BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perancangan mekanik robot, perangkat lunak dari algoritma robot, serta metode pengujian robot. 3.1. Perancangan Mekanik Robot Bagian ini menjelaskan tentang perancangan mekanik robot yang dibuat. Gambar 3.1. menunjukkan realisasi desain mekanik tampak depan. Gambar 3.1. Realisasi Desain Mekanik. Keterangan dari gambar 3.1. adalah sebagai berikut : 1. Tombol Stop 2. LED Indikator 3. Mic untuk Sound Activation 4. Tombol Start 5. Sensor Jarak SRF04 6. Sayap Robot 7. Kaki-Kaki Robot 8. Sensor Suhu TPA 81 22
9. Sensor Api UVTRON 10. Kipas 11. Sensor Garis dan Sensor Warna Mekanik robot terdiri dari kaki, badan, sayap, dan kepala. Untuk bagian kaki, badan dan sayap, robot menggunakan bahan aluminium 3 mm. Penggunaan bahan tersebut dikarenakan bahan ringan dan kuat, sehingga apabila robot bertabrakan dengan dinding atau robot lain, robot tidak akan mengalami kerusakan yang fatal. Sedangkan untuk bagian kepala robot menggunakan bahan pipa plastik yang berbentuk bundar, supaya bisa dibentuk sebagai wadah sensor jarak SRF04 dan juga sistem mikrokontroler yang ada didalamnya. Kepala robot dibuat bundar dan diletakkan tujuh buah sensor jarak SRF04 yang mengelilingi bundaran tersebut. Hal ini dikarenakan supaya robot dapat mengetahui kondisi sekitar dengan baik dengan peletakan seperti ini. Kemudian sayap robot berguna untuk melindungi bagian kaki terutama motor servo dan juga sensor-sensor yang ada di robot apabila robot menabrak dinding, furniture atau robot lawan. 23
3.2. Perancangan Perangkat Lunak Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perancangan perangkat lunak algoritma robot. Pada KRPAI 2015 ada konfigurasi 7 lilin di semua ruangan, di mana 6 lilin dapat menggunakan alas lilin atau tidak sesuai undian dan 1 lilin yang pasti selalu menggunakan alas lilin. Konfigurasi lilin tersebut dapat dilihat pada gambar 3.2. Gambar 3.2. Konfigurasi Lilin [6, h.15]. Untuk konfigurasi lilin pertama hingga keenam, penulis akan membuat dua algoritma yang berbeda dan akan membandingkan persentase keberhasilan memadamkan api dan keefektifan dalam hal pemadaman api. Pembuatan dua algoritma yang dibandingkan ini dikarenakan adanya lilin dengan juring dan lilin tanpa juring pada konfigurasi pertama hingga keenam. Pada saat perlombaan, konfigurasi lilinnya akan diacak dan setiap peserta akan mendapatkan satu lilin dengan juring dan satu lilin tanpa juring diantara ruang 1, ruang 3, atau ruang 4. Kinerja algoritma yang lebih baik antara kedua algoritma tersebut, akan digunakan untuk KRPAI divisi berkaki 2015. Sedangkan untuk konfigurasi lilin ketujuh, penulis akan membuat sebuah algoritma khusus atau algoritma ketiga. Dikarenakan lilin ketujuh ini merupakan lilin yang tetap, selalu ada juring setengah lingkaran dan akan diperebutkan kedua robot yang bertanding. Dan untuk memadamkannya, robot harus memadamkan api di daerah sendiri dan pernah memasuki daerah lawan, supaya dapat memadamkan lilin yang ketujuh ini. 24
3.2.1. Algoritma Pertama Bagian ini menjelaskan tentang algoritma pertama, diagram alir dari algoritma ini adalah sebagai berikut : START UV-TRON mendeteksi adanya api dalam ruangan Scanning posisi api dengan TPA 81 Posisi api sudah ditemukan? Robot berjalan ke titik api Suhu TPA 81 sudah memenuhi? Robot berhenti Ada alas lilin (juring)? Perbaiki posisi badan robot supaya masuk setengah badan ke dalam juring Pointing ke titik api Padamkan api Api padam? END Gambar 3.3. Diagram Alir Algoritma Pertama. Penjelasan dari diagram alir algoritma pertama adalah pertama start, robot telah mengetahui ruangan berapi dengan sensor api UVTRON, kemudian robot akan melakukan scanning posisi api dengan menggunakan sensor suhu TPA 81. Setelah posisi api didapat robot akan langsung berjalan mendekat menuju ke api tersebut. Dan setelah sampai suhu tertentu pada sensor TPA 81 dengan jarak pemadaman sekitar 15 cm dari api, robot akan berhenti. Setelah itu, robot akan mengecek adanya alas lilin atau tidak dengan sensor garis. Dan robot akan melakukan pointing ke titik api kemudian memadamkan api tersebut. 25
3.2.2. Algoritma Kedua Konsep algoritma kedua adalah pertama, robot telah mendeteksi adanya api dalam ruangan dengan sensor UVTRON. Setelah itu, robot akan menelusuri dinding sebelah kanan bila di lapangan berwarna biru dan menelusuri dinding sebelah kiri bila di lapangan merah untuk mendekat ke titik api. Algoritma ini menggunakan teknik telusur dinding karena posisi api kebanyakan berada di pojok sudut ruangan. Setelah robot berjalan menuju titik api, TPA 81 akan mengecek titik api sampai pada nilai suhu tertentu dengan jarak pemadaman sekitar 15 cm. Ketika TPA 81 telah mendeteksi suhu titik api, robot akan berhenti dan mengecek adanya alas lilin atau tidak dengan sensor garis. Bila tidak ada alas lilin, robot akan langsung memadamkan api dan bila ada alas lilin, robot akan memperbaiki posisi supaya setengah badan robot masuk alas lilin berbentuk juring lingkaran tersebut, setelah itu baru memadamkan api. Berikut adalah diagram alir untuk algoritma kedua : START UV-TRON mendeteksi adanya api dalam ruangan Wall Following TPA 81 scanning api Suhu TPA 81 sudah memenuhi? Robot berhenti Ada alas lilin (juring)? Perbaiki posisi badan robot supaya masuk setengah badan ke dalam juring Padamkan api Api padam? END Gambar 3.4. Diagram Alir Algoritma Kedua. 26
3.2.3. Algoritma Ketiga Algoritma yang akan dipakai untuk konfigurasi lilin ketujuh adalah dengan menggunakan sensor warna. Di mana ruangan kedua yang dipakai untuk lilin ketujuh memiliki keunikan tersendiri dari ruangan lainnya, yaitu satu-satunya ruangan yang memiliki karpet. Robot akan menggunakan sensor warna untuk mendeteksi karpet. Setelah robot mengenali ruangan tersebut maka robot akan menelusuri dinding. Bila karpet merah yang terdeteksi sensor warna, maka robot akan menelusuri dinding sebelah kiri. Sedangkan bila ternyata karpet biru, robot akan menelusuri dinding sebelah kanan. Sebelum robot dapat memasuki ruangan tersebut, robot harus melewati daerah lawan terlebih dahulu sesuai dengan peraturan KRPAI 2015. Dan setelah robot melewati daerah lawan, maka robot dapat memasuki ruangan tersebut. Setelah robot masuk ruangan dengan menelusur dinding, robot akan mendeteksi api dan menemukan alas lilin dengan sensor garis, maka robot akan berhenti dan memadamkan api. Berikut diagram alir untuk algoritma konfigurasi api ketujuh pada ruangan kedua : START ambil data sensor warna apakah ruang 2? Masuki Daerah Lawan Masuk Ruang Dengan Wall Following Ada alas lilin (juring)? Robot Berhenti UVTRON Mendeteksi Api Padamkan api Api padam? END Gambar 3.5. Diagram Alir Algoritma Konfigurasi Lilin Ketujuh. 27
3.3. Peletakan Sensor Suhu TPA81 Kinerja dari ketiga algoritma di atas akan dibantu dengan tiga buah sensor suhu TPA81. Peletakan sensor ini dapat dilihat pada gambar berikut : Gambar 3.6. Peletakan Tiga Buah Sensor Suhu TPA81. Peletakan tiga buah sensor suhu TPA81 di atas dilihat dari sudut vertikal atau atas, sehingga sudut pandang sensor hanya terlihat bagian 6 saja dengan 8 titik thermopiles dengan sudut pandang 41 ke arah bawah. Peletakan ketiga sensor ini dikarenakan adanya perbedaan ketinggian lilin antara 15-20 cm. Ketiga sensor ini akan diletakkan dibagian depan robot dengan posisi ketinggian sekitar 17 cm. Sensor suhu TPA81 bernomor 2 akan digunakan untuk membantu kinerja algoritma pertama. Algoritma pertama, setelah robot memasuki ruangan berapi robot akan berputar untuk mencari titik api dengan menggunakan sensor nomor 2. Dan setelah menemukannya, robot akan berjalan mendekati titik api dan memadamkan api. Sensor suhu TPA81 nomor 2 ini juga akan digunakan untuk membantu kinerja algoritma ketiga, setelah robot berdiri di juring, menemukan titik api dengan sensor ini dan memadamkan api. Sedangkan sensor suhu TPA81 nomor 1 dan 3 akan digunakan untuk membantu kinerja algoritma kedua. Algoritma kedua menggunakan penelusuran dinding untuk mencapai titik api setelah berada di ruangan berapi. Untuk sensor nomor 1 akan digunakan untuk penelusuran dinding sebelah kanan pada lapangan biru dan sensor nomor 3 akan digunakan untuk penelusuran dinding sebelah kiri pada lapangan merah. Selama sensor suhu TPA81 belum mendeteksi titik api, robot akan menelusuri dinding sampai ditemukan titik api, kemudian berhenti dan memadamkan api. 28
3.4. Metode Pengujian Bagian ini akan menjelaskan tentang metode pengujian dari skripsi ini. Pengujian akan dilakukan pada konfigurasi lilin satu sampai enam dengan dua algoritma (algoritma pertama dan kedua) dan dua mode lilin (lilin dengan alas lilin atau tanpa alas lilin). Untuk konfigurasi lilin tujuh, algoritma yang digunakan adalah algoritma ketiga. Pengujian masing-masing algoritma akan dilakukan pada lapangan biru dan juga lapangan merah. 3.4.1. Konfigurasi Lapangan Pengujian algoritma akan dilakukan pada konfigurasi lapangan seperti pada gambar 3.8. sebagai berikut : Gambar 3.7. Konfigurasi Lapangan Pengujian. Karena skripsi ini fokusnya pada algoritma proses pemadaman api, maka konfigurasi di atas dapat dilihat konfigurasi lilin setiap ruangan dan posisi furniture dalam ruangan saja. Pengujian dari skripsi ini, robot akan langsung didekatkan ke ruangan berapi. Untuk konfigurasi lilin satu dan dua, karena ada dua pintu maka posisi awal robot untuk pengujian ditentukan pada pintu yang dekat dengan furniture. Untuk konfigurasi yang lain tidak masalah karena memiliki satu pintu masuk saja. 29