaitu : body drum terbuat dari kayu dan permukaan drum terbuat dari kulit, dengan diameter 420 mm, 360 mm, dan 300 mm.

7. Safety Area a. Area ini mempunyai lebar 300 mm, mencakup pagar yang mengelilingi arena pertandingan. 8. KAGO Kago adalah objek utama dari pertandingan ini, dengan ketentuan: a. Kago disediakan oleh penyelenggara kontes. b. Kago mempunyai berat sekitar 3 kg. c. Kago terdiri dari Shoulder Pole, Cross Bar dan Seat untuk tempat duduk Traveller dan Ropes yang dikaitkan pada Cross Bar.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

17

0631110039 0631110001

d. Gambar KAGO

Gambar 10. Kago *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 9

B. Prosedur pertandingan a. Waktu pertandingan 1. Waktu setting persiapan pertandingan 1 menit. 2. Waktu pertandingan 5 menit. 3. Pertandingan akan berakhir sebelum waktu habis apabila: a. Gol telah tercapai. b. Terjadi diskualifikasi. c. Ketika wasit menilai pertandingan tidak mungkin dilanjutkan. 4. Setting Robot a. Waktu seting robot 1 menit sebelum pertandingan dimulai.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

18

0631110039 0631110001

i. Ketiga orang tim dimungkinkan menyeting robot secara bersama – sama. ii. Ketika team tidak dapat menyelesaikan setting dalam 1 menit maka harus menyetting sekali ketika pertandingan dimulai. b. Penyebaran robot dan anggota tim pada saat pertandingan dimulai. i. Auto Carrier dan Manual Carrier harus diletakkan di Start Zone dengan membawa kago. Auto Carrier harus di depan dan Manual Carrier harus dibelakang dengan syarat kago tidak menyentuh lantai. ii. Traveller robot diletakkan pada ladge. iii. Anggota tim yang bertanggung jawab untuk menstart Auto Carrier dan robot Traveller harus menuggu di dekat robot atau dapat juga di start dari dalam lapangan. iv. Operator dari Robot manual harus menunggu di dalam lapangan dengan kontroller dipegang. c. Menstart Auto Carrier i. Anggota tim harus menstart Auto Carrier dengan satu buah saklar. ii. Setelah

menstart

Auto

Carrier

anggota

tim

bersangkutan harus segera meninggalkan lapangan.

yang

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

19

C. Tugas yang harus dilakukan a. Ketika pertandingan dimulai setiap tim harus melaksanakan tugas – tugas sebagai berikut : 1. Robot Traveller menaiki Kago (The Task of Boarding) 2. Melewati Mountain Pass (The Task of Crossing) 3. Melewati diantara Woods (The Task of Passing) 4. Traveller turun dari Kago (The Task of alighting) 5. Traveller memukul drum (The Task of Beating) b. Setiap tim harus mengamati di bawah ini ketika pertandingan. 1. Dari awal pertandingan untuk menyelesaikan sampai pada (The Task of alighting) Kago harus selalu dibawa oleh Auto Carrier dan Manual Carrier dengan menggunakan Shoulder Pole. 2. Auto Carrier harus selalu di depan. 3. Manual Carrier tidak boleh menggerakkan Auto Carrier secara langsung dengan Shoulder Pole. 4. Carrier Robot tidak boleh menyentuh Kago selain Shoulder Pole. 5. Tidak boleh ada bagian Auto Carrier dan Manual Carrier yang masuk ke dalam area Goal Zone. 6. Kago tidak boleh menyentuh lantai dari arena. 7. Kago tidak boleh mnyentuh Traveller Robot atau sebaliknya, dan kedua – duanya tidak boleh menyetuh Pole atau Pedestal. 8. Traveller robot dan Drum Stick tidak boleh menyentuh permukaan lapangan. 9. Traveller robot tidak boleh mnyentuh bagian dari Kago selain Seat.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

20

0631110039 0631110001

10. Traveller robot atau Drum Stick tidak boleh menyentuh Auto carrier atau Manual Carrier kecuali pada saat – saat tertentu. 11. Anggota tim tidak boleh menyentuh robot kecuali dalam konteks waktu start dan retry. c. The Task of Boarding 1. Traveller robot harus naik ke atas Kago apabila Kago sudah sampai di Ladge. 2. Kago dapat menyentuh lantai pada Kago Zone dengan tujuan pemberangkatan. 3. Memberangakatkan Kago berarti Traveller robot sudah naik ke atas Seat dan tidak ada hubungan dengan dengan Ladge. 4. Anggota tim harus menstart Traveller robot dengan satu tombol untuk naik ke atas Seat. 5. Sekali Traveller distart maka anggota tim harus menginggalkan lapangan. 6. The Task of Boarding dinyatakan berhasil apabila Traveller sudah naik ke atas Seat dan Kago sudah terangkat kemudian Auto Carrier sudah berjalan sampai pada Check Point 1 atau lebih. 7. Ilustrasi dari The Task of Boarding

Gambar 11. The Task of Boarding *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal 12

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

21

0631110039 0631110001

d. The Task of Crossing 1. Auto Carrier dan Manual Carrier melawati Mountain Pass dengan membawa Kago dan Traveller berada di Seat. 2. Melewati Mountain Pass berarti naik lereng dari Check Point 1, kemudian melewati papan datar di atas Mountain Pass dan menuruni lereng pada sisi yang lain MountainPass sampai pada Check Point 2. 3. The Task of Crossing dinyatakan berhasil apabila Manual Carrier (tidak termasuk kontroller)telah meninggalkan area atau bagian atas Mountain Pass dan bagian Auto Carrier berada pada Check Point 2 atau lebih. 4. Ilustrasi The Task of Crossing

Gambar 12. The Task of Crossing *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal 12

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

22

0631110039 0631110001

e. The Task of Passing 1. Auto Carrier dan Manual Carrier harus melewati semua Woods sampai selesai ketika membawa Kago dengan Traveller robot berada di atas Seat. 2. Pertama robot harus melewati diantara pole 1 dan pole 2 dan kemudian diantara pole 2 dan pole 3. 3. Untuk Woods yang pertama robot juga dapat melewati sisi yang lain dari Woods. 4. Lintasan diantara pole 1 dan pole 2 dinyatakan komplit apabila seluruh bagian Manual Carrier (tidak termasuk kontroller) telah melewati garis bayangan yang terhubung dari tengah pole 1 dan pole 2, begitu juga dengan pole 2 dan pole 3. 5. The Task of Passing dinyatakan berhasil apabila lintasan pada pole 2 dan pole 3 telah selesai, atau Auto Carrier telah mencapai Check Point 3 atau lebih. 6. Ilustrasi The Task of Passing

Gambar 13. The Task of Passing *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal13

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

23

0631110039 0631110001

f. The Task of alighting 1. Tim dapat menurunkan Treveller ketika The Task of Passing telah berhasil. 2. Traveller dapat turun dimana saja pada Kago Zone atau Goal Zone. 3. Kago dapat menyentuh lantai apabila Traveller turun dari Kago. 4. Manual Carrier dapat menyentuh Traveller ketika Traveller turun dari Kago. 5. The Task of alighting dinyatakan berhasil apabila Traveller telah menginggalkan Seat secara keseluruhan. 6. Ketika The Task of alighting telah selesai maka operator Manual Carrier harus segera meninggalkan lapangan. 7. Ketika The Task of alighting telah selesai anggota tim harus mematikan Auto Carrier dengan ijin wasit. 8. Ilustrasi dari The Task of alighting.

Gambar 14. The Task of Alighting *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal 13

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

24

0631110039 0631110001

g. Bagaimana mencapai Goal 1. Hanya Traveller yang dapat masuk pada Goal Zone. 2. Hanya Traveller dari tim merah yang dapat masuk atau melintasi tangga pada area sisi merah, dan hanya Traveller dari tim biru yang dapat masuk dan melintasi tangga pada area sisi biru pada Drum Zone. 3. Kedua Traveller dapat masuk pada area Drum Zone atau area lebih dari itu. 4. Traveller harus memegang Drumstick apabila Traveller memukul drum. 5. Traveller dapat memukul drum dari posisi manapun baik dari atas tangga maupun dari lantai arena. 6. Hanya bagian tengah drum yang boleh dipukul. 7. Tidak ada bagian Traveller atau Drum Stick yang masuk pada area Goal Zone untuk menghalangi tim lawan. 8. Ilustrasi Memukul Drum

Gambar 15. Ilustrasi Robot memukul Drums *) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009, hal 14

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

25

0631110039 0631110001

Dari penjelasan peraturan dari Kontes Robot Indonesia di atas maka disimpulkan, terdapat 3 buah robot yaitu Auto Carrier, Manual Carrier dan Traveller. Pada Manual Carrier dibutuhkan sebuah kontroller yang dapat digunakan untuk mengatur

kecepatan dan maju mundur

jalannya robot, dapat mengangkat Kago, dan untuk aktivasi Traveller pada saat Task of Alighting, sehingga kontroller yang cocok untuk dipakai untuk Manual Carrier salah satunya yaitu Joystick Play Station yang telah dimodifikasi sedemikian rupa, yaitu tombol push button digunakan untuk kontrol naik turun dan aktivasi Traveller, sedangkan tombol analog yang tersusun dari sebuah trimpot atau potensiometer dapat digunakan untuk kontrol jalan robot. Sedangkan pada Auto Carrier dibutuhkan sebuah sensor pendeteksi garis putih karena pada setiap Task ini dilalui oleh garis putih selebar 30 mm, sehingga agar robot Auto Carrier dapat berjalan sesuai dengan Task dan mengikuti Rule dibutuhkan sebuah sensor pendeteksi garis putih (Line Follower), disini digunakan LED sebagai transmitter dan photodioda sebagai receiver-nya. Pada Traveller juga dibutuhkan sensor line follower karena pada Ladge dan Seat pada Kago terdapat garis putih sebagai jalur naiknya Traveller, dan pada Goal Zone juga terdapat garis putih sebagai jalur Traveller untuk menuju Drum Zone, sehingga kebutuhan sensor Auto Carrier dan Traveller sama. Kontes Robot Cerdas Indonesia (Intelligent Fire Fighting Robot) atau biasa disebut dengan KRCI merupakan suatu ajang kompetisi robot yang misinya adalah memadamkan api disuatu lingkungan rill / nyata. Lingkungan rill disini adalah sebuah rumah mini dengan beberapa ruangan dan berbagai perabotannya, terletak pada suatu lokasi terbuka yang tidak terkondisikan yang rentan terhadap berbagai parameter lingkungan pengganggu misalnya pencahayaan arena, lampu blitz, suara ribut penonton dan musik, suhu yang tinggi, medan magnet yang berubah-ubah, dll. Tema dan Format Aturan Kontes Robot Cerdas Indonesia diambil dari aturan kontes robot sejenis yang telah diselenggarakan secara teratur di negara maju yanitu Intelligent Fire Fighting Robot Contest yang

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

26

0631110039 0631110001

diselenggarakan oleh Trinity College, Hartford, Connecticut, Amerika Serikat dan telah berlangsung lebih dari empat belas tahun. Dengan demikian pemenang dari kontes robot cerdas ini berpeluang untuk mengikuti kontes serupa di Amerika Serikat. Tujuan diadakannya KRCI adalah:
Menumbuh kembangkan dan meningkatkan kreatifitas mahasiswa di Perguruan Tinggi.


Mengaplikasikan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi kedalam dunia nyata.


Meningkatkan kepekaan mahasiswa dalam pengembangan bidang teknologi robotika.
Membudayakan iklim kompetisi dilingkungan perguruan tinggi.
Mendukung pengembangan dan penggunaan sistem kontrol yang lebih maju pada rancangan robot. Divisi Kontes Robot Cerdas Indonesia dibagi menjadi 4 divisi, yaitu : 1.

Divisi

Senior

Beroda,

yaitu

suatu

divisi

pertandingan

yang

menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot beroda. Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kemampuan robot dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan memadamkan api didaerah yang sudah dikenalnya. 2.

Divisi Senior Berkaki, yaitu suatu divisi pertamndingan yang menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot berkaki. Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kehandalan robot dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan memadamkan api didaerah yang sudah dikenalnya.

3.

Divisi Expert (Single Robot) atau Expert Single, yaitu suatu divisi pertandingan yang menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubahubah untuk robot tunggal.

Pada divisi ini yag diutamakan adalah

kecepatan dan kemampuan robot dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari bayi dan memadamkan api didaerah yang belum dikenalnya.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

4. Divisi

27

0631110039 0631110001

Expert

Swarm,

yaitu

suatu

divisi

pertandingan

yang

menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubah-ubah untuk robot berjumlah ganda (dua).

Pada divisi ini yang diutamakan adalah

kemampuan berkomunikasi antar robot selain kecepatan dalam mencari bayi dan memadamkan api didaerah yang belum dikenalnya. PERATURAN DALAM PEMBUATAN KRCI DIVISI SENIOR BERODA

Dimensi: Panjang x Lebar x Tinggi robot maksimum adalah:

Tabel 1. Ketentuan Dimensi Robot KRCI Catatan: Akan ada pengukuran dimensi robot sebelum pertandingan. Robot yang tingginya diatas 21 cm tidak diperkenankan menaiki tangga. Untuk itu akan ada “portal” diatas tangga yang bertujuan untuk mendeteksi robot yang tingginya diatas 21 cm. “Portal” adalah berupa sepotong kawat baja (dia. +/- 3 mm) sepanjang 52 cm yang dibentangkan di antara dinding di atas tangga (tidak diikat/difiks kedinding). Tinggi portal memiliki toleransi yang cukup sehingga goncangan robot yang memiliki tinggi maksimum 21 cm saat menaiki anak tangga paling atas tidak akan membuat portal tersentuh ataupun terjatuh. Bila hal ini terjadi maka bukan merupakan pelanggaran bagi robot yang memiliki tinggi maksimum 21 cm. Bila tersentuhnya ataupun terjatuhnya portal dilakukan oleh robot yang memiliki tinggi diatas 21 cm maka hal ini berdampak pada gagalnya trial tersebut dan robot tidak diperkenankan lagi untuk melanjutkan trial tersebut. Untuk trial selanjutnya robot tersebut diharuskan melewati jalur yang bukan tangga.

Bentuk dan Dimensi Lapangan: Lapangan berukuran 248 cm x 248 cm, lantai dan dindingnya terbuat dari papan kayu multipleks tebal +/- 2 cm. Lantai dicat hitam (flat) menggunakan cat

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

28

kayu/latex. Dinding dicat putih kecuali sebagian lorong dicat warna merah maroon menggunakan cat “meni”. Lebih rinci mengenai Lapangan dapat dilihat pada Lampiran S1. Lapangan robot Divisi Senior Beroda dan Berkaki untuk KRCI-2008 menggunakan Standard Arena Layout. Bentuk MAZE lapangan robot tidak berubah selama 3 kali TRIAL pertandingan berlangsung. Objek Lapangan 1. Tangga: Tangga terpasang pada posisi TETAP. Detil ukuran dapat dilihat pada Gambar 17. Tangga merupakan mode pilihan. Bila tidak memilih mode ini cukup dengan memprogram navigasi robot tidak melewati tangga yang sebagai konsekuensinya adalah tidak mendapat bonus faktor pengali sebesar 0,9 disamping tentunya waktu perjalanan akan lebih lama.

2. Garis Putih: Pada setiap pintu masuk ke dalam ruangan TERPASANG GARIS PUTIH (WHITE LINE) di lantai dengan lebar 2,5 cm.

3. Karpet: Karpet berwarna hijau terang dengan ketebalan maksimal 5 mm, menempel pada lantai (ukuran dan posisi lihat Lampiran S1).

4. Home: Home adalah titik awal robot untuk mulai bernavigasi. Home berbentuk lingkaran putih solid bertuliskan H besar dan dibuat dari kertas putih berdiameter 30 cm. Posisi Home di lapangan adalah tetap, letaknya dekat dengan tangga. Orientasi robot di Home ada 6 arah, ini ditandai dengan angka 1, 2, 3, 4, 5, dan 6 searah jarum jam yang merepresentasikan sudut 0º, 60º, 120º, 180º, 240º dan 300º. Penentuan orientasi robot di Home melalui undian dengan 1 dadu. Lebih rinci mengenai Home lihat Lampiran S1. Catatan: arah 1 s.d. 6 tidak ada yang tegak lurus terhadap lapangan. Arah ke 1 mulainya digeser 15° terhadap sumbu vertikal.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

29

5. Lilin: Lilin berjumlah satu buah yang diletakkan di salah satu ruangan. Tinggi lilin (belum termasuk sumbu) berkisar antara 15 s.d. 20 cm dengan diameter 2 s.d 3 cm. Robot harus berada dalam jarak kurang dari 30 cm untuk memadamkan lilin. Ini ditandai dengan adanya lingkaran (atau juring lingkaran) putih beradius 30 cm di sekeliling lilin. Lilin akan ditempatkan di sekitar 5 cm dari titik pusat juring lingkaran. Harus ada bagian dari badan robot masuk di dalam radius lingkaran ini untuk dapat memadamkan lilin. Jika lilin dipadamkan di luar lingkaran ini, maka robot TIDAK DIANGGAP MEMADAMKAN LILIN. DENAH LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN BERKAKI

Gambar 16. Denah Lapangan KRCI Divisi Senior Beroda dan Berkaki *) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

30

0631110039 0631110001

DETAIL KELENGKAPAN LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN BERKAKI

Gambar 17. Detail Kelengkapan Lapangan KRCI *) Peraturan KRCI 2008 Lampiran S2, Eril Mozef

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

CONTOH ROBOT DALAM KONTES ROBOT CERDAS INDONESIA

Gambar 18. Contoh Robot KRCI *) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef, hal 6

31

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

32

0631110039 0631110001

3.1.Landasan Teori 3.1.1. Manual Carrier 3.1.1.1. Potensiometer (Tombol Analog Joystick) Potensiometer

atau

disebut

juga

resistor

variabel

merupakan sebuah komponen pasif elektronika yang berupa sebuah resistansi yang dapat diatur keluarannya mulai dari hambatan 0 sampai dengan batas dari nilai potensiometer tersebut. Konversi perpindahan jarak dan tekanan menjadi perubahan resistansi. Keuntungan menggunakan potensiometer yaitu efisiensi listrik sangat tinggi, Pemakaian bisa AC dan DC, dan sinyal keluaran yang dihasilkan besar sehingga tidak perlu penguatan. Berikut ini adalah gambar dari beberapa macam potensiometer.

Gambar 19. Macam – macam potensiometer Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semifixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

33

“Trimmer Potentiometers”. Pada gambar di atas untuk bentuk 3 biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2 merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB (Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 Disebut juga trimmer potensiometer. Pada instrumentasi yang digunakan di sini menggunakan potensiometer tipe B.

Gambar 20. Grafik perubahan resistansi tiap tipe Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel, perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar di atas. Pada saat tipe A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer. Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan resistansinya kebalikan dari tipe A. Biasanya tipe ini digunakan untuk fungsi – fungsi yang khusus. Kebanyakan untuk resistor variabel digunakan tipe A dan tipe B.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

34

0631110039 0631110001

3.1.2. Auto Carrier dan Traveller 3.1.2.1. Dioda Dioda adalah salah satu komponen elektronika penting yang dalam skema rangkaian dilambangkan seperti gambar di bawah ini.

Gambar 21. Lambang dioda dan bentuk fisik *) www.alibaba.com Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah sambungan

semikonduktor

P

dan

N.

Satu

sisi

adalah

semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari sisi P menuju sisi N.

Gambar 22. Simbol dan struktur dioda Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

35

0631110039 0631110001

siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran listrik dari sisi P ke sisi N.

Gambar 23. Dioda dengan bias maju Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias). Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari sisi P.

Gambar 24. Dioda dengan bias mundur Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

36

0631110039 0631110001

berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar dan menghalangi terjadinya arus. Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas 0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi (deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.

Gambar 25. Grafik arus dioda Sebaliknya

untuk bias

negatif dioda

tidak

dapat

mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan deplesi. Dioda yang diseri menghasilkan pengurangan tegangan sesuai dengan dengan dioda yang diseri, berikut contoh pengurangan tegangan mengunakan dioda silikon pengurangan tegangan sebesar 0,7 V 9,9 V 10,6 V 12 V VCC

11,3 V 0,7 V

0,7 V

D1

D2

0,7 V

Gambar 26. Contoh pengurangan dioda yang diseri

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

37

0631110039 0631110001

Bila energi cahaya menghujani persambungan pn, ia juga dapat mengeluarkan elektron-elektron valensi. Dengan perkataan lain, jumlah cahaya yang menghujani persambungan dapat mengendalikan arus balik didalam dioda. Fotodioda adalah suatu alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaan terhadap cahaya. Pada dioda ini sebuah jendela memungkinkan cahaya

untuk

masuk melalui pembungkus dan mengenai

persambungan. Cahaya yang datang menghasilkan elekron bebas dan lubang.

Semakin kuat cahayanya, semakin banyak jumlah

pembawa minorotas dan besar arus baliknya. 3.1.2.2. LED LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat. LED dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 27. LED dan Struktur LED Sebuah

LED

adalah

sejenis

dioda

semikonduktor

istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

38

chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut pn junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon. Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat. Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna bervariasi. LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut: 

aluminium gallium arsenide (AlGaAs) - merah dan inframerah



gallium aluminium phosphide - hijau



gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - merah, oranye-merah, oranye, dan kuning



gallium nitride (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald), dan biru



gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau



zinc selenide (ZnSe) - biru



indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty



0631110039 0631110001

39

indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye, kuning, dan hijau



silicon carbide (SiC) - biru



diamond (C) - ultraviolet



silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)



sapphire (Al2O3) - biru

3.1.2.3. Photo Dioda Photo dioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat dideteksi oleh Photo dioda ini mulai dari cahaya infra merah, cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi Photo dioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di bidang medis. Alat yang mirip dengan Photo dioda adalah Transistor foto (Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) basecollector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Photo dioda. Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Photo dioda. Berikut ini adalah gambar lambang dan salah satu contoh Photo dioda.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

40

0631110039 0631110001

Gambar 28. Contoh dan Lambang Photodioda

3.1.2.4. Proximity Sensor Proximity adalah gabungan antara infrared transmitter dan phototransistor receiver, infrared transmitter dan photodioda transmitter atau kombinasi Led superbright dengan LDR. Phototransistor adalah sebuah transistor yang akan saturasi pada saat menerima sinar infrared dan cut off pada saat tidak mendapat sinar infrared. Sensor proximity yang kami pakai adalah gabungan antara phototransistor dengan infrared dan digunakan sebagai pembeda warna terang dan gelap. Gambar 7 menunjukan sensor proximity.

Gambar 29. Sensor Proximity *) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 5

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

41

0631110039 0631110001

Prinsip kerja dari sensor proximity adalah sensor akan menerima lebih banyak cahaya bila obstacle mendekati warna putih, bila garis terang maka sinyal led dapat dipantulkan seperti gambar dibawah ini.

Gambar 30. Sinyal Pantulan LED *) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 6 Bila garis terang maka sinyal LED dapat dipantulkan, transistor menjadi aktif sehingga output menjadi tegangan rendah (menjadi 0 volt). Sebaliknya output menjadi tinggi (menjadi 5 volt), Adapun contoh rangkaiannya adalah sebagai berikut :

Gambar 31. Rangkaian Sensor Poximity *) *) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 7 Resistor beban RLmembatasi arus IEpada transistor, jika VCC = 5 V dan IE secara umum kira-kira 1mA maka:

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

42

Vcc 5   5 K RL = IE 1mA

3.1.3. Robot Pemadam Api Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam sensor yaitu : 1.Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek di sekitar robot. 2.Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet yang berasal dari api lilin.

3.1.3.1. Sensor Ultrasonic Ultrasonic adalah penerapan dan penggunaan gelombang bunyi dengan frekuensi-frekuensi diatas daerah audio manusia, dengan perkataan lain di atas 20kHz. Penerapan penggunaan Tugas Akhir ini adalah sebagai pengukur jarak dengan melakukan pengukuran gema (sonar ranging). Bunyi bergerak sebagai gelombang mampat dan harus ada media yang dipakai untuk dilewatinya. Kecepatan gelombang bunyi tidak tergantung pada frekuensi tetapi berubah-ubah sesuai dengan medianya. Kecepatan bunyi melalui medium padat kira-kira sepuluh kali lebih tinggi daripada melalui medium udara. (Kecepatan bunyi melalui udara adalah 338,889 m/det). Gelombang ultrasonic diproduksi dengan menggunakan resonator elektromekanis. Cara kerja dari transduser ini bergantung pada efek piezo-electric. Efek piezo-electric terlihat dalam bahan-bahan seperti kuarsa dan keramik jika muatan dipole (dua kutub) di dalam

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

43

0631110039 0631110001

keramik disejuruskan oleh proses yang disebut polarisasi. Bahan itu dipanaskan sampai suhu diatas titik curie, kemudian pada saat mendingin kembali melalui titik curie dan dikenai oleh medan listrik. Hal ini akan memaksa dipole-dipole itu untuk menjuruskan diri masing-masing ke arah medan yang dikenakan. Dan penjurusan ini akan bertahan bila bahan sudah menjadi dingin kembali pada suhu normal dan medan dihilangkan. Sekarang bahan itu menjadi piezo-electric yaitu bahan itu akan membangkitkan tegangan listrik yang membentanginya, jika bahan itu diregangkan secara mekanis ke arah polarisasinya. Sebaliknya, jika ada medan listrik yang dikenakan sepanjang arah polarisasi, bahan itu akan berubah panjangnya. Dengan cara demikian bahan piezo-electric mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dan juga sebaliknya. Tegangan bolak-balik akan memaksanya bergetar dan akan terjadi perubahan mekanis maksimum (bila isyarat yang dikenakan berada pada frekuensi sama dengan frekuensi resonansi diri

transduser).

Perubahan-perubahan

mekanis

ini

akan

dipancarkan sebagai gelombang ultrasonic.

Gambar 32. PING))) Ultrasonic sensor Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2. http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

44

PING))) ultrasonic sensor mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonic (40 KHz) selama t BURST (200 •s) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping))) memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan t OUT min. 2 •s). Gelombang ultrasonic ini melalui udara dengan kecepatan 344 meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping))) mengeluarkan pulsa output high (pada pin SIG) setelah memancarkan gelombang ultrasonic dan setelah gelombang pantulan terdeteksi, Ping))) akan membuat output low (pada pin SIG). Lebar pulsa High (t IN ) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonic untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur adalah [(t IN s x 344 m/s) ÷ 2] meter. Berikut adalah gambar diagram waktu PING))) ultrasonic sensor pada saat sensor ini diaktifkan untuk melakukan pengukuran.

Gambar 33. Diagram waktu PING))) Ultrasonic sensor Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

Berikut ini adalah gambar ilustrasi cara kerja sensor ultrasonic

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

45

0631110039 0631110001

Gambar 34. Ilustrasi cara kerja modul PING))) Ultrasonic sensor Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.

3.1.3.2. UVTron Flame Detector Sensor UVTron Flame Detector ini merupakan sensor buatan HAMAMATSU HOTONICS K.K, Electron Tube Center, Jepang. Sensor ini digunakan untuk pendeteksi adanya cahaya dengan panjang gelombang dari 185 sampai 260

nanometer.

Cahaya lilin memiliki panjang gelombang diantaranya.

Gambar 35. Grafik Respon Sensor UVTron Flame Detector Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

46

Sensor UVTron berbentuk seperti bola lampu di mana terdapat kutub Katoda dan Anoda.

Gambar 36. UVTron Flame Detector Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1. Cara kerja dari sensor ini cukup sederhana. Bila katoda sensor ini mendeteksi adanya sinar ultraviolet (yang dipancarkan oleh lilin), maka photoelectron akan dipancarkan dari katoda oleh efek photoelectric dan kemudian dipercepat ke anoda oleh medan listrik. Ketika tegangan yang dikenakan semakin tinggi dan medan listrik semakin kuat, maka energi kinetik electron-electron akan menjadi cukup besar untuk mengionisasi molekul-molekul gas yang tertutup di dalam pipa kaca. Electron-electron yang dibangkitkan oleh ionisasi dipercepat, memungkinkan unuk mengionisasi molekul-molekul yang lain sebelum mencapai anoda. Di lain pihak, ion-ion positif dipercepat ke katoda dan bertubrukan dengannya, membangkitkan electron-electron sekunder. Proses yang bertubi-tubi ini menghasilkan sebuah arus listrik yang besar di antara elektroda dan akan dilepaskan. Ketika pelepasan arus listrik terjadi, pipa kaca dipenuhi dengan electron-electron dan ion-ion. Jatuh tegangan antara katoda dan anoda akan terus menurun.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

47

0631110039 0631110001

Gambar 37. Sensitivitas Respon Sensor Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1. Dari gambar 37 di atas dapat dilihat bahwa kerja sensor yang baik adalah sumber sinar ultraviolet berada pada bagian depan sisi anoda dari sensor ini. Dalam hal ini penangkapan sinar ultraviolet oleh sensor berbentuk kurva angular baik secara vertikal maupun horisontal.

Gambar 38. Diagram Skematik Rangkaian Driver UVTron Flame Detector Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. UVTron Driving Circuit C3704. 3 Februari 2006. p.3.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

48

0631110039 0631110001

Rangkaian driver yang dipakai harus mampu menyediakan beda tegangan yang dibutuhkan di dalam pipa kaca sehingga memungkinkan proses yang bertubi-tubi tadi terjadi ketika terdapat sinar ultraviolet. Rangkaian driver akan memantau arus keluaran dari pipa kaca dan ketika proses yang bertubi-tubi tadi terjadi, pelepasan arus akan dibuat. Ketika pelepasan arus terjadi, tegangan anoda diturunkan oleh rangkaian driver sehingga menyebabkan sensor “reset”. Setiap kali proses bertubi-tubi dan pelepasan arus terjadi, sebuah pulsa dibangkitkan oleh driver.

3.2.Analisis dan Pembahasan 3.2.1. Sensor kontrol robot manual Pada robot manual menggunakan push button dan semi fixed resistor atau trimpot yang diintegrasikan dalam sebuah joy stick Play Station, seperti pada gambar 39 di bawah ini. Pada push button digunakan sistem logic digital (0 dan 1) yang kemudian diambil nilai hexa-nya dalam kombinasi satu port pada mikrokontroller, dengan gambar rangkaian. VCC

Push Buttton

10 k

Port

Gambar 39. Rangkaian Push Button

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

49

0631110039 0631110001

Pada semi fixed resistor (trimpot) digunakan perubahan nilai resistansinya untuk kontrol putar balik dan kecepatan motor kanan dan kiri, dengan gambar rangkaian. VCC R? 10 k Port

Gambar 40. Rangkaian kontrol Putar Balik dan Kecepatan Motor

Dengan cara sebagai berikut: 1.

Merangkai seperti pada gambar di atas.

2.

Memberi supply pada rangkaian, kemudian pada kaki tengah disambungkan ke port yang mempunyai fungsi ADC internal pada mikrokontroller AVR.

3.

Melihat tampilan output nilai dari perputaran potensiometer sebagai acuan untuk kontrol. Dengan cara menggunakan komunikasi serial RS232 antara mikrokontroller dengan PC sehingga dapat dilihat nilai digital dari perubahan analog potensiometer pada program terminal debuger.

4.

Berikut adalah perancangan untuk kontrol berdasarkan nilai ADC yang sudah diambil.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

50

0631110039 0631110001

Nilai Resistansi Nilai ADC (x) Nilai PWM (y) 0 255 0K Maju

500

100 0

700

100 Mundur

10 K

1023

255

Gambar 41. Perancangan Kontrol Joystik pada nilai ADC Keterangan:  Nilai

resistansi

adalah

nilai

hambatan

dari

potensiometer.  Nilai ADC adalah nilai yang diperoleh dari langkah pada nomor 3, sehingga diperoleh nilai ADC yang akan dipakai untuk kontrol gerak robot.  Nilai PWM adalah nilai kecepatan yang dibutuhkan untuk kontrol robot, yaitu untuk kecepatan maju dan mundur. Untuk nilai ADC dan nilai PWM dapat disesuaikan dengan keperluan dan keadaan hardware. Berdasarkan rumus persamaan garis sejajar dapat disimpulkan rumus yang digunakan untuk konversi dari nilai ADC ke nilai PWM, yaitu:

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

51

0631110039 0631110001

Rumus persamaan garis sejajar:

x  x1 y  y1  x2  x1 y2  y1

 Rumus untuk maju :

x  x1 y  y1  x2  x1 y2  y1 x0 y  255  500  0 100  255 x y  255  500  155

Sehingga diperoleh persamaan :

 155x  500 y  127500 y

155 x  127500  500

 Rumus untuk mundur :

x  x1 y  y1  x2  x1 y2  y1 x  700 y  100  1023  700 255  100 x  700 y  100  323 155

155x  108500  323 y  32300

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

52

0631110039 0631110001

Sehingga diperoleh persamaan :

155x  323 y  76200 y

 155 x  76200 323

Dari persamaan – persamaan tersebut di atas dimasukkan kedalam program sehigga dapat diperoleh kontrol robot yang diinginkan. 5.

Trial and error hasil percobaan, apabila kecepatan PWM terlalu cepat maka dapat digunakan PWM hanya 1 , 1 , 1 , 3 saja dst. Dari 2 3 4 4 PWM hasil akhir .

Berikut ini adalah Gambar joystick Manual Carrier Robot :

Gambar 42. Joystick Robot Manual Carrier

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

53

0631110039 0631110001

3.2.2. Sensor kontrol robot otomatis Pada sensor robot otomatis menggunakan LED sebagai transmitter dan Photodioda sebagai receiver.

Kelebihan dari sensor ini adalah

kecepatan responnya, dengan time constant mendekati 1µs dan untuk perangkat dengan kecepatan sangat tinggi bisa dibuat hingga dibawah 1ns. Pada umumnya, photo dioda dibuat dengan bahan silikon dengan respon pada panjang gelombang 0,82-1,1um serta germanium dengan respon 1,41,90um. 5V 330 Ω

5V 10 KΩ vo

Gambar 43. Rangkaian sensor line follower Apabila led on, photodioda akan menerima dan aktif sehingga mengeluarkan tegangan Vo berdasarkan kadar besar kecilnya cahaya yang diterima pada permukaan photo dioda. Untuk rangkaian sensor di atas digunakan pengondisi sinyal berupa window comparator dengan rangkaian seperti pada gambar berikut: 5V 330

5V 10k Vo 1

5V 330

5V R1 VH

R2

+ -

Vi 1

V o2

Port MCU

+ VL

-

R3

Gambar 44. Rangkaian sensor line follower dan comparator window

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

54

0631110039 0631110001

Nilai R1, R2, R3 bergantung pada nilai tegangan output sensor (Vo1) yang untuk menentukan nilai R1, R2, R3 digunakan cara sebagai berikut: 1. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang digunakan untuk detect pada garis putih. 2. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang digunakan untuk detect garis putih terhadap warna lain yang digunakan di lapangan yaitu : biru, hijau dan merah. 3. Menentukan nilai range tegangan kerja input comparator (Vi1) yang digunakan untuk detect pada garis putih, yang besarnya tidak sama atau diantara range warna lain. Misalkan : 0,3 V – 1,7 V. 4. Apabila range atas dan range bawah sudah ditentukan maka didapatkan nilai VH = 1,7 V dan VL = 0,3 V. 5. Rumus untuk memperoleh nilai R1, R2, R3 yaitu:

VL 

R3  VCC R1  R2  R3

VH 

R2  R3  VCC R1  R2  R3

Dengan menggunakan rumus yang kedua, Misalkan R1 = 10k, maka : 1,7 

R2  R3  5V 10k  R2  R3

17 k  1,7 R3  1,7 R2  5 R3  5 R2 17k  3,3R2  3,3R3 R3 

3,3R2  17k 3,3

Dari persamaan di atas dapat diperoleh nilai R2

 3,3R2  17 k  17 k  3,3   3,3R2 3,3   17 k  3,3 R2  17 k  3,3R2 34k  6,6 R2 R2  34k

6,6 R2  5k15

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

55

0631110039 0631110001

Sedangkan nilai R3 dapat diperoleh dari persamaan: 3,3 R2  17 k 3,3 3,3.5k15  17k R3  3,3 0,005k R3  3,3 R3  0,0015k  1k 5 R3 

Dari perolehan nilai R1, R2, R3 tersebut di atas dicoba menggunakan rumus VH dan VL:

VH 

R3  R2  VCC R1  R2  R3

1k 5  5k15  5V 10k  1k 5  5k15 6k 65 VH   5V  1,99V 16k 65 VH 

VL 

R3  VCC R1  R2  R3

1k 5  5V 10k  1k 5  5k15 1k 5 VL   5V  0,4V 16k 65 VL 

Maka diperoleh VL = 0,4 V VH = 1,99 V, hasilnya mendekati range nilai yang sudah diambil pada langkah no.4. 3.2.3. Sensor Kontrol Robot Pemadam Api Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam sensor yaitu : 1. Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek di sekitar robot. 2. Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet yang berasal dari api lilin. 3.2.3.1. Sensor Ultrasonic Sensor jarak ultrasonic PING ialah sensor 40 KHz produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi / kontes robot. Kelebihan sensor ini ialah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG), selain jalur 5V dan ground. Perhatikan gambar di bawah ini.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

56

0631110039 0631110001

Gambar 45. PING))) Ultrasonic sensor Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2. http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara memancarkan gelombang ultrasonik (40 KHz) selama tBURST (200 us) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min 2 us). Spesifikasi sensor ini : 1. Kisaran pengukuran 3cm-3m 2. Input trigger –positive TTL pulse, 2uS min., 5uS tipikal 3. Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse 4. Delay before next measurement 200uS 5. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor. Gelombang ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s, lalu mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping mengeluarkan

pulsa

output

high

pada

pin

SIG

setelah

memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin SIG.

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

57

Lebar pulsa High (t IN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka jarak yang diukur ialah [(tIN s x 344 m/s) : 2] meter. Anda membutuhkan DT Basic Mini System dan Software Basic Stamp Editor untuk memprogram mikrokontroler dan mencoba sensor ini. Keluaran dari pin SIG ini yang dihubungkan ke salah satu port di kit mikrokontroler. Berikut contoh aplikasi sensor PING pada mikrokontroler BS2, dimana pin SIG terhubung ke p7, dan memberikan catu daya 5V dan ground. fungsi PULSEOUT untuk mentrigger ping, sedangkan fungsi PULSEIN digunakan untuk mengukur pulsa yang sesuai dengan jarak dari objek target. 3.2.3.2. Sensor UVTron Banyak robot fire fighting menggunakan sensor UV ini untuk mendeteksi nyala lilin. Nyala sebuah lilin dapat dideteksi oleh UV Tron yang masih bagus hingga jarak 5 meter, bahkan bara rokok juga dapat dideteksi dari jarak lebih dari 5 meter. UV Tron ini mendeteksi ultraviolet dari penggunaan efek photoelektrik dari logam dikombinasikan dengan efek penggandaan gas. Spektral cahaya yang dijangkau adalah 185 - 260 nm, jadi cahaya terlihat tidak mempengaruhi UV Tron (bagi yang menganggap senstifitas UV Tron dipengaruhi oleh terang tidaknya ruangan sepertinya salah tapi untuk mengantisipasi kondisi di luar ruangan bisa menggunakan background cancel level pada board - akan dijelaskan di bawah ). UV Tron ini mempunyai sudut sensitivitas seperti gambar di bawah:

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

58

0631110039 0631110001

Gambar 46. Sudut jangkauan UV Tron Dengan jangkauan sudut seperti gambar 46, maka cukup sulit menentukan posisi absolut sebuah lilin. Teknik yang lazim dilakukan adalah menggunakan pelindung untuk mengurangi jangkauan sudut. Pelindung yang digunakan kurang lebih nampak seperti ini:

Gambar 47. UV Tron dengan pelindung (sumber: http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image 017.jpg) Dalam kompetisi fire fighting robot seperti Trinity College Fire Fighting Robot Contest (atau kalau di Indonesia adalah KRCI), umumnya robot akan menjelajahi empat ruangan dan mengecek apakah ada lilin atau tidak. Jika kita menggunakan satu UV Tron yang sudah diberi pelindung tentu akan memakan waktu men-scanning posisi absolut lilin di setiap ruangan. Umumnya pemain lama menggunakan 2 UV Tron. Satu UV Tron dengan pelindung untuk menemukan posisi absolut lilin dan satu lagi UV

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

59

Tron tanpa pelindung untuk mengecek ada tidaknya lilin di ruangan (Biasanya disebut UV Tron global. Jadi robot cukup berada dekat pintu dan mengecek UV Tron global untuk mengetahui apakah ada nyala lilin, dan jika ada baru gunakan UV Tron dengan pelindung untuk mengetahui posisi absolut lilin). Sekarang saatnya menghubungkan UV Tron dengan AVR. UV Tron (seperti bola lampu) dapat dibeli bersamaan dengan board pengaturannya (C3074). Hubungkan anoda UV Tron (yang kakinya lebih panjang) dengan lubang di C3704 dengan tanda A dan katoda (kaki lebih pendek) dengan lubang bertanda K.

Gambar 48. UV Tron yang terpasang di C3704 (sumber: http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image 002.gif) Untuk input tegangan, banyak referensi yang cukup membingunkan. Menurut spesifikasi, board C3704 membutuhkan input tegangan 10 - 30V DC. Sebenarnya input tersebut tetap diregulasi oleh C3704 menjadi 5V. Kita bisa melewati regulator pada C3704 dengan memberikan langsung tegangan 5 V ke kaki output regulator C3704. Regulator pada C3704 merupakan regulator 7805 dengan tanda ICI. Ada 4 lubang (3 digunakan oleh regulator) dengan tanda O (output), G (ground), I(input) dan 0

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

60

(output). Lubang ke-4 yang bertanda “0“ tidak digunakan dan bisa digunakan sebagai input tegangan 5V. Perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar 49. Hubungan sumber tegangan C3704 (sumber: http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image 003.gif) Jika menggunakan sumber tegangan 10 - 30V DC, bisa disambungkan ke lubang dengan tanda “+” dan groundnya tetap ke lubang bertanda “-”. Dengan memperhatikan seri board. Jika C3704 maka penjelasan di atas dapat diterapkan, jika C3704-2 maka inputnya bisa langsung 5V, jika C3704-3 inputnya antara 6 9V. Hubungan ke AVR adalah melalui lubang Q (lubang dengan tanda 1) dan Q bar (lubang dengan tanda 2). Lubang 1 dan 2 ini merupakan sinyal output berupa pulsa high atau low. Jika diingikan uC untuk membaca masukkan 5v, maka pin uC dihubungkan dengan lubang Q. Jika diinginkan uC untuk membaca kondisi low, maka hubungkan dengan lubang Q bar. Lebar pulsa saat mendeteksi adanya nyala lilin adalah 10ms (tanpa adanya penggunaan kapasitor pada lubang Cx – (terdapat di datasheet). Di board C3704 juga terdapat setting jumper berlabel 3, 5, 7 dan 9 (atau disebut setting background cancel level). Jika merasa banyak pancaran cahaya natural bisa diset jumpernya ke 9, defaultnya adalah 3. Jadi saat UV Tron memberikan 3 sampai 9 pulsa ke board

Muh. Ubaidillah Idrus Rani Oktavianty

0631110039 0631110001

61

dengan interval waktu 2 detik atau kurang, rangkaian pemroses sinyal baru akan memberikan output pulsa yang selebar 10 ms itu (nah banyak pulsa dari UV Tron yang diinginkan bisa diset melalui jumper ini). Lihat gambar 49. misalkan IO line (Q bar) dari C3704 dihubungkan dengan pin INT2 AVR. Sebenarnya kalau untuk mengetes pulsa output dari C3704 bisa langsung menggunakan logic probe. Tapi dapat juga memekai AVR dan menampilkannya di LCD. Pertama-tama set waktu lama pembacaan. Lalu set INT2 dengan falling edge (karena kita menggunakan Q bar untuk membaca pulsa output saat low). Rutin INT2 hanya menaikkan variabel (yang menyatakan banyaknya pulsa yang masuk). Lalu tampilkan di LCD variabel tersebut setelah waktu pembacaan selesai.