SISTEM PENGENDALIAN ROBOT PEMADAM API MENGUNAKAN KAMERA DAN SENSOR ULTRASONIK PADA JARINGAN WIFI MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID SKRIPSI

Transkripsi

1 SISTEM PENGENDALIAN ROBOT PEMADAM API MENGUNAKAN KAMERA DAN SENSOR ULTRASONIK PADA JARINGAN WIFI MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID SKRIPSI HARDY APANDI PURBA PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

2 SISTEM PENGENDALIAN ROBOT PEMADAM API MENGUNAKAN KAMERA DAN SENSOR ULTRASONIK PADA JARINGAN WIFI MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknologi Informasi HARDY APANDI PURBA PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

3 iii PERSETUJUAN Judul : SISTEM PENGENDALIAN ROBOT PEMADAM API MENGUNAKAN KAMERA DAN SENSOR ULTRASONIK PADA JARINGAN WIFI MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID Kategori : SKRIPSI Nama : HARDY APANDI PURBA Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : S1 TEKNOLOGI INFORMASI Departemen : TEKNOLOGI INFORMASI Fakultas : ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 Baihaqi Siregar, S.Si., M.T NIP Dr. Syahril Efendi, S.Si., M.IT NIP. Diketahui/disetujui oleh Program Studi S1 Teknologi Informasi Ketua, Muhammad Anggia Muchtar, ST., MM.IT NIP

4 iv PERNYATAAN SISTEM PENGENDALIAN ROBOT PEMADAM API MENGUNAKAN KAMERA DAN SENSOR ULTRASONIK PADA JARINGAN WIFI MENGGUNAKAN SMARTPHONE ANDROID SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya. Medan, 15 April 2016 HARDY APANDI PURBA

5 v PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis sampaikan ke hadirat Tuhan Yesus Kristus atas segala berkat dan pengasihan-nya yang berlimpah sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer, Program Studi S1 Teknologi Informasi. Penyelesaian skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan motivasi berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Syahril Efendi, S.Si, M.IT sebagai dosen pembimbing I dan Bapak Baihaqi Siregar, S.Si, M.T sebagai dosen pembimbing II yang telah meluangkan waktu, pikiran, saran, dan kritiknya untuk penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dani Gunawan S.T., M.T selaku dosen pembanding I dan Bapak Seniman S.kom, M.Kom selaku dosen pembanding II yang telah memberikan masukan serta kritik yang bermanfaat dalam penulisan skripsi ini. 3. Ketua dan Sekretaris Program Studi S1 Teknologi Informasi, Bapak M. Anggia Muchtar, S.T., MM.IT. dan bapak Mohammad Fadly Syahputra, B.Sc.,M.Sc.IT. 4. Seluruh dosen yang mengajar serta staf Tata Usaha Program Studi Teknologi Informasi. 5. Bapak Maitin Purba dan Ibu Sapih Muli br. Ginting selaku orang tua penulis yang telah membesarkan penulis dengan penuh cinta kasih, Kakak Lia Christin Purba dan adik Dinda Monica Purba beserta seluruh keluarga besar yang selalu memberikan dukungan, motivasi, serta doa kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 6. Novia Fransiska Ginting atas segala bantuan, motivasi dan doa yang diberikan kepada penulis. 7. Teman - teman seperjuangan, Hariadi Ramadhana, Irzal Sofyan, Faisal Fadly, Ahmad Badril, Tommy F. Nainggolan, Vincent Siagian, Putra Panggabean dan seluruh teman-teman angkatan 2011 lainnya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah bersedia menjadi teman diskusi dan memberikan dukungan kepada penulis, semoga kita meraih kesuksesan

6 vi 8. Semua pihak yang terlibat langsung ataupun tidak langsung yang tidak dapat penulis ucapankan satu persatu yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.

7 vii ABSTRAK Kebakaran merupakan bencana yang dapat terjadi kapan saja dan menimbulkan kerugian yang sangat tinggi. Pada suatu kondisi, petugas pemadam kebakaran tidak dapat mengakses sumber api karena kerusakan bangunan yang luar biasa akibat suhu yang tinggi atau adanya bahan peledak. Dengan adanya kendala-kendala dan tingkat resiko yang tinggi dalam penanganan kebakaran, maka diperlukan suatu pengembangan teknologi yang dapat membantu pemadam kebakaran dalam memadamkan api. Salah satunya adalah dengan penggunaan robot untuk memadamkan api. Pengunaan robot pemadam api yang dapat dikendalikan dari jarak yang ditentukan diharapkan dapat mengurangi resiko dalam memadamkan kebakaran. Robot ini bergerak sesuai keinginan pengguna yang dikendalikan melalui smartphone Android. Smartphone dan robot terhubung melalui jaringan WiFi yang terdapat pada robot menggunakan WiFi module. Perintah pengguna dari smartphone dikirimkan ke mikrokontroler pada robot untuk diproses menjadi pergerakan robot. Pada penelitian ini, robot pemadam api menggunakan mikrokontroler ATMega8. Hasil yang diperoleh dari pengujian sistem ini adalah robot dapat bergerak sesuai dengan kontrol pengguna menggunakan kamera pada robot melalui layar pada smartphone seperti belok kanan, kiri, maju dan mundur. Pada pengujian memadamkan api, robot dapat melakukan dengan baik dan dalam pengujian sensor ultrasonik, robot dapat berhenti pada jarak <= 15 cm. Kata kunci: robot pemadam api, ATMega8, wireless, sensor ultrasonik, android

8 viii CONTROL SYSTEM FIREFIGHTER ROBOT USING CAMERA AND UTRASONIC SENSOR AT WIFI NETWORK USING ANDROID SMARTPHONE ABSTRACT Fire is one of the disaster that can occur anytime and in result of highly losses.there is a condition, where firefighters can t access the source of the fire due to damage of the building that caused by high temperatures or the presence of explosives. Given the constraints and the high level of risk in the handling of the fire, this need a technological developments that could help the firefighters putting out the fire. Which one is use robots to extinguish the fire. The usage of firefighter robot which can be controlled from a specified distance hoping to reduce the risk in putting out a fire. This robot is controlled by the user via Android smartphones. Smartphones and the robot are connected via WiFi networks contained in the robot using a WiFi module. The command of smartphone users are sent to the microcontroller on the robot to be processed into robotic motion. The robot is equipped with camera and ultrasonic sensor, where the camera will br served as the controller of the robot s motion in finding the source of the fire and ultrasonic sensor to avoid collisions during the robot backwards motion. In this study, fire firefighter robot using an ATMega8 microcontroller. The results of this study is for robot to be able move in accordance with user controls using the camera on the robot through a screen on a smartphone such as turn right, turn left, go forward and backward. In the fire test, the robot can perform well and in the ultrasonic sensor testing, the robot can be stopped at a distance of <= 15 cm. Keywords: firefighter robot, ATMega8, wireless, ultrasonic sensor, android

9 ix DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR Hal. iii iv v vii viii ix xii xiii BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan 4 BAB 2 LANDASAN TEORI Robot Sejarah Robot Karakteristik Robot Tipe Robot Mikrokontroller ATMega Arsitektur Mikrokontroller ATMega Cara Kerja Mikrokontroller Fitur Microkontroller Aktuator Motor DC 13

10 x IC L293 (Motor Driver) Sensor Sensor Ultrasonik Kamera WiFi Module Rosh 1D57B Android Penelitian Terdahulu 18 BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN Analisis Arsitektur umum Pemodelan persyaratan sistem dengan Use case Activity Diagram Squence Diagram Perancangan Sistem Komponen yang digunakan robot Perancangan konstruksi robot pemadam api Perancangan kerangka robot Perancangan Aktuator robot Perancangan Sirkuit Elektronik Perancangan rangkaian sumber tegangan Perancangan Mikrokontroler ATMega Perancangan rangkaian Driver motor DC Perancangan Module WiFi Perancangan Skema Sensor Ultrasonik Perancangan Skema pompa Air Perancangan Rangkaian Keseluruhan Robot Perancangan Program Mikrokontroler Pseudocode Program Flowchart Sistem Secara Umum Perancangan Diagram Blok Robot Pemadam Api Perancangan Antar muka sistem 42

11 xi BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Implementasi Sistem Implementasi konstruksi utama Implementasi konstruksi Aktuator Implementasi Rangkaian Sirkuit elektronik Implementasi Board Mikrokontroler Implementasi Board Driver Motor DC Implementasi WiFi Module Rosh 1D57B Implementasi Sensor Ultrasonik Implementasi Pompa Air Implementasi Perangkat Lunak Implementasi Module Program Mikrokontroler Skema Pembuatan Program di Mikrokontroller ATMega8 dan Cara men-download Program ke Mikrokontroller ATMega Pengujian Sistem Pengujian Aktuator dan Pergerakan Robot Pengujian Pompa Air pada Robot Pengujian Sensor Ultrasonik pada Robot Pengujian Kamera Pada Robot Pengujian jarak pada pengendalian robot 54 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 55 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A: KODE PROGRAM

12 xii DAFTAR TABEL Hal. Tabel 3.1 Dokumentasi Naratif Use Case sistem 24 Tabel 3.2 Tabel Peralatan yang digunakan 27 Tabel 3.3 Tabel Rincian Komponen Fisik 28 Tabel 3.4 Tabel Rincian Komponen Elektronik 28 Tabel 3.5 Alokasi Pin yang digunakan 33 Tabel 3.6 Rincian Komponen Mikrokontroller ATMega8 35 Tabel 3.7 Rincian Komponen Driver Motor IC L298D 36 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Robot Secara Keseluruhan 52 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Jarak Pengendalian Robot 54

13 xiii DAFTAR GAMBAR Hal. Gambar 2.1 Susunan Pin Microcontroller ATMega8 7 Gambar 2.2 Blok Diagram Microcontroller ATMega8 8 Gambar 2.3 Arsitektur Microcontroller ATMega8 12 Gambar 2.4 Struktur Motor DC 14 Gambar 2.5 Blok diagram motor driver tipe IC L Gambar 2.6 Sensor Ultrasonik 16 Gambar 2.7 Kamera 17 Gambar 2.8 WiFi Module Rosh 1D57B 18 Gambar 3.1 Arsitektur Umum 21 Gambar 3.2 Usecase Diagram Prototipe Robot Pemadam Api 23 Gambar 3.3 Activity Diagram Prototipe Robot Pemadan Api 24 Gambar 3.4 Sequence Diagram Prototipe Robot Pemadam Api 25 Gambar 3.5 Rancangan Skema Kerangka Robot 29 Gambar 3.6 Rancangan Aktuator Robot Pemadam Api 30 Gambar 3.7 Rancangan Sirkuit Elektornik ATMega8 30 Gambar 3.8 Perancangan Rangkaian regulator IC Gambar 3.9 Perancangan Rangkaian Skematik Sistem Mikrokontroler ATmega8 32 Gambar 3.10 Sistem minimum mikrokontroler ATmega8 33 Gambar 3.11 Bentuk sinyal clock 34 Gambar 3.12 Perancangan Rangkaian Driver Motor DC IC L Gambar 3.13 Perancangan Module WiFi 36 Gambar 3.14 Perancangan Skema Sensor Ultrasonik 37 Gambar 3.15 Perancangan Skema Pompa Air 37 Gambar 3.16 Perancangan Rangkaian keseluruhan robot 38 Gambar 3.17 Flowchart Sistem Secara Umum 41 Gambar 3.19 Rancangan Diagram Block Robot Pemadam Api 42 Gambar 3.20 Rancangan Halaman Utama Android 43 Gambar 4.1 Implementasi Kerangka Robot Pemadam Api 45

14 xiv Gambar 4.2 Implementasi Aktuator Gear 46 Gambar 4.3 Implementasi Rangkaian Sirkuit Elektronik 46 Gambar 4.4 Implementasi Board Mikrokontroller 47 Gambar 4.5 Implementasi Layout Driver Motor 48 Gambar 4.6 Implementasi Module WiFi / WiFi Adaptor 48 Gambar 4.7 Implementasi Sensor Ultrasonik 49 Gambar 4.8 Implementasi Pompa Air 49 Gambar 4.9 Tampilan Program CVAVR 50 Gambar 4.10 Tampilan Program extreme Burner - AVR 50 Gambar 4.11 Skema Pembuatan Program di Mikrokontroller ATMega8 51 Gambar 4.12 Pengujian Aktuator Robot 52 Gambar 4.13 Pengujian Pompa Air Untuk Pemadaman Api 53 Gambar 4.14 Pengujian Sensor Ultrasonik 53 Gambar 4.15 Pengujian Kamera Pada Robot 54