Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim

Transkripsi

1 Bagian 1 : Informasi Lengkap Tim 1. Team Team Name : Name Of team Leader : Sudoremi Domino ROBOTIMBO Name of Instructor : Itong Solehudin,ST 2. Institution Full Name of Polytechnic / Institute / University : POLITEKNIK BANYUWANGI Name of Department/Faculty : COMPUTER ENGINEERING Address (Contact Address) : Jl. Raya Jember Km 13. Banyuwangi, Indonesia Telephone Number : Fax Number : Address : poliwangi.bwi@ymail.com 3. Contact Person, Full Address, Phone & Name Address : Sudoremi Domino : Jl. Gunung Mbledos no.33 RT.02/RW.01 Kab Banyuwangi Telephone : 08X XXXX XXXXX Fax Number : benthar.tirtha@yahoo.com 4. Robot Division Wheeled Robot Legged Robot - Battle ( Robo Soccer League ) - ~ 1 ~

2 Bagian 2 : Informasi Lengkap Robot Team Name : ROBOTIMBO 1. Robot design 1.1 Deskripsi umum Robot ROBOTIMBO didesain seperti tank yang memiliki sistem gerak berupa motor DC yang menggerakkan roda gigi untuk mengkopel beberapa roda gigi yang lain dengan belt (sabuk). Sistem gerak seperti ini dibuat untuk melewati beberapa halangan seperti polisi tidur dan rugs (karpet). Dalam melaksanakan tugasnya, robot ROBOTIMBO dilengkapi dengan beberapa sensor, seperti ultrasonic, uvtron, magnetic compass,photodiode, rotary encoder, dan sound detector. Untuk memadamkan api, robot ROBOTIMBO menggunakan compressor yang berisi campuran air dan gas CO2 yang disemprotkan ketika solenoid valve aktif. Solenoid valve adalah penyambung compressor yang aktif ketika menerima bias. Motor servo digunakan untuk menggerakkan ujung sprayer ke kiri dan ke kanan agar penyemprotan merata, sehingga api mudah dimatikan. Sebagai sumber tenaga, robot yang menggunakan mode sound aktivation ini menggunakan dua buah baterei berupa aki kering dengan tegangan sebesar 24 Volts. 1.2 Dimensi Robot : Lebar (depan) : 220 mm Panjang (samping) : 265 mm Tinggi : 180 mm ~ 2 ~

3 1.3 Sketsa Robot Sound activation Solenoid valve Tabung Kompresor Kompas Motor servo Ultrasonic Ultrasonic UVtron 2 Motor DC Vexta Aki kering BEARING UVtron 1 Belt Roda AVR Gambar I: 3 Dimensi ~ 3 ~

4 Gambar II: Tampak dari depan Gambar III: Tampak dari samping ~ 4 ~

5 1.4 Sistem pemadam api Sistem pemadaman api yang digunakan robot ROBOTIMBO menggunakan compressor yang berisi campuran air dan gas CO2. Berikut ini gambar dari mini compressor yang dipakai. Gambar 1: Mini Compressor Campuran air dan gas CO2 disemprotkan ketika solenoid valve aktif. Solenoid valve adalah penyambung compressor yang aktif ketika menerima bias. Gambar solenoid valve bisa dilihat dibawah ini. Gambar 2: Solenoid Valve 1.5 Material Kerangka Robot Rumah tiang penyangga Tiang Penyangga Roda Belt : Acrylic : Aluminium Silinder : As ulir : Teflon : Rubber belt ~ 5 ~

6 2. Control system Ultrasonic ATtiny 2313 M.kanan Kompas Photodiode ATmega 16 AVR AtMega 162 M.kiri Rotary Encoder UV tron Sound Activation Solenoid valve M. Servo Input controller output Gambar 3: Blok Diagram AVR ATmega162 sebagai microcontroller utama yang menangani kedua microcontroller jenis ATTiny2313 dan beberapa sensor seperti rotary encoder, photodioda, UV tron, dan sound activation. Sebagai outputnya, AVR ATmega162 menggerakkan motor DC (kanan-kiri), ATTiny2313 digunakan untuk mengendalikan sensor ultrasonik dan ATMega16 digunakan mengendalikan compass digital. Hal ini bertujuan mengurangi kinerja dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja serta real time. ~ 6 ~

7 2.1 Motor Drive unit Motor DC Vexta merupakan motor DC brushless dengan presisi yang sangat tinggi. Motor ini dilengkapi dengan build in rotary encoder sehingga kita dapat dengan mudah mengetahui kecepatan putar motor dari jumlah pulsa yang dihasilkan. 2.2 Motor servo Gambar 4: Motor DC VEXTA brushless beserta driver Motor Servo pada robot ROBOTIMBO adalah Futaba S-148, digunakan untuk menggerakkan sprayer sebesar 45 derajat ke kiri dan 45 derajat kekanan, karena motor servo mempunyai tingkat akurasi yang tinggi. Berikut ini adalah bentuk fisik motor servo. Gambar 5: Motor Servo ~ 7 ~

8 2.3 Prosesor ATTiny 2313 Gambar 7: ATTiny 2313 ATTiny2313 berperan sebagai controller pembantu agar mengurangi kerja dari mikrokontroller utama dan mempermudah dalam pembagian kerja. Mikrokontroller ini di khususkan menangani sensor ultrasonic.karena sensor ultrasonic bekerja terus menerus,hal ini agar mengurangi kerja pada sensor utama. Dalam pemrogramannya mikrokontroller ini mengunakan bahasa c ATmega16 Mikrokontroler ini di gunakan untuk menangani sensor kompas,sama hal-nya dengan ATTiny 2313.Yaitu mengurangi kerja pada kontroler utama.atmega 16 pemrogramannya menggunakan bahasa c. Gambar 8: ATMega16 ~ 8 ~

9 3. Sistem Pergerakan Robot Sistem Pergerakan Robot ROBOTIMBO menggunakan motor DC yang menggerakkan roda gigi untuk mengkopel beberapa roda gigi yang lain dengan belt (sabuk). Secara umum system pergerakan robot bisa dilihat pada gambar dibawah ini. Rule maju - mundur Rule maju berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kedepan secara bersamaan. Rule mundur berlaku ketika kedua motor pada robot bergerak searah kebelakang secara bersamaan Gambar Rule Maju Gambar Rule Mundur Rule belok kanan- kiri Rule belok kanan berlaku ketika motor sebelah kanan bergerak kedepan dan motor sebelah kiri bergerak kebelakang. Sedangkan Rule belok kiri kebalikan dari Rule belok kanan. Gambar Rule Belok Kanan Gambar Rule Belok Kiri ~ 9 ~

10 4. Sensor & interface 4.1 UVTron Pada pembuatan sensor api harus diketahui terlebih dahulu sifat-sifat dari api dan komponen yang dipancarkan oleh api, sehingga karakteristik yang dideteksi oleh sensor dapat ditentukan. Gambar 10: UV TRON R Sensor Ultrasonik Sistem sensor ultrasonik yang digunakan sebagai masukan dari proses pengontrolan robot terbagi atas dua bagian, yaitu untuk perangkat keras dan lunak Sensor ultrasonik (hardware) Sensor ultrasonik yang digunakan dalam robot ini menggunakan sensor buatan parallax yang dapat secara langsung diinterfacekan dengan rangkaian mikrokontroler. Sensor ini digunakan untuk menghitung jarak antara body robot dengan dinding di sekitar robot. Dari nilai jarak yang didapat dipergunakan untuk menentukan pergerakan yang akan dilakukan oleh robot. Selain itu sensor ini berfungsi untuk mendeteksi halangan yang ada di sekitar robot. Gambar 12: Sensor Ultrasonic ~ 10 ~

11 Sensor ultrasonik ini mempunyai karakteristik sesuai dengan tabel berikut ini : Agar dapat melakukan perhitungan jarak yang maksimal, robot menggunakan 6 buah sensor pada badan robot. Sehingga untuk mengakses tiap sensor secara bergantian digunakan rangkaian multiplexer. Scaning sensor dilakukan secara bergantian agar data yang didapat tidak mengalami kekeliruan dan valid. Output dari sensor ini berupa data pwm (lebar pulsa) yang merepresentasikan jarak benda terhadap robot. Dengan demikian data jarak sama dengan duty cycle dari sinyal output. Semakin jauh objek maka semakin besar duty cycle. Gambar 13 Blok diagram rangkaian sensor ultrasonic Gambar 14: Koneksi modul sensor ultrasonic ~ 11 ~

12 4.2.3 Posisi sensor ultrasonik Terdapat 6 pasang sensor ultrasonik yang ditempatkan pada bagian depan robot. Penempatan sensor diatur dengan jarak antar sensor yang sama agar sensor memiliki jangkauan yang tepat dalam mengukur jarak semua halangan yang ada di sekitar robot. 4.3 Photodiode Gambar 16 Posisi sensor ultrasonik Untuk mendeteksi lingkaran putih yang ada dilantai sebagai penanda bahwa jarak lilin sudah dekat, pada robot Z terdapat sensor garis yang terdiri dari photodiode dan LED infra red yang dipasang dibagian bawah dari robot. Dimana LED infra red sebagai pemancar (Tx) dan photodiode sebagai penerima (Rx). Gambar berikut ini merupakan gambar dari photodiode dan infra red. bawah I ni. Gambar 17: Photodiode & Infra red Skematik rangkaian driver dari sensor garis putih ditunjukan seperti pada gambar di Gambar Rangkaian Driver Photodiode & Infra red Gambar 18 : Rangkaian photodiode ~ 12 ~

13 4.3.1 Sensor (Cara Kerja) Gambar 19: Cara kerja photodiode Ketika transmitter (infrared) memancarkan cahaya ke bidang berwarna putih, cahaya akan dipantulkan hampir semuanya oleh bidang berwarna putih tersebut. Sebaliknya, ketika transmitter memancarkan cahaya ke bidang berwarna gelap atau hitam, maka cahaya akan banyak diserap oleh bidang gelap tersebut, sehingga cahaya yang sampai ke receiver tinggal sedikit. perbedaan cahaya yang diterima oleh receiver akan menyebabkan hambatan yang berbeda-beda di dalam receiver (photo dioda) tersebut. Ilustrasi cahaya yang dipancarkan ke bidang putih: cahaya yang dipantulkan oleh bidang hitam : Gambar 20: Rangakaian ~ 13 ~

14 Karena hambatan receiver berubah-ubah, jadi otomatis rangkaian sensor yang bagian kanan bisa kita analogikan seperti gambar. Receiver bisa kita analogikan dengan resistor variabel, yaitu resistor yang nilai hambatannya bisa berubah. Otomatis, dengan pembagi tegangan, nilai tegangan di output rangkaian juga akan berubah-ubah. Jadi, baca putih akan mengeluarkan output dengan tegangan rendah (sekitar 0 Volt) dan baca hitam akan mengeluarkan output dengan tegangan tinggi (mendekati Vcc = 5 Volt). 4.4 Magnetic Compass Untuk membantu dan memudahkan proses navigasi robot dalam bergerak, kami menggunakan magnetic compas sehingga robot akan dengan mudah mengetahui posisi di arah mana robot menghadap. Spesifikasi magnetic compass Gambar 21: Magnetic Compass ~ 14 ~

15 Gambar 22: Koneksi magnetic compass dengan mikrokontroler Koneksi magnetic compass dengan mirokontroler menggunakan protokol komunkasi I2C. Pin SCL (serial clock) terhubung dengan pin mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial clock dan pin SDA (serial data) terhubung dengan mikrokontroller yang berfungsi sebagai serial data. 4.5 Sound Activation Mode start yang digunakan pada robot menggunakan mode sound aktivated, robot akan mulai bekerja ketika ada suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian sound aktivation terdiri 2 bagian yaitu pemancar dan penerima. Rangkaian pemancar berfungsi membangkitkan sinyal suara dengan frekuensi tertentu. Rangkaian pemancar terdiri atas rangkaian pembangkit gelombang dengan frekuensi tertentu dan rangkaian penguat agar suara yang dihasilkan mempunyai daya yang cukup untuk dikeluarkan melalui speaker agar dapat didengar. Blok diagram pemencar sound aktivation yang digunakan robot ini seperti pada Gambar 22. Gambar 23: Blok diagram pemencar sound aktivation ~ 15 ~

16 Pada rangkaian penerima dengan blok diagram seperti pada Gambar 23 terdiri atas microfon sebagai transducer yang akan mengubah suara menjadi gelombang listrik. Rangakain preamplifire berfungsi untuk menguatkan output dari microfon. Dari rangkaian pre amplifire ini kemudian masuk ke rangkaian bandpass filter agar suara dari pemancar saja yang dapat diterima. Gambar 24: Blok diagram penerima sound activation Gambar 25: Rangkaian Sound Activation 4.6 Rotary Encoder Rotary encoder digunakan pada robot ROBOTIMBO untuk mendeteksi perpindahan/ pergerakan putaran roda robot. Setiap pulsa yang dihasilkan oleh rotari enkoder dimasukkan ke pin counter dari mikrokontroler yang berfungsi mencacah tiap pulsa tersebut menjadi data hexadesimal, yang selanjutnya data tersebut dapat diolah oleh mikrokontroler dalam proses kontrol robot. Hal ini dilakukan untuk memudahkan robot untuk kembali menuju ruangan tempat lilin berada setelah dilakukan proses scanning dulu pada setiap ruangan. Gambar 26: Rotary Encoder ~ 16 ~

17 D Berikut ini merupakan gambar rangkaian sederhana dari rotari enkoder. +5 R1 R2 output C LED Infra Merah PHOTO TRANSISTOR NPN Gambar 27: Rangkaian Rotary Encoder B A ~ 17 ~

18 5. MOVEMENT STRATEGY 1. Strategi Gambar 34: Strategi mencari lilin di semua ruangan Robot start dari home menyusuri dinding mencari ruangan. Ruang yang pertama kali dituju adalah ruang 1. Untuk mendapatkan 4 th Room Factor, pencarian lilin dilakukan di seluruh ruangan (1,2,3,4). Jika lilin ditemukan di Ruang 1 maka lilin akan dimatikan dahulu, kemudian menuju ruang ke-2,3dan ke-4. Kemudian kembali ke home (bisa dilihat pada gambar). Dan jika diruangan 1 tidak ada lilin, maka robot akan menuju langsung keruang 2, 3 dan ke-4. Sampai menemukan lilin di salah satu ruangan tersebut. Jika ditemukan lilin di ruang 4, maka robot akan memadamkan lilin tersebut dan langsung menuju ~ 18 ~

19 ke Home. Gambar Strategi Mematikan Lilin Rule scaning lilin digunakan ketika robot telah memasuki ruangan dan melakukan deteksi adanya lilin mengunakan sensor UVtron. Terdapat 2 sensor Uvtron atas dengan penutup (UV1) dan Uvtron bawah (UV2). Ketika UV1 aktif maka rule scaning lilin aktif. Scaning lilin yang dilakukan adalah robot akan mencari posisi lilin dan bergerak maju atau mendekati lilin sampai jarak tertentu, selanjutnya robot akan meniup lilin dengan menggunakan sprayer yang telah terpasang pada badan robot. Jarak antara robot dengan liin dapat diketahui jarak dengan menggunakan sensor foto dioda seperti telah dijelaskan pada bagian sensor dan interface. Proses mendekati lilin memanfaatkan UV2. Ketika UV2 aktif maka robot akan bergerak maju dan ketika dalam perjalanan UV2 tidak aktif maka robot akan scaning lagi dengan cara berputar kekanan dan kekiri sampai menemukan posisi lilinyang ditandai dengan UV2 aktif Setelah diketahui lilin itu mati, maka robot langsung kembali menuju home. ~ 19 ~

20 5.1Algoritma ( flowchart) pergerakkan Robot start (sound activation) No Berjalan mengikuti dinding kanan Per - Empatan Yes Robot berhenti berputar kekiri No Berjalan mengikuti dinding kiri Depan dinding Yes Belok kanan periksa ruangan pertama Ada api? Yes Proses pemadaman No Keluar ruangan No Berjalan mengikuti dinding kanan Per - Empatan? Yes Belok kanan ~ 20 ~

21 No Berjalan mengikuti Dinding sebelah kiri Depan dinding Yes Belok kanan Periksa ruangan kedua Ada api Yes Proses pemadaman No Keluar ruangan No Berjalan mengikuti dinding kiri Scaning dinding kanan Hasil scaning menemukan jarak yang beda jauh Yes Belok kanan masuk ruangan ketiga ~ 21 ~

22 Ada api Yes Proses pemadaman No Keluar ruangan Belok kanan Masuk ruangan keempat Ada api Yes Proses pemadaman No Keluar ruangan No Kembali ke home End ~ 22 ~