BAB V IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN Pada bab ini penulis menjelaskan mengenai langkah-langkah praktek untuk melakukan penerapan terhadap perancangan yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Implementasi merupakan penerapan perancangan yang telah dilakukan ke dalam perancangan fisik dan program kendali yang dapat berjalan dengan baik. Selain itu, penulis juga melakukan pengujian untuk mengetahui tingkat keberhasilan dari hasil analisa yang telah dibahas sebelumnya. Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui kinerja dari sistem yang berupa kehandalan dan ketepatan eksekusi antara program dengan modul yang dibuat untuk mengontrol sistem yang ada, dan tidak menutup kemungkinan adanya error (bugs) serta kekurangan-kekurangan dalam sistem yang telah dibuat. 5.1 Implementasi Terdapat tiga bagian dalam tahapan impplementasi, yaitu implementasi desain mekanik, desain rangkaian, dan program kendali. 5.1.1 Implementasi Desain Mekanik Desain mekanik Robo Bin menggunakan model Mobile karena robot harus dapat menggerakan dirinya dari suatu tempat ke tempat lain untuk mendekati penggunanya. Pada penelitian ini, Robo Bin dirancang untuk dapat bergerak mendekati sumber suara pengguna yang ingin membuang sampah. Oleh karena itu, Robo Bin di desain menggunakan 2 roda karet penggerak yang terhubung dengan 2 penggerak. Motor DC tersebut terhubung dengan driver yang diletakkan diantara 2 layer chassis, dimana dari driver tersebut adalah sebagai pengendali gerak kedua yang dapat menerjemahkan perintah dari Arduino, sehingga dapat menggerakan roda sesuai arah yang telah ditentukkan, dan Robo Bin dapat 49
bergerak ke arah penggunanya. Desain body robot mengggunakan tempat sampah kecil yang sudah tidak terpakai dan diletakkan diatas 2 layer chassis sebagai pembatas dan penghubung antara tempat sampah dengan motor penggerak. Accumulator / Aki diletakkan didalam tempat sampah dan terhubung langsung dengan. Fungsi dari aki tersebut adalah sebagai sumber daya bagi penggerak roda Robo Bin. Gambar 5.1 Implementasi desain mekanik Robo Bin Gambar 5.2 Implementasi desain mekanik Robo Bin (Tampak bawah) 5.1.2 Implementasi Desain Rangkaian Implementasi dari desain rangkaian adalah rangkaian komponenkomponen elektrik dengan port-port arduino yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya. Berikut adalah hasil implementasi rangkaiannya. 50
Arduino Mega 2560 Terminal Gambar 5.3 Implementasi desain rangkaian Robo Bin Driver Motor L298N Motor DC Motor DC Gambar 5.4 Implementasi Desain rangkaian 5.1.3 Implementasi Program Kendali Program kendali dirancang menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak yang mendukung dalam tahap implementasi. Berikut ini adalah spesifikasi perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan dalam tahap implementasi: 5.1.3.1 Spesifikasi Perangkat Keras (Hardware) Perangkat keras yang digunakan adalah sebuah notebook / laptop sebagai media untuk penulisan dan pengisian kode program ke dalam mikrokontroler arduino. Spesifikasi perangkat keras yang digunakan adalah sebagai berikut: 51
1. Prosessor: AMD E-450 APU with Radeon(tm) HD Graphics 2. Sistem Operasi: Windows 7 Home Premium 64-bit 3. RAM: 2.00 GB 4. HDD: 219 GB 5.1.3.2 Spesifikasi Perangkat Lunak Perangkat lunak yang digunakan pada tahap perancangan dan implementasi antara lain: 1. Adobe Photoshop 2. Microsoft Visio 3. Arduino IDE 5.1.3.3 Pengisian Program Penulisan program menggunakan software Arduino IDE. Sebelum melakukan upload kode program ke dalam Arduino Mega, terlebih dahulu dilakukan pengecekan terhadap kode program yang telah dibuat dengan cara melakukan compiling atau verify dengan cara klik tab Sketch, kemudian klik Verify / Compile. Gambar 5.5 Compile kode program 52
Berikut adalah tampilan ketika kode program telah berhasil di compile dan tidak terdapat error di dalam kode program. Gambar 5.6 Compiling kode program berhasil. Setelah kode program telah berhasil di compile, dapat langsung melakukan upload kode program ke dalam Arduino Mega. Untuk melakukan upload kode program, klik tab Sketch, kemudian klik upload. Gambar 5.7 Upload kode program 53
5.2 Pengujian Dalam pengujian pada penelitian ini terdapat 3 jenis pengujian, yaitu pengujian daya, pengujian, dan pengujian secara keseluruhan. 5.2.1 Pengujian daya Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian daya/power supply dapat bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan dengan mensuplai tegangan input dari accumulator / aki sebesar 12 volt kemudian dilakukan pengukuran pada output masing-masing keluaran diukur dengan menggunakan avometer. Untuk pengukuran arus menggunakan multimeter. Tabel 5.1 Tegangan dan arus komponen Robo Bin Komponen Tegangan Arus Accu / Aki 12 V 2000 ma Motor DC 12 V 2000 ma L298N Motor Driver 5 V 2000 ma Sensor Suara 5V 5 ma 5.2.2 Pengujian Motor DC Pengujian bertujuan untuk memastikan output gerak yang dihasilkan oleh berupa gerakan lurus, rotasi kanan, rotasi kiri, dan putar balik ke belakang. Output tersebut tentunya bergantung pada input dari sensor suara, karena hasil input sensor suara tersebut lah yang menentukan output gerak yang dihasilkan. Motor DC terhubung dengan arduino melalui driver motor L298N sebagai media pengendali gerak tersebut. Driver motor L298N terhubung dengan Arduino mega melalui port output 4, 5, 6, 7. Untuk memanggil gerak motor, port-port tersebut perlu didefinisikan agar dapat terhubung dengan komponennya. 54
#define motorrightone 4 #define motorrighttwo 5 #define motorleftone 7 #define motorlefttwo 6 #define motorrightone 4 : untuk mendefinisikan bahwa kutub positif (+) motor kanan terhubung pada port output Arduino nomor 4. #define motorrighttwo 5 : untuk mendefinisikan bahwa kutub negatif (-) motor kanan terhubung pada port output Arduino nomor 5. #define motorleftone 7 : untuk mendefinisikan bahwa kutub positif (+) motor kiri terhubung pada port output Arduino nomor 7. #define motorlefttwo 6 : untuk mendefinisikan bahwa kutub negatif (-) motor kanan terhubung pada port output Arduino nomor 6. void setup() { pinmode(4, OUTPUT); pinmode(5, OUTPUT); pinmode(6, OUTPUT); pinmode(7, OUTPUT); } void setup() : Merupakan untuk mendefinisikan mode pin. pinmode(4, OUTPUT); : untuk mendefinisikan bahwa pin 4 merupakan pin yang ber sebagai Output. pinmode(5, OUTPUT); : untuk mendefinisikan bahwa pin 5 merupakan pin yang ber sebagai Output. pinmode(6, OUTPUT); : untuk mendefinisikan bahwa pin 6 merupakan pin yang ber sebagai Output. pinmode(7, OUTPUT); : untuk mendefinisikan bahwa pin 7 merupakan pin yang ber sebagai Output. 55
void forward(int waktu) { analogwrite(motorleftone, 255); analogwrite(motorlefttwo, 0); analogwrite(motorrightone, 255); analogwrite(motorrighttwo, 0); delay(waktu); } void forward(int waktu) : untuk memanggil gerak maju ke depan waktu yang ditentukan. Fungsi ini merupakan maju (forward) yang ber untuk menggerakan robot maju kedepan. Ketika hendak maju ke depan, motor kiri dan kanan bernilai positif dengan nilai kecepatan maksimum, yaitu 255 dan bergerak selama waktu yang ditentukan pada delay(waktu). void stops(int waktu) { analogwrite(motorleftone, 0); analogwrite(motorlefttwo, 0); analogwrite(motorrightone, 0); analogwrite(motorrighttwo, 0); delay(waktu); } void stops(int waktu) : untuk memanggil berhenti untuk menghentikan gerak. 56
Fungsi diatas merupakan berhenti (stop) untuk menghentikan gerak motor DC ketika robot sudah berada dekat dengan penggunanya. Untuk berhenti, maka nilai kanan dan kiri semuanya harus bernilai 0. void toright(int waktu) { analogwrite(motorleftone, 255); analogwrite(motorlefttwo, 0); analogwrite(motorrightone, 0); analogwrite(motorrighttwo, 255); delay(waktu); } void toright(int waktu) : untuk memanggil gerak rotasi ke kanan pada. Fungsi diatas adalah kanan (Right) untuk menggerakan robot kanan. Untuk ke kanan, maka roda kanan harus berputar kedepan, sedangkan roda kiri berputar ke belakang. Sehingga, kanan yang positif harus maksimal, yaitu 255. Sedangkan kiri yang negatif harus bernilai maksimal, yaitu 255. void toleft(int waktu) { analogwrite(motorleftone, 0); analogwrite(motorlefttwo, 255); analogwrite(motorrightone, 255); analogwrite(motorrighttwo, 0); delay(waktu); } void toleft(int waktu) : untuk memanggil gerak rotasi ke kiri pada 57
Fungsi diatas adalah kiri (Left) untuk menggerakan robot kiri. Untuk ke kiri, maka roda kiri harus berputar kedepan, sedangkan roda kanan berputar ke belakang. Sehingga, kiri yang positif harus bernilai maksimal, yaitu 255. Sedangkan kanan yang negatif harus bernilai minimal, yaitu 255. Tabel 5.2 Tabel pengujian onal Motor DC menggunakan gerak 1 roda Skenario Pengujian Fungsi belok kiri Fungsi belok kanan Hasil Yang diharapkan Kesimpulan Maju 15cm, 1 detik pada ke kiri ke kanan kiri 45 0, Sesuai kanan 45 0 45 0 45 0 Maju 30cm, 2 detik pada ke kiri ke kanan kiri 90 0, Sesuai kanan 90 0 90 0 90 0 Maju 45cm, 3 detik pada ke kiri ke kanan kiri 135 0, Tidak sesuai kanan 135 0 145 0 135 0 Maju 60cm, 4 detik pada ke kiri ke kanan kiri 180 0, Tidak sesuai kanan 180 0 200 0 185 0 58
Tabel 5.3 Tabel Pengujian Fungsional Motor DC menggunakan gerak 2 roda Skenario Pengujian Fungsi belok kiri Fungsi belok kanan Hasil Yang diharapkan Kesimpulan Maju 15cm, 0,5 detik ke kiri ke kanan kiri 45 0, Sesuai pada kanan 45 0 45 0 45 0 Maju 30cm, 1 detik pada ke kiri ke kanan kiri 90 0, Sesuai kanan 90 0 90 0 90 0 Maju 45cm, 1,5 detik ke kiri ke kanan kiri 135 0, Tidak sesuai pada kanan 135 0 145 0 135 0 Maju 60cm, 2 detik pada ke kiri ke kanan kiri 180 0, Tidak sesuai kanan 180 0 200 0 185 0 59
Tabel 5.4 Tabel Pengujian Gerak Lurus Skenario Pengujian Lintasan Lurus datar Lintasan Menanjak 10 0 Lintasan Menurun 10 0 1 detik pada 15cm 10cm 20cm 2 detik pada 30cm 20cm 40cm 3 detik pada 45cm 30cm 60cm 4 detik pada 60cm 40cm 80cm 5.2.3 Pengujian secara keseluruhan Pada kondisi awal, robot harus di letakkan berdiri dan kedua saklar harus dalam kondisi ON. Sebelumnya, kondisi accu / aki harus terisi sehingga ada tegangan yang mengalir untuk menggerakan dan komponen lainnya. Jarak alat dengan penggunanya sebesar 65 cm. Pengujian dilakukan diruangan dengan lantai keramik datar tanpa penghalang. 60
Gambar 5.8 Kondisi posisi awal Robo Bin Untuk dapat bergerak, harus ada input berupa suara tepukan yang dideteksi oleh sensor suara. Pengujian pertama dilakukan dengan memberikan suara tepukan dari sebelah kiri robot. Output yang didapatkan adalah bergeraknya robot ke kiri. Gerakan ini didapat dari bergeraknya roda kanan yang digerakkan oleh sebelah kanan. Sedangkan roda kirinya tidak bergerak (diam). Gambar 5.9 Robo Bin bergerak ke kiri. Selanjutnya pengujian dilakukan dengan memberikan suara tepukan dari sebelah kanan robot. Sensor suara kanan robot mendeteksi frekuensi suara yang dihasilkan oleh tepukan, kemudian arduino mengolah data frekuensi tersebut menjadi perintah untuk menggerakan. Ketika bergerak ke kanan, maka yang bergerak ke depan adalah roda sebelah kiri, sedangkan roda sebelah kanan tidak bergerak (diam). Berikut ini adalah output hasil gerak yang terjadi 61
pada Robo Bin ketika diberikan input berupa suara tepukan dari sebelah kanan robot. Gambar 5.10 Posisi awal Robo Bin sebelum bergerak kanan Gambar 5.11 Robo bin bergerak kanan Selanjutnya pengujian dilakukan dengan memberikan input suara tepukan dari depan robot. Output yang dihasilkan adalah bergeraknya RoboBin kearah depan mendekati sumber suara. Ketika robot bergerak maju, maka roda kiri dan kanan bergerak ke depan secara bersamaan. Hal ini terjadi karena kiri dan kanan bergerak dengan arah dan kecepatan yang sama. Kemudian robot akan berhenti ketika sensor depan mendeteksi keberadaan orang didepannya. 62
Gambar 5.12 Posisi Robo Bin sebelum bergerak maju ke depan Gambar 5.13 Robo Bin bergerak maju ke depan Pengujian berikutnya dilkakukan dengan memberikan input frekuensi suara tepukan dari arah belakang robot. Output yang dihasilkan adalah bergeraknya robot berputar arah ke belakang dengan cara balik kanan. Gerakan ini didapat ketika sensor suara belakang mendeteksi suara tepukan, kemudian memberikan data frekuensi tepukan tersebut kepada arduino yang dapat mengolahnya menjadi perintah untuk menggerakan. Untuk dapat berputar arah ke belakang, 63
dilakukan pergerakan hadap kanan dua kali. Sehingga, robot bergerak balik kanan ke arah belakang. Gambar 5.14 Posisi Robo Bin sebelum berputar arah ke belakang Gambar 5.15 Robo Bin berbalik kanan belakang 5.3 Analisis hasil pengujian Berdasarkan hasil penelitian yang didapatkan, penulis menuliskan analisisnya antara lain: 64
5.3.1 Hasil pengujian daya Setelah diuji, daya yang mengalir pada setiap komponen berbeda-beda. Terutama pada, harus menggunakan sumber daya listrik tersendiri, yaitu Accu / Aki. Pada awalnya, penulis menggunakan baterai 8V sebagai sumber daya dari semua komponen, termasuk. Namum ternyata daya tersebut tidak bertahan lebih dari 1 jam, sehingga khusus untuk, penulis menggunakan aki sebagai sumber daya elektriknya. Ketika menggunakan aki, Robo Bin dapat bergerak selama 10 jam. Selain itu perlu adanya penggunaan step down untuk menyesuaikan tegangan yang di alirkan kepada tiap komponen, agar komponen listrik tidak mudah rusak. Dari hasil pengujian dapat dipastikan bahwa rangkaian daya pada Robo Bin telah ber dengan baik. 5.3.2 Hasil Pengujian Motor DC Ada beberapa hal yang mempengaruhi ketepatan gerak Robo Bin. Pada pengujian diatas, ditemukan beberapa ketidak sesuaian atau derajat belokan gerak rotasi. Pada pengujian tersebut, penulis memberi kesimpulan bahwa ketidaksesuaian gerakan robot disebabkan oleh menyangkutnya roda ban Robo Bin di sela-sela lantai. Hal ini dapat merubah arah gerak, atau sedikit menghambat gerak roda. 5.3.3 Hasil Pengujian Keseluruhan Pada pengujian keseluruhan, alat telah berjalan dengan baik sesuai dengan konsep awal yang dirancang. Secara onalitas, Robo Bin telah dapat bergerak sesuai dengan arah penggunanya, meskipun terkadang posisinya sedikit meleset. Secara keseluruhan, Robo bin dapat di uji coba di ruangan yang memiiliki lantai keramik rata, dan tidak terdapat penghalang antara pengguna dengan Robo Bin. 65