BAB III PERANCANGAN SISTEM

Transkripsi

1 BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dijelaskan mengenai konsep dasar sistem, perancangan mekanik robot, serta perangkat lunak dari algoritma robot, dan metode pengujian Konsep Dasar Sistem Untuk membuat algoritma yang baik, sebelumnya harus ada sebuah sistem perangkat keras yang berguna untuk membantu kinerja dari algoritma yang diinginkan dalam mencapai tujuan suatu robot itu dibuat. Gambar 3.1 menunjukkan blok diagram sistem dari robot. SRF IR UV-Tron Arduino Mega2560 Driver Motor Kiri Driver Motor Kanan Motor Kiri Motor Kanan Sensor Garis Kipas Kamera Servo Horizontal Servo Vertikal Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengontrol utama robot adalah Arduino Mega2560. Sedangkan ada tiga bagian penting lainnya yang digunakan dalam robot ini sebagai penunjang, yaitu (ditunjukan dalam kotak berwarna): 12

2 a. Kotak merah, adalah bagian sensor/input robot yang digunakan sebagai penunjang pergerakan robot serta membantu dalam pointing api. Penunjang pergerakan terdiri dari tiga buah SRF membantu dalam melakukan follow dan tiga sensor garis (photodioda) digunakan untuk menemukan room. Sedangkan dalam pointing api dibantu oleh UV-Tron dalam pendeteksi masih ada atau tidaknya api dalam room dan sensor IR untuk menandakan jarak robot dengan api sudah tepat pada saat akan memadamkan. b. Kotak biru, adalah bagian output robot berguna dalam pergerakan serta pemadaman. Pergerakan dalam melakukan follow terdiri dari dua buah motor DC, kiri dan kanan, lalu alat untuk pemadaman digunakan kipas. c. Kotak hijau, adalah bagian utama yang digunakan untuk pointing pemadaman api. Terdiri dari kamera pixy dan dua buah servo baik secara horisontal dan vertikal. Servo-servo tersebut dikontrol langsung oleh kamera Perancangan Mekanik Bagian ini menjelaskan tentang perancangan mekanik desain body robot dengan maksimal dimensi (p l t) 31cm 31cm 27cm. Gambar 3.2 menunjukkan desain awal robot yang dibuat. 13

3 Gambar 3.2. Desain awal robot Keterangan nomor dari gambar diatas adalah : 1. Kipas 2. Arduino Mega Kamera 4. SRF 5. Sensor IR 6. UV-Tron 7. Sensor garis 8. Driver Motor 9. Motor 14

4 Perancangan navigasi robot saat melakukan follow kiri (menelusuri dinding melalui jalur kiri) adalah sebagai berikut : depan = 5 dinding Gambar 3.3. Peletakan SRF pada robot SRF (Ultrasonic Range Finder) adalah sensor ultrasonik yang berfungsi untuk mengukur jarak suatu benda dengan prinsip memancarkan gelombang ultrasonik kemudian menangkap pantulannya [10]. Gelombang ultrasonik termasuk gelombang suara yang memiliki kecepatan sekitar =34400cm/s. SRF kiri adalah sensor utama ketika melakukan follow (follow kiri), di letakan 60 dari garis horizontal. Jarak ideal antara robot dengan dinding ketika follow adalah =5cm. Sehingga waktu yang diperlukan robot untuk dapat melakukan follow dengan baik adalah : = 2 sin 60 = 2 5 sin / = 0, = 336µs Nilai yang didapat menjadi nilai patokan robot ketika melakukan follow. Sedangkan perancangan mekanik kamera dalam melakukan pointing adalah sebagai berikut : 15

5 Servo vertikal Servo horisontal Gambar 3.4. Desain awal mekanik kamera Terdiri dari dua buah servo di mana servo bawah bergerak secara horisontal yang artinya membuat kamera bisa melihat ke kiri atau ke kanan, dan servo atas yang bergerak secara vertikal di mana membuat kamera bisa melihat ke bawah atau ke atas. Realisasi rancangan mekanik robot yang sudah dibuat ditunjukan oleh Gambar 3.5 dengan dimensi (p l t) 21cm 21cm 22cm dan bahan dasar untuk body adalah akrilik. a. Tampak kanan b. Tampak tengah 16

6 c. Tampak kiri d. Tampak belakang Gambar 3.5. Realisasi desain robot 3.3. Perancangan Elektronika Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai perancangan elektronika yang dipakai dalam sistem yang akan dibuat. Perancangan elektronika dalam pembuatan tugas akhir ini terdiri dari pengendali utama dan kamera Pengendali utama Pengendali utama dari robot ini adalah Arduino Mega2560. Tugas-tugas yang di lakukan oleh Arduino Mega2560 antara lain : a. Mengambil data dari SRF b. Mengambil data dari sensor garis c. Mengambil data dari UV-Tron d. Mengambil data dari sensor IR e. Mengolah data SRF, sensor garis, UV-Tron, dan sensor IR f. Menggerakan Motor g. Menggerakan Kipas h. Mengambil, mengolah serta mengirim data dari/ke kamera pixy 17

7 menggunakan jalur komunikasi SPI Berikut adalah konfigurasi pin Arduino Mega2560 yang digunakan : Tabel 3.1. Konfigurasi pin Arduino Mega2560 Nomor Pin Fungsi 4 PWM1 driver motor Kanan 5 PWM2 driver motor Kanan 6 ENABLE driver motor kanan 12 sensor IR 14 Echo SRF tengah 15 trigger SRF tengah 16 Echo SRF kanan 17 trigger SRF kanan 18 Echo SRF kiri 19 trigger SRF kiri 38 Kipas 42 UV-Tron 43 ENABLE driver motor kiri 44 PWM1 driver motor kiri 45 PWM2 driver motor kiri A13 Sensor garis 1 A14 Sensor garis 2 18

8 A15 Sensor garis 3 51 MOSI (SPI) Kamera 50 MISO (SPI) Kamera 52 SCK (SPI) Kamera 30 RST (SPI) Kamera Kamera Salah satu kelebihan kamera pixy yang digunakan pada tugas akhir ini selain mempunyai algoritma pembacaan objek sendiri, kamera ini juga mampu mengendalikan dua buah servo. Skema konfigurasi antara kamera pixy dengan servo tersebut ditunjukan oleh Gambar 3.6. Kuning Merah Coklat : Data : Vcc : Ground Gambar 3.6. Konfigurasi pin kamera dengan servo 19

9 3.4. Perancangan Perangkat Lunak Pada bagian ini akan dijelaskan algoritma yang digunakan pada robot. Algoritma dapat dilihat dalam bentuk diagram alir sebagai berikut : Mulai A Follow mencari room Apakah room Ya terdeteksi? Ya Menghidupkan pemadam selama 1 detik Ya Maju 5cm Apakah api sudah padam? Hadap kanan Mencari api Ya Apakah sudah Ya dapat titik api? Follow keluar room Ya Mendekat ke titik api Selesai Mempoisikan badan robot dan kamera lurus di depan api Apakah sudah 10cm dari api? Ya A Gambar 3.7. Diagram alir program 20

10 Penjelasan Algoritma Posisi start Robot diletakan di depan pintu masuk room yang memiliki api, lalu melakukan follow. Ketika sensor garis mendeteksinya adanya room dengan membaca garis putih, maka robot akan maju sekitar 5cm lalu mencari api. Pertama kamera akan melihat dari tengah, ke kiri, lalu ke kanan. Ketika tidak ditemukan api, maka robot akan menghadap kanan lalu melakukan pencarian api lagi. Ketika api ditemukan, robot akan menuju ke titik api sambil memposisikan badan robot serta posisi kamera tepat di depan api. Pada saat robot sudah tepat berada di depan sumber api (sekitar 10cm dari api), makan pemadam (kipas) akan dinyalakan selama satu detik. Ketika pemadam sudah dinyalakan tetapi api masih terdeteksi maka robot akan menyalakan pemadam lagi. Setelah api padam, maka robot akan melakukan follow keluar room dengan cara sensor garis mendeteksi adanya garis, setelah keluar room maka robot akan berhenti. 21