ROBOT PENELUSUR DAERAH BENCANA ALAM GEMPA BUMI DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID. Oleh Andhika Tan NIM:

Transkripsi

1 ROBOT PENELUSUR DAERAH BENCANA ALAM GEMPA BUMI DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID Oleh Andhika Tan NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Desember 2014

2

3

4 ROBOT PENELUSUR DAERAH BENCANA ALAM GEMPA BUMI DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID Oleh Andhika Tan NIM : Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Disahkan oleh : Pembimbing I Pembimbing II Lukas B. Setyawan, M.Sc. Deddy Susilo, M.Eng. Tanggal : Tanggal :

5 PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA : Andhika Tan NIM : JUDUL SKRIPSI : ROBOT PENELUSUR DAERAH BENANA ALAM GEMPA BUMI DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku. Salatiga, Desember 2014 Materai Rp, 6000,- Andhika Tan

6 INTISARI Pada skripsi ini telah dibuat sebuah mobile robot yang berguna untuk membantu regu penyelamat dalam proses evakuasi dan penyelamatan korban gempa bumi yang mana biasanya regu penyelamat dihadapkan pada medan yang sulit dijangkau. Mobile robot ini dapat dinavigasikan menuju daerah yang tidak terjangkau dan memberikan informasi citra pada daerah sekelilingnya kepada regu penyelamat. Robot dirancang menggunakan sistem penggerak empat roda yang dihubungkan belt (sabuk) untuk setiap pasang roda dan dilengkapi dengan lengan packbot untuk membantu saat melewati medan terjal. Robot dilengkapi dengan IP kamera yang dapat bergerak angguk dan geleng. Robot dikendalikan dari jarak jauh melalui WiFi dengan menggunakan smartphone dengan sistem operasi Android. Dari smartphone, pengguna dapat mengendalikan gerak robot sekaligus menerima citra yang dikirimkan oleh robot. Dimensi robot yang telah direalisasikan berukuran 60 cm(p) x 40 cm(l) x 25 cm(t) dengan berat 10kg. Sebagai sumber daya digunakan baterai Li-Ion dengan tegangan 11.1 volt dan dapat beroperasi pada medan datar selama 45 menit. Aplikasi android yang telah direalisasikan dapat digunakan pada platform Android 1.6 ke atas. Pada pengujian jangkauan jarak sistem dapat diakses hingga jarak 80m dalam keadaan di dalam ruangan, dan jarak 90m dalam keadaan di luar ruangan. i

7 ABSTRACT A mobile robot was designed to help rescue team in evacuation process that usually facing difficult field to reach.this mobile robot can be navigated to evacuation field, and send surrounding image. Robot is designed with four wheels that connected by belt for each wheels and equiped by packbot-arm to help robot passing through the rugged terrain. Robot is equiped with pan-and-tilt IP camera. Robot is controlled remotely through Wifi by Android smart phone. From this smartphone, user can control robot's movement and receive images that sent by the robot. Mobile robot's dimension is 60 cm x 40 cm x 25 cm, and weight 10kg. A Li-Ion 11.1 Volt battery is used as main power source. With this power source, robot can operate for 45 minutes. The maximum controlling distance is up to 80m (indoor) and 90m (outdoor). The Android application use API 1.6 or higher. ii

8 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan berkat-nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Pada kesempatan ini juga penulis hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini: 1. Papa dan Mama yang telah memberikan cinta dan kasih sayang tiada hentinya kepada penulis baik secara moril maupun materiil. 2. Cece Hannie yang menjadi inspirasi dan motivasi bagi penulis. 3. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. selaku pembimbing I dan Bapak Deddy Susilo, M.Eng. selaku pembimbing II, terima kasih atas bimbingan dan pengarahannya selama penulis menyelesaikan skripsi ini. 4. Seluruh Dosen Pengajar di FTEK atas ilmu yang diberikan selama penulis menempuh studi. 5. Seluruh karyawan TU FTEK yang telah membantu urusan administrasi. 6. Seluruh laboran FTEK atas ketersediaan alat. 7. Teman-teman kost Duren atas kebersamaan dalam suka dan duka, doyong boss 8. Teman-teman angkatan Daniel a.k.a Dancuk a.k.a mas Anto matur suwun njih bos gosokan kompon yang membuat cerah. 10. Teman-teman Boros. 11. Teman-teman penghuni lab XT selama penulis menyelesaikan skripsi. 12. Bro-bro sekalian yang selalu ada di Kantor BERSAMA. 13. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. iii

9 Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika. Salatiga, Desember 2014 Penulis iv

10 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR ISTILAH...x BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 3 BAB II KONSEP DASAR SISTEM Gambaran Sistem Prinsip Kerja Sistem Komponen Pembentuk Sistem... 6 BAB III PERANCANGAN SISTEM Perancangan Perangkat Keras Perancangan Mekanik Robot Perancangan Board Utama Mikrokontroler Ethernet Controller Sensor Suhu DS Sensor Tegangan Baterai Perancangan Board Driver Motor Driver Motor Utama Driver Motor Lengan Packbot Perancangan Perangkat Lunak Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler Perancangan Perangkat Lunak Aplikasi Mobile Activity Pengiriman Data v

11 Pengiriman Data Gambar Layout Tampilan Pembuka Menu Layout Kontrol Diagram Alir Pengguna Metode Jaringan Wireless Router IP Kamera Mikrokontroler Smartphone Android BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Mekanik Robot Robot Berputar Robot Melewati Bidang Miring Pengujian IP Kamera Pengujian Jangkauan Kerja Pengujian di Dalam Ruangan Pengujian di Luar Ruangan Pengujian Sensor Suhu DS Pengujian Sensor Tegangan Pengujian Durabilitas Baterai BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Robot penelusur pada umumnya... 4 Gambar 2.2. Sistem robot penelusur yang telah direalisasikan... 5 Gambar 2.3. Blok diagram keseluruhan sistem... 8 Gambar 3.1. Perancangan mekanik robot Gambar 3.2. Mekanik robot yang telah direalisasikan Gambar 3.3. Mekanik robot yang telah direalisasikan Gambar 3.4. Mekanik robot yang telah direalisasikan Gambar 3.5. Pinout ATmega Gambar 3.6. Konfigurasi pin USR-TCP Gambar 3.7. USR-TCP Gambar 3.8. Skematik untai antarmuka mikrokontroler dengan Ethernet controller Gambar 3.9. Skematik untai sensor suhu Gambar Skematik untai sensor tegangan baterai Gambar Skematik untai driver motor Gambar Skematik untai driver Motor lengan packbot Gambar Diagram alir perangkat lunak mikrokontroler Gambar Tampilan layout pembuka Gambar Tampilan menu pada aplikasi Android Gambar Tampilan layout kontrol Gambar Diagram alir pengguna Gambar Bentuk jaringan sistem Gambar Setting wireless router dengan mode DHCP Gambar Wireless Router Gambar Setting IP address dari kamera vii

13 Gambar IP kamera Gambar Setting Ethernet controller Gambar 4.1. Robot bergerak dari menuju Gambar 4.2. Robot bergerak dari menuju Gambar 4.3. Robot bergerak dari menuju Gambar 4.4. Robot bergerak dari menuju Gambar 4.5. Pergeseran setalah berputar Gambar 4.6. Robot berjalan naik pada bidang dengan sudut kemiringan Gambar 4.7. Robot berjalan naik melewati penghalang kotak Gambar 4.8. Pengambilan gambar di dalam ruangan Gambar 4.9. Pengambilan Gambar di luar ruangan pada siang hari Gambar Pengambilan Gambar di luar ruangan pada malam hari (gelap) Gambar 4.11 Hasil pengukuran termometer dan hasil pada smartphone Gambar Diagram metode pengujian sensor suhu pada sistem Gambar Diagram pengujian sensor tegangan baterai pada sistem robot Gambar Hasil pengukuran multimeter dan hasil pada smartphone viii

14 DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Perbandingan spesifikasi sistem... 2 Tabel 3.1. Konfigurasi penggunaan pin ATmega8 pada board utama Tabel 3.2. konfigurasi penggunaan pin USR-TCP Tabel 3.3. Penjelasan nama pada diagram alir mikrokontroler Tabel 3.4. Spesifikasi Wireless router Tabel 3.5. Spesifikasi IP kamera Tabel 4.1. Hasil pengujian robot di dalam ruangan Tabel 4.2. Hasil pengujian robot di luar ruangan Tabel 4.3. Hasil pengujian sensor suhu Tabel 4.4. Hasil pengujian blok rangkaian sensor tegangan Tabel 4.5. Hasil pengujian durabilitas baterai ix

15 DAFTAR ISTILAH WIFI AVR Din Dout TX RX IC LED SDK IP DHCP Wireless Fidelity Alf, Vegard and RISC Data in Data out Transmitter Receiver Integrated Circuit Light Emitting Diode Software Development Kit Internet Protocol Dynamic Host Configuration Protocol x