Top Banner

of 36

Makalah Robot

Oct 18, 2015

Download

Documents

saltword
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Meyrizal's BlogJust another WordPress.com site HOME BelaNegaramakalah robot pemadamapiBAB IPENDAHULUAN1.1Latar Belakang.Teknologi adalah cara untuk mendapatkan sesuatu dengan kualitas lebih baik ( lebih mudah, lebih murah, lebih cepat dan lebih menyenangkan ). Salah satu teknologi yang berkembang pesat saat ini adalah teknologi dibidang kerobotan. Robot berguna untuk membantu manusia dalam melakukan pekerjaan tertentu, misalnya dalam melakukan pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi, beresiko tinggi, membosankan atau membutuhkan tenaga yang besar. Menurut buku The Robot Builders Bonanza yang ditulis oleh Gordon McComb secara umum robot dapat didefinisikan sebagai sebuah piranti mekanik yang mampu melakukan pekerjaan manusia atau berperilaku seperti manusia.Salah satu pekerjaan manusia yang dapat dilakukan oleh robot adalah pemadaman kebakaran. Jenis pekerjaan ini membutuhkan reaksi cepat karena kebakaran dapat dihindari apabila api belum menyebar. Ketika api telah menyebar pekerjaan pemadam kebakaran akan menjadi pekerjaan yang sulit dan beresiko tinggi. Masalah kebakaran dapat dikurangi apabila sumber api dapat ditemukan dan dipadamkan dalam waktu singkat.1.2Permasalahan.Robot bertugas untuk mencari dan memadamkan api lilin yang terdapat disekitarnya.Agar dapat melakukan tugas tersebut maka robot harus mampu menjelajah ruangan tanpa menabrak dinding atau benda lainnya, mendeteksi keberadaan lilin yang berada disekitarnya, mendekati dan memadamkan api lilin itu kemudian menjelajah ruangan kembali.Robot Cerdas Pemadam Api merupakan salah satu bentuk mobile robot yang dirancang untuk dapat melakukan aksi pencarian sumber api lilin dan memadamkannya serta menemukan bayi dan menandainya dengan menjatuhkanbeeper(modul penghasil bunyi) pada suatu arena yang telah ditentukan. Agar robot dapat bernavigasi diarena dengan baik, maka harus diterapkan algoritma yang tepat. Sehingga robot ini dirancang/dibangun dari beberapa komponen yang sangat menentukan unjuk kerja dari robot itu sendiri. Komponen-komponen inilah yang harus diperhatikan/dipertimbangkan dalam masalah perancangan, yang akan dijelaskan dibawah ini.Perancangan dan pembuatan robot cerdas pemadam api yang antara lain meliputi perancangan perangkat keras (hardware) dan perancangan perangkat lunak (software). Pada perancangan perangkat keras (hardware) meliputi pembuatan rangka mekanik robot dan perancangan rangkaian elektronika yang digunakan secara keseluruhan. Rangka mekanik robot terdiri dari material akrilik dan rangkaian elektronik yang terdiri dari rangkaian pengendali mikro AT89S52, rangkaian kendali motor arus searah, rangkaian sensor ultrasonik (pemancar dan penerima), dan rangkaian sensor pendeteksi api. Sedangkan pada perancangan perangkat lunak (software) meliputi perancangan pada pembuatan diagram alir dan bahasa assembly.1.3Batasan Masalah.Batasan masalah yang akan di jelaskan oleh penulis disini antara lain :1. Pembahasan tentang rangkaian pengendali mikro AT89S52.2. Pembahasan mengenai komponen pendukung dari robot pemadam api.3. Perancangan perangkat lunak (SOFTWARE)4. Cara kerja robot pemadam api.BAB IILANDASAN TEORI2.1.AlgoritmaAlgoritma adalah urutan langkah-langkah logis penyelesaian masalah yang disusun secara sistematis.Melaksanakan Algoritma berarti mengerjakan langkah-langkah di dalam Algoritma tersebut. Pemroses mengerjakan proses sesuai dengan algoritma yang diberikan kepadanya. Oleh karena itu suatu Algoritma harus dinyatakan dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh pemroses. Jadi suatu pemroses harus :1. Mengerti setiap langkah dalam Algoritma2. Mengerjakan operasi yang bersesuaian dengan langkah tersebut.2.2.Sistem KontrolKontrol adalah bagian yang amat penting dalam robotik. Sistem robotik tanpa kontrol hanya akan menjadi benda mekatronik yang mati. Dalam sistem kontrol robotik terdapat dua bagian, yaitu perangkat keras elektronik, yakni rangkaian elektronik yang setidak-tidaknya terdiri dari rangkaian prosesor (CPU, memori, komponeninterfaceinput/output) dan perangkat lunak yang berisi program kemudi dan algoritma kontrol. Algoritma kontrol yang digunakan dalam dunia robotik biasanya adalah kontrol cerdas yang berdasarkan algoritma dipandang cerdas. Pengertian cerdas di sini sangatlah relatif, karena tergantung dari sisi mana seseorang memandang.Sistem kontrol yang digunakan pada robot yang dirancang merupakan gabungan dari sistemclose loopdanopen loopdengan jenis kontrolON/OFF. Sistem kontrolON/OFFsering disebut juga bang-bang control, adalah kontrol yang paling dasar dalam robotik. Input sensor dan sinyaloutputpada aktuator dinyatakan hanya dalam dua keadaan, yaituON/OFFatau logika 1 dan 0. Dalam perancangan sistem robot yang dibangun, cara ini sudah cukup memadai karena mampu mengontrol robot untuk mencapai target yang dikehendaki.Mekanisme kerja dari sistem kontrol yang dirancang dapat diilustrasikan pada gambar berikut ini.Gambar 2.1.Mekanisme Kerja (Program) KontrolerTiga prosedur utama, yaitu baca sensor, memproses data sensor, dan mengirim sinyal aktuasi ke aktuator adalah tugas utama kontroler. Dalam aplikasi, prosedur baca sensor dapat terdiri dari berbagai teknik yang masing-masing membawa dampak kerumitan dalam pemrograman.Kontroler yang digunakan dalam perancangan merupakan tipe kontroler yang menggunakan teknik polling dalam proses membaca dan menulis data pada port I/O. Teknikpollingadalah prosedur membaca data berdasarkan pengalamatan langsung yang dapat dilakukan kapan saja kontroler menghendaki.Bagian yang berfungsi untuk memproses data sensor adalah bagian yang paling penting dalam program kontroler. Pada bagian ini semua data di proses, baik berupa data hasil bacaan sensor maupun berupa sinyal aktuasi ke aktuator. Berbagai algoritma kontrol mulai dari teknik klasik seperti kontrolON/OFF, P, I, dan D dapat diterapkan. Jika dikehendaki kontrol yang lebih pintar dan dapat beradaptasi, maka dapat dimasukkan berbagai algoritma kontroladaptivehingga teknikartificial intelligentsepertifuzzy control,neural networkdan lain-lain.Bagian prosedur untuk tulis data adalah bagian yang berisi pengalamatan ke aktuator untuk proses penulisan data. Dalam konteks rangkaian elektronik, data ini adalah sinyal aktuasi ke kontroler seperti berapa besar tegangan atau arus yang mengalir ke motor, dan lain sebagainya.Mikrokontroler yang digunakan dalam perancangan sistem robot cerdas pemadam api ini yakni sebuah mikrokontrolerScenixSX48BD dengan modul pengendaliBasic Stamp.Beberapa alasan utama pemilihan mikrokontrolerScenixSX48BD:1. Bahasa pemrograman yang sederhana membuat pengembangan perangkat lunak menjadi lebih cepat.2. Kecepatan tinggi dengan frekuensiclock75 MHz.3. JumlahportI/O sebanyak 36 buah.4. Kapasitas memori program EE/Flash 16K Byte(8K Word).5. Memori data berukuran 262x8bit SRAM.6. Rentang tegangan (Vcc) yang digunakan antara 3.0 5.5 volt tetapi umumnya menggunakan level tegangan 5 volt.7. Suplai arus yang melewati Vcc maksimal sebesar 130 mA.Fitur-fitur lain yang dimilikiScenixSX48BD adalah:1. 13.3 ns untuk satu siklus instruksi2. Merupakan mikrokontroler RISC, sehingga memiliki 43 single-word instruksi dasar.3. 8-bitReal Time Clock/Counter(RTCC) dengan 8-bitprescalerterprogram.4. Watchdog Timerdengan isolator internal yang mempunyai frekuensi antara 31.25 kHz sampai 4 MHz.Arsitektur keluarga SX menggunakan modifikasi arsitekturHarvard. Arsitektur ini menggunakan dua memori terpisah dengan bus alamat yang terpisah, satu untuk program dan satu untuk data yang mengizinkan transfer data dari memori program ke SRAM. Kemampuan ini mengizinkan pengaksesan data dari memori program. Keuntungan dari arsitektur ini adalah transfer instruksifetchdan memori dapat dioverlapdengan sebuahmulti-stage pipeline(fetch, decode, executedanwrite back), yang berarti instruksi selanjutnya dapat di-fetchdari memori program ketika instruksi sekarang sedang dieksekusi menggunakan data dari memori data.2.3.MekanikStruktur robot sebagian besar dibangun berdasarkan konstruksi mekanik. Robot yang memiliki kemampuan navigasi dan manipulasi secara relatif memiliki konstruksi mekanik yang lebih rumit dibanding dengan yang berkemampuan navigasi saja, sepertimobilerobot yang hanya memiliki roda penggerak.Hal mendasar yang perlu diperhatikan dalam disain mekanik robot adalah perhitungan kebutuhan torsi untuk menggerakkan sendi atau roda. Motor, sebagai penggerak utama (prime-mover) yang paling sering dipakai umumnya akan bekerja optimal pada putaran yang relatif tinggi. Hal ini tidak sesuai bila porosnya dihubungkan langsung ke sendi gerak atau roda. Sebab kebanyakan gerakan yang diperlukan pada sisi anggota badan robot adalah relatif pelan namun bertenaga. Untuk itu diperlukan cara-cara transmisi daya motor (atauaktuatorsecara umum) secara tepat. Salah satu metoda yang paling umum adalah menggunakan sistemgear.Gambar 2.2.Penggunaan Transmisi Gir Hubungan LangsungArah putaran poros pada transmisi gir hubungan langsung seperti pada Gambar 2.2 adalah selalu berlawanan untuk tiap Sambungan serial. Untuk mendapatkan arah putaran yang sama seperti pada poros motor maka gir harus disusun dengan jumlah ganjil.Pada Robot Cerdas Pemadam Api yang dirancang menggunakan transmisi gir hubungan langsung dengan perbandingan 1:100. Hal ini disebabkan karena sistem ini cukup mudah instalasinya dan untuk mendapatkan rasio gir yang besar dicapai dengan memperbanyak susunan gir yang arsitekturnya dapat dibuat ringkas dalam satu rumah.Sistem roda yang digunakan pada Robot Cerdas Pemadam Api berbasis rantai seperti tank. Roda yang dihubungkan menggunakan rantai digerakkan menggunakan dua buah motor yang dipasang di roda paling belakang sebelah kiri dan kanan. Hal ini didasarkan atas bentuk dan kondisi medan tempat robot bergerak.2.4.SensorSensor pada robot merupakan perangkat atau komponen pengumpul informasi lingkungan tempat robot berada. Berdasarkan masukan sensor-sensor yang terpasang, unit mikrokontroler dapat menganalisanya dan menentukan keputusan yang tepat sesuai dengan algoritma yang telah dirancang.Sensor yang digunakan dapat berupa sensor yang dibuat dari sistem yang paling sederhana seperti sensorON/OFFmenggunakanlimit switch, sistem analog, sistembusparallel, sistembus serial,hingga sistem mata kamera yang masing-masing cara pengukuran dan carainterfacingke kontrolernya berbeda-beda.Dalam pemilihan jenis sensor yang akan digunakan pada sebuah sistem robot, bergantung pada aplikasi dari robot yang akan dirancang. Robot yang dirancang dengan tujuan ikut serta dalam Kontes Robot Cerdas Indonesia dengan tema Robot Cerdas Pemadam Api menggunakan beberapa sensor, diantaranya :1. Sensor Dinding2. Sensor Kipas3. Sensor Api4. Sensor Suara2.4.1Sensor DindingSensor dinding merupakan sensor yang digunakan untuk keperluan navigasi robot agar robot tidak menabrak dinding pada saat menyusuri arena kontes. Sensor yang dapat digunakan adalah :vPing))) Ultrasonic Distance SensorPing))) Ultrasonic Distance Sensorini adalah jenis sensor sonar (sistem pemancar dan penerima sinyal sonar) buatan parallax dengan sistem TX-RX ultrasonic yang didesain dengan tingkat kepresisian tinggi dan menyatu dengan rangkaiansignal conditioning-nya. Sensor ini bekerja berdasarkan sinyal pantul (echo) yang ditangkap oleh penerima denganoutputberupa lebar pulsa (TTL). Pada sistemultrasonicdata jarak yang terukur adalah sebanding dengan lama waktu antara sinyal dikirim dan sinyalechoditerima. Bentuk sensorultrasonicditunjukkan pada gambar 2.3 berikut.Gambar 2.3.Ping))) Ultrasonic Distance SensorUntuk jangkauan yang relatif jauh dapat digunakan sensor sonar jenisultrasonicini. Namun, sensorultrasonicmemiliki kelemahan mendasar, yaitu mudahnya terjadi interferensi antara sensor-sensor yang berdekatan dan waktu akses yang terbatas (maksimum sekitar 20 kaliscanningtiap detik). Untuk keperluan manuver kecepatan tinggi, sensorultrasonicini kurang sesuai.2.4.2Sensor KipasSensor Kipas digunakan untuk mendeteksi posisi kipas agar tetap pada tempatnya sehingga tidak menghalangi sensor lain. Sensor yang digunakan berupa sensor rancangan sendiri yang berbasiskantransmitter-receiver(TX-RX) infra merahPhotoIC yang disusun secara berdampingan, sensor ini menggunakan prinsip pemantulan sinar infra merah terhadap sayap kipas yang berada di depan sensor tersebut. Sinar infra merah yang di-transmit-kan memiliki kode-kode tertentu yang dimodulasikan pada frekuensi yang tertentu pula.PhotoICmerupakan suatu modul penerima yang didalamnya telah terintegrasioscillator, timing generator, led driver, photodiode, preamplifier, comparator, signal processing circuitdanoutput circuit. PhotoICdapat memodulasi cahaya yang dipancarkan oleh pemancar (LED) dan menahan cahaya yang dihasilkan oleh pemancar yang lain. Berikut adalah gambar dariPhotoIC.

Gambar 2.4.PhotoIC Hamamatsu(http://sales.hamamatsu.com/en/products/solid-state-division/photo-ic-series/photo-ic.php)Intensitas sinar infra merah yang dipancarkan unitIRtransmitterdiatur cukup rendah sehingga pada jarak yang telah ditentukan, hanya warna putih saja yang pantulan sinar infra merahnya akan terdeteksi oleh unitPhotoIC receiver. Apabila ada pantulan sinar infra merah dengan frekuensi modulasi dan data yang benar terdeteksi oleh unitPhotoIC receiver, maka dapat dipastikan kipas berada pada posisi yang benar, sehingga modul pengendali dapat menentukan keputusan yang sesuai dengan kondisi tersebut.2.4.3Sensor ApiPada robot terdapat dua jenis sensor api, yaitu pendeteksi keberadaan api lilin yang menyala dan pendeteksi posisi/arah titik api relatif terhadap arah hadap robot. Sensor-sensor tersebut diantaranya :1. a.UVTron Flame Sensor2. b.Phototransistor1. a.UVTronFlame SensorYang bertugas mendeteksi keberadaan nyala api lilin adalah sensor apiUVtronbuatanHamamatsu. Sensor ini dipilih karena dalam mendeteksi keberadaan nyala api tidak terpengaruh oleh cahaya lain selain cahaya dari api. Sensor ini mendeteksi pancaran sinarultravioletdengan rentang spektrum panjang gelombang antara 185nm hingga 260nm yang merupakan panjang gelombangultravioletemisi nyala api. Sensor ini juga mampu mendeteksi keberadaan nyala api dalam ruang 3 dimensi hampir dari semua arah dan dengan jarak sampai 5 meter. Gambar 2.5 merupakan gambar sensorUVtrondan modulinterface-nya:Tempat tabungUVtron

Gambar 2.5.Tabung SensorUVtrondan ModulInterface-nya.(http://sales.hamamatsu.com/assets/pdf/parrt_R/R2868.pdf)SensorUVtrondan rangkaianinterface-nya memiliki filter yang mampu menguranginoiseatau derau sehingga mengurangi kemungkinan kesalahan pembacaan keberadaan nyala api. Sensor ini mempunyaioutputberupaopen collectordan lebar pulsa. Sensor ini dipilih sebagai sensor yang bertugas mendeteksi keberadaan nyala api lilin karena terbukti handal dalam mendeteksi api dengan jarak maksimum 5 meter denganoutputsensor berupa lebar pulsa.Kelemahan dari sensorUVtronadalah tidak dapat digunakan untuk mencari letak titik api berada sehingga dibutuhkan sensor lain yang dapat mendeteksi posisi titik api lilin.1. b.PhototransistorPhototransistordigunakan untuk mencari titik api didalam ruangan.Phototransistorbekerja dengan cara menangkap emisiultravioletyg dikeluarkan oleh nyala api.

Gambar 2.6.Prinsip Kerja RangkaianPhototransistorPrinsip kerja dari phototransistor adalah ketika basis menangkap cahaya dengan panjang gelombang tertentu makacollectorakan terhubung denganemitterdalam hal initransistorbekerja.Phototransistormemiliki dua mode operasi yaitu mode aktif dan mode peralihan. Mode aktif artinyatransistorakan menghasilkan reaksi yang sebanding dengan besaran cahaya yang diterima sampai dengan tingkatan tertentu. Mode peralihan artinyaphototransitorhanya akan berkondisi off atau on ketika terkena cahaya, mode ini berguna ketika dibutuhkan keluaran digital (0/1).2.4.4Sensor SuaraBerdasarkan peraturan lomba Kontes Robot Cerdas Indonesia, robot dapat diaktifkan menggunakan sensor suara dengan frekuensi antara 3 4 kHz. Modul yang dirancang terdiri dari dua bagian, yaitu modul penghasil suara yang diaktifkan oleh operator robot dan modul pendeteksi suara yang terpasang pada robot. Alat yang digunakan sebagai penghasil suara adalah sebuahbuzzerdengan frekuensi sekitar 3 4 Khz. Suara yang dihasilkan berupa sinyalanalogyang akan diterima oleh komponenmicrophone yang kemudian di-filtermelalui komponenbandpassfiltersehingga menghasilkan sinyal digital. Sinyal tersebut diterima oleh mikrokontroler yang menandakan bahwa awal dari pergerakan robot.

Gambar 2.7.Diagram Blok Sensor Suara2.5.BeeperSebagai penentu bahwa bayi telah ditemukan, digunakan modul penanda bayi disebut denganbeeperyang mengeluarkan suara dengan frekuensi 1 KHz dan menghasilkan dua beep per detik-nya sesuai dengan peraturan lomba. Modul menggunakan satu buah IC Atmel yaitu AT89C2051 dan penghasil suara digunakan sebuahbuzzer.2.6.AktuatorAktuator merupakan perangkat elektromekanik yang menghasilkan daya gerakan. Dapat dibuat dari sistem motor listrik, sistempneumatic, atau perangkathidrolik. Untuk meningkatkan tenaga mekanik aktuator atau torsi gerakan dapat dipasang sistemgearbox, baik sistemdirect-gear(sistem lurus, sistemohmic/worm-gear, planetary gear, dsb) maupun sprochet-chain (gir-rantai, gir-belt, ataupun sistemwire-roller, dsb).Aktuator dasar yang sering digunakan pada sistem robot sebagai penghasil gerakan yaitu motor DC Magnet Permanen. Motor DC (direct current) adalah peralatan elektromekanik dasar yang berfungsi untuk mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik. Secara umum, kecepatan putaran poros motor DC akan meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan yang diberikan. Dengan demikian, putaran motor DC akan berbalik arah jika polaritas tegangan yang diberikan juga dirubah. Berikut ini adalah sebuah contoh motor DC-MP tanpagearbox.Gambar 2.8.Motor DC Magnet PermanenPenggunaan motorgearDC sebagai komponen penggerak didasarkan selain atas putaran dan torsi yang lebih besar dibandingkansteppermotor maupunservomotor, juga didasarkan atas ketersediaannya di pasaran dengan variasi yang banyak dan harga yang murah, walaupun tidak dilengkapi dengan data-data spesifikasi/parameter motor secara lengkap.2.6.1IC MotorDriverUntuk men-drivemotor DC digunakanDual Full-Bridge Drivertipe L298N Multiwatt 15 keluaranSTMicroelectronicsyang berisi dua buahH-Bridgeyang mampu mengendalikan motor DC bertegangan kerja sampai 46 VDC dan arus total sampai 4A. Pengaturan kecepatan dan singkronisasi antara kedua motor dilakukan dengan cara pengontrolan lama pulsa aktif (metode PWM Pulse Width Modulation) yang dikirimkan ke rangkaiandrivermotor oleh modul pengendali (mikrokontroler). Lebar pulsa PWM yang dinyatakan dalamDuty Cyclemenentukan kecepatan putar motor DC. Gambar 2.10 mengilustrasikan sinyal PWM versus tegangan ekivalen liniernya.Gambar 2.9.ICL298(http://www.selectronic.fr/includes_selectronic/pdf/Thomson/L298.pdf)Gambar 2.10.Prinsip Kerja PWMDari Gambar 2.10 menunjukkan bahwa makin sempit pulsa PWM, tegangan ekivalen liniernya makin kecil. Jikaduty cycle100% maka tegangan ekivalen linier sama dengan tegangan maksimum pada motor.2.6.2Kendali MotorMMBe(Motor Mind B enhanced) adalah suatu komponen kontrol motor dc yang memiliki kemampuan untuk mengontrol satu buah motor dc. Dimana didalam nya sudah terintegrasi sistem kontrol PI (Proportional Integral).Fitur-fitur dari MMBe, diantaranya :1. Arus Maksimal 1,75 A (6A Peak) Tegangan Antara 6-36 VDC2. Frekuensi PWM 242Hz atau 15.5KHz3. Serial Interface TTL 2.4 KBPS atau 9.6 KBPS4. 0-65,535Hz tachometer5. Kontrol kecepatan TertutupProportional integreted6. Dapat dengan mudah mengakses EEPROM

Gambar 2.11.MMBe(http://www.solutions-cubed.com/solutionscubed/ProductsPage/Downloads/MMBe_DS_1.pdf)MMBe dapat mengontrol sebuah motor DC melalui TTL serialinterace. MMBe dapat mengakomodasiboudrate2.4 Kbps dan 9.6 Kbps, dan dapat diopeasikan menggunakanpulse-widthmodulation dengan frekuensi 15.5KHz.Kontrol kecepatan MMBe dapat menggunakan modelincrement-decrementatau menggunakan kontrolpropotional integraluntuk memperbaikierror, modelincrementakan menaikan kecepatan apabila kecepatan yang dihasilkan lebih rendah daripada kecepatan yang diinginkan sedangkan modeldecrementakan menurunkan kecepatan apabila kecepatan yang dihasilkan melebihi kecepatan yang diinginkan sedangkan kontrol proportional integral adalaherrorsinyal (frekuensi yang di inginkan dikurangan dengan frekuensi yang dihasilkan) dikalikan dengan ketetapan proportional kemudian jumlaherrorselama waktu tertentu dikalikan dengan ketetapan integral dan dijumlahkan dengan hasil sebelumnya. Hasil penjumlahan tersebut berupa bilangan 32 bit komplemen 2 yang di konversi menjadi bilangan desimal antara -255 sampai +255, yang nantinya nilai tersebut digunakan sebagai nilai pengaturan kecapatan motor. Untuk menggunakan mode PI direkomendasikan untuk menggunakan frekuensi pada pengaturan 15,5 Khz .2.6.3Speed Encoder

(a) (b)Gambar 2.12.(a) RangkaianInternal Optocouplerdan Bentuk FisikOptocoupler (b) Lingkaran Kertas dengan Pola TertentuOptocouplerterdiri dari pemancar dan penerima, pada bagian pemancar terdiri atas sebuahleddengan intensitas pancaran dapat diatur dengan merubah-rubah besaran resistor (220-470) yang terhubung ke anodanya. Bagian penerimaoptocoupleradalah sebuahtrasnsistor, ketika pemancar tidak terhalangi makaoutputpadatransistorakan berlogika 1 dan ketika pemancar terhalangioutputpada transistor akan berlogika 0.Padashafttersebut dipasangkan suatu kertas dengan diameter tertentu yang memiliki pola hitam dan transparan. Ketika pemancar mengenai hitam (terhalang)outputtransistor akan berlogika 0, ketika pemancar mengenai transparan (tidak terhalang)outputtransistor akan berlogika 1. Bila motor diberikan catu daya dengan tegangan tertentu yang akan memutarkan motor, bacaan darioptocouplerakan mengasilkan pulsa kotak persatuan waktu. Kerapatan dari pulsa yang dihasilkan bergantung kepada kecepatan putaran motor, semakin cepat putaran motor semakin rapat pulsa yang dihasilkan.2.7.Catu DayaCatu daya memegang peranan yang sangat penting dalam hal perancangan sebuah robot. Tanpa bagian ini robot tidak akan berfungsi. Begitu juga bila pemilihan catu daya tidak tepat, maka robot tidak akan bekerja dengan baik.Penentuan sistem catu daya yang akan digunakan ditentukan oleh banyak faktor, diantaranya :1. TeganganSetiap modul sensor atau aktuator tidak memiliki tegangan yang sama. Hal ini akan berpengaruh terhadap disain catu daya. Tegangan tertinggi dari salah satu modul sensor atau aktuator akan menentukan nilai tegangan catu daya.1. ArusArus memiliki satuan Ah (Ampere-hour). Semakin besar Ah, semakin lama daya tahan baterai bila digunakan pada beban yang sama.1. Teknologi BateraiBaterai isi ulang ada yang dapat diisi hanya apabila benar-benar kosong, dan ada pula yang dapat di isi ulang kapan saja tanpa harus menunggu baterai tersebut benar-benar kosong.Secara umum, ada beberapa jenis dan bentuk baterai yang dapat digunakan untuk sistem catu daya pada sebuah robot, diantaranya baterai Nickel Metal Hydride (Ni-MH). Baterai ini mempunyai teknologi terbaik untuk rechargeable baterai, yakni dapat diisi ulang lebih dari 400 kali serta memiliki tahanan dalam yang rendah dengan tegangan kerja sebesar 1.2 volt, sehingga dapat memberikan arus yang relatif besar. Jika digunakan untuk beban yang berat, baterai ini dapat menjadi panas.Kapasitas simpan bateraiNi-MHini sangat bervariasi, yakni sampai 2700 mAh. Berikut ini adalah contoh sebuah bateraiNi-MH2700 mAh.Gambar 2.13.BateraiNi-MH2700 mAh(http://www.nimhbattery.com/sanyo-2700-aa-rechargeable-batteries.htm)Untuk pengisian baterai ini dapat dilakukan kapan saja, namun untuk hasil yang lebih baik, setelah beberapa kali pengisian, baterai ini harus dikosongkan terlebih dahulu sebelum diisi.Selain jenis bateraiNi-MH, masih banyak lagi jenis baterai yang tersedia di pasaran dengan spesifikasi yang beragam dan dapat digunakan untuk catu daya pada sebuah robot. Diantaranya bateraiNi-CAD, Alkaline, Lithium, Lead Aciddan sebagainya, yang masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangannya.Selain komponen-komponen perangkat keras sebagai penunjang untuk membentuk sebuah robot cerdas pemadam api, juga harus didukung dengansoftware-nya. Karena perangkat lunak merupakan faktor penentu paling akhir dalam tahap perancangan robot. Perangkat lunak ini berupa algoritma gerak dan tugas robot dalam bentuklistingprogram yang ditanamkan kedalam mikrokontroler. Program dapat bermacam-macam bentuk versi dan bahasa pemrogramannya, sesuai dengan spesifikasi dari mikrokontroler yang digunakan.Mikrokontroler SX48BD adalah jenis mikrokontroler yang didalamnya sudah terdapatinterpreter chip. Di dalaminterpreter chipsudah terdapat program kecil yang berfungsi untuk menginterpretasikan program yang ditulis di dalamBasic Stamp Editor. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk mengisikan program ke dalam mikrokontroler ini adalah BahasaPBASIC, yang bahasa pemrogramannya hampir sama dengan bahasaBasic.2.8.Basic StampInstruksi yang dapat digunakan pada editorBasic Stamprelatif cukup banyak dan bergantung daritypedan jenisBasic Stampyang digunakan. Tabel 2.1 dan Tabel 2.2 merupakan beberapa instruksi-instruksi dasar yang dapat digunakan pada mikrokontrolerBasic Stampdengan type BS2SX.Tabel 2.1.Beberapa Instruksi DasarInstruksiKeterangan

DOLOOPPerulangan

GOSUBMemanggil prosedur

IFTHENPercabangan

SELECTCASEPencabangan

FOR..NEXTPerulangan

HIGHMenset pin I/O menjadi 1

LOWMenset pin I/O menjadi 0

PAUSEDelay atau waktu tunda

PWMKonversi suatu nilai digital ke keluaran analog lewat pulse-width modulasi

COUNTMenghitung jumlah pulsa (0-1-0 atau 1-0-1)

PULSOUTMembangkitkan pulsa

PULSINMenerima/membaca pulsa yang diterima

GOTOMenuju/loncat ke alamat memori tertentu

2.8.1EditorBasic StampEditorBasic Stampmerupakan sebuahsoftwareyang dapat dijalankan pada dua jenis versi sistem operasi, yakniDOSdanWindows.Softwareini dapat berjalan pada komputer dengan sistem minimum, tanpa harus membutuhkan spesifikasi komputer yang sangat canggih. Gambar 2.14 berikut ini tampilan jendela program editorBasic Stampyang berjalan pada sistem operasiwindows.Gambar 2.14.TampilanEditor Basic StampDari jendela editorBasic StampGambar 2.14 terdapat beberapa bagian, diantaranya menu dantoolbaryang digunakan untuk melakukan operasifilesepertiNew, Open, Save,serta pengeditanlistingprogram yang sedang dirancang. Gambar 2.15 merupakan bagian menu dan toolbar pada editorBasic Stamp.

Gambar 2.15.Tampilan Menu/ToolBar EditorBasic StampSetiap file yang dibuka pada program editorBasic Stampakan dibuatkan tab editor seperti yang terlihat pada Gambar 2.16 sehingga memudahkan penggunasoftwareuntuk berpindah-pindah dari satufilekefileyang lain.

Gambar 2.16.Contoh TampilanTab Editordengan 3 File TerbukaPada bagian bawah dari tampilan program editorBasic Stampterdapat bagian yang bernamastatus barseperti yang terlihat pada Gambar 2.17. Status bar ini berfungsi menampilkan beberapa keterangan yang berhubungan dengan penulisan/pengeditanlistingprogram, diantaranya posisi kursor berada, dan sukses atau gagalnya pengisian program ke dalam mikrokontroler.

Gambar 2.17.Tampilan Status Bar pada ProgramEditorBasic Stamp2.8.2Cara Pembuatan ProgramPembuatanlistingprogram dengan menggunakaneditor basic stampdiawali dengan menentukan jenis/tipemikrokontroler basic stampdan versi bahasaPBASICyang digunakan. Hal ini sangatlah mudah karena cukup memilih/meng-klik icon jenis/tipeBasic Stampdan versi bahasaPBASIC yang akan digunakan pada toolbar, seperti yang terlihat pada Gambar 2.18.

Gambar 2.18.Icon TypeBasic Stampdan Versi BahasaPBASIC

Gambar 2.19.Tampilan JenisBasic Stampdan Versi BahasaPBASICpada EditorSetelah menentukan tipe/jenisBasic Stampdan versi bahasaPBASICyang akan digunakan, dilanjutkan dengan penulisanlistingprogram. Ketentuan penulisanListingprogram tergolong cukup mudah dan dapat diselesaikan dalam waktu yang relatif singkat, karena menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi yakniPBASICyang bahasa pemrogramannya hampir sama denganBASIC. Dalam penulisanListingprogram dapat ditambahkan komentar yang dapat membantu proses pengeditan jika terjadi kesalahan dengan algoritma program yang dibuat. Gambar 2.20 berikut ini contoh tampilaneditor Basic Stampyang berisi potongan program lengkap dengan deklarasi variabel dan komentar.

Gambar 2.20.Contoh Tampilan EditorBasic Stampyang Berisi PotonganProgramDalam perancangan perangkat lunak, ada beberapa instruksi-instruksi umum yang sering digunakan, seperti perulangan, percabangan dan rutin/prosedur. Berikut ini ditunjukkan cara-cara penggunaan instruksi-instruksi umum pada mikrokontrolerBasic Stamp, diantaranya :1. 1.PerulanganAda beberapa cara perulangan yang dapat digunakan pada mikrokontrolerBasic Stamp, diantaranya : FORNEXT (perulangan yang dibatasi)Contoh :FOR i = 1 to 10 Awal PerulanganSEROUT motorkananout,BAUD,[$55,SETDC,220]SEROUT motorkiriout,BAUD,[$55,SETDC,190] Isi PerulanganPause 20NEXT Akhir Perulangan DOLOOP (perulangan secara terus menerus)Contoh :DO Awal PerulanganSEROUT motorkananout,BAUD,[$55,SETDC,220]SEROUT motorkiriout,BAUD,[$55,SETDC,190] Isi PerulanganPause 20LOOP Akhir PerulanganPerulangan DOLOOP ini selain dapat digunakan untuk perulangan tanpa batas dapat juga digunakan pada perulangan yang dibatasi. Untuk jumlah perulangan yang dibatasi tinggal menambahkan UNTIL dengan syarat perulangan pada instruksi DOLOOP1. 2.PercabanganInstruksi percabangan yang dapat digunakan pada mikrokontrolerBasic Stampada beberapa jenis, diantaranya : IFTHENSyntax :IFConditionTHEN Statement(s)ELSEIFCondition(s)THENStatement(s)ELSEStatement(s)ENDIFContoh :IF cmkiridepan < 14 THENSEROUT motorkiriout,baud,[$55,3,145]SEROUT motorkananout,baud,[$55,3,120]ELSEIF cmkiridepan > 17 THENSEROUT motorkananout,baud,[$55,3,147]SEROUT motorkiriout,baud,[$55,3,120]ENDIF SELECTCASESyntax :SELECTExpressionCASECondition(s)Statement(s)CASECondition(s)Statement(s)CASE ELSE Statement(s)ENDSELECTContoh : SELECT ruangCASE 1derajat=15derajatmax=35CASE 2derajat=15derajatmax=38CASE ELSEderajat=12derajatmax=33ENDSELECTDalam pemilihan instruksi percabangan yang akan digunakan disesuaikan dengan kebutuhan dan bentuk percabangan yang akan di buat.1. 3.Rutin/ProsedurProsedur merupakan sekumpulan instruksi yang karena berbagai pertimbangan dipisahkan dari program utama. Bagian-bagian di program utama akan memanggil prosedur, jadi mikrokontroler sementara akan meninggalkan aliran program utama untuk mengerjakan instruksi-instruksi dalam prosedur. Setelah selesai mengerjakan prosedur, maka mikrokontroler akan kembali ke aliran program utama.Contoh :Prosedur :rem: Nama ProsedurSEROUT motorkananout,baud,[$55,0]SEROUT motorkiriout,baud,[$55,0] ] Isi ProsedurPAUSE 50RETURN keluar dari prosedur dan kembali ke baris instruksi selanjutnyaPemanggilan prosedur.. baris instruksi lainnya..GOSUB maju baris instruksi pemanggilan prosedur.1. 4.Pengaksesan port I/OJumlah port I/O yang dapat digunakan pada mikrokontrolerBasic Stampberjumlah 16 buah, dimulai dari port 0 sampai port 15 yang masing-masing port dapat difungsikan sebagai input maupunoutput. Dalam pengaksesan (mengeset atau membaca) port I/O dapat langsung disebutkan/dituliskan nomor port I/O yang akan di akses.Contoh :HIGH 4 mengeset port 4 menjadi highLOW 5 mengeset port 5 menjadi lowIF 6 = 1 THEN membaca port 6 apakah highIF 7 = 0 THEN membaca port 7 apakah low2.9Motor Mind Control SoftwareSoftwareini digunakan untuk mengkonfigurasikan MMBe. Dengansoftwareini kita dapat menjalankan perintah-perintah yang dimilik oleh MMBe seperti SPDCON, SETDC, TACH , COUNT , dll. Dengansoftwareini pun kita dapat mengkonfigurasikan sistem kontrol motor PI. Untuk menghubungkan MMBe dengan PC, kita hanya perlu menghubungkan jalur komunikasiserialdiantara keduanya.

Gambar 2.21.Diagram Konektivitas antara Personal Computer dengan MMBe

Gambar 2.22.TampilanMotor Mind Control SoftwareTabel 2.2.Perintah-perintah yang digunakan dalam MMBePerintah-perintah tersebut yang nantinya akan dikirimkan oleh mikrokontroler secaraserial, masing-masing intruksi mempunya fungsi tersendiri.Baud ratekomunikasi yang digunakan ada dua pilihan kecepatan yaitu 2.4 Kbps dan 9.6 Kbps. Settingan awal menggunakan kecepatan 2.4 Kbps. Tiapbytedata yang dikirimkan tidak akan lebih dari 500s.2.2 Cara Kerja Robot Pemadam Api.Keterangan dari diagram kotak tersebut adalah sebagai berikut :1. Sensor ultrasonik depan dipasang di bagian depan robot danberfungsi untuk mengukur jarak dinding penghalang yang adadi depan robot.1. Sensor ultrasonik kanan dipasang di bagian kanan robot danberfungsi untuk mendeteksi dinding penghalang yang beradadi sebelah kanan robot 2..2. Sensor ultrasonik serong kanan dipasang di bagian serongkanan robot dan berfungsi untuk mencegah benturan dengandinding pada saat robot bergerak melebar ke kanan.3. Sensor ultrasonik kiri dipasang di bagian kiri robot danberfungsi untuk mendeteksi dinding penghalang yang beradadi sebelah kiri robot4. Sensor ultrasonik serong kiri dipasang di bagian serong kirirobot dan berfungsi untuk mencegah benturan dengan dindingpada saat robot bergerak melebar ke kiri.5. Tombol START berfungsi untuk mengaktifkan sistem kerja robot.6. Sensor pendeteksi api dipasang di bagian depan robot, tepatdi bawah motor kipas. Sensor ini dapat mengetahui keberadaanapi dengan membaca sinar ultraviolet yang dipancarkanoleh api lilin7. Untuk mengatur gerakan motor roda kanan dan roda kiri,digunakan sebuah rangkaian kendali motor arus searahdua arah putaran.8. Untuk mengatur gerakan motor kipas, digunakan sebuah rangkaiankendali motor arus searah satu arah putaran.9. Rangkaian kendali kipas akan mengaktifkan motor kipasapabila sensor pendeteksi api mendeteksi adanya api.2.2.1 TahapanProsesKerjaRobotCerdasPemadamApi:1. Terdapat dua ruangan yang akan dilalui robot untuk mencari danmemadamkan api lilin.2. Lilin bisa saja diletakkan di salah satu ruangan,di kedua ruangan ataupun sama sekali tidak diletakkan.3. Robot akan diaktifkan pada saat berada di posisi startdengan menekan tombol START.4. Sensor ultrasonik depan akan terus mengukur jarak dindingyang ada di depan selama robot bergerak maju.5. Robot akan berhenti pada saat jarak dinding depan denganrobot berjarak 5-10 cm.6. Pada saat robot berhenti, sensor ultrasonikkanan dan kiri akan memeriksa keberadaan dinding di sebelahkanan dan kiri robot. Robot akan berbelok ke kanan atau ke kiriberdasarkan hasil pembacaan sensor ultrasonik kanan dan kiri.7. Robot akan memeriksa ruangan I terlebih dahulu.8. Jika robot mendeteksi api lilin di ruangan I,maka robot akan memadamkannya, setelah itu robot akankembali bergerak menuju ruangan II untuk memeriksa keberadaanapi lilin di ruangan ini.9. Jika robot tidak mendeteksi api lilin di ruangan I,maka robot akan tetap bergerak menuju ruangan II untukmencari api lilin.10. Jika robot mendeteksi api lilin di ruangan II,maka robot akan memadamkannya kemudian robot akan kembalike posisi START. Jika robot tidak mendeteksi api lilin diruangan II, maka robot akan tetap kembali ke posisi START.11. Sensor ultrasonik serong kanan dan serong kiri akan menjagasupaya robot tidak membentur dinding dan robot tetap bergeraklurus ke depan.2.2.2 Perancangan Perangkat Lunak (SOFTWARE)Perancangan perangkat elektronik pada robot cerdas pemadam api ini meliputi rangkaian pengendali mikro AT89S52, rangkaian kendali motor arus searah, rangkaian kendali motor kipas, rangkaian sensor ultrasonik (pemancar dan penerima), dan rangkaian sensor pendeteksi api.Dalam sistem pengendalian ini digunakan bahasa pemrograman assembly untuk mengisi program IC pengendali mikro (microcontroler). Sebelum pembuatan program dengan menggunakan bahasa assembly, terlebih dahulu dibuat perancangan sistem kerja dari alat dengan membuat diagram alir dari program tersebut.Diagram alir pada sistem pengendalian ini terdiri dari program utama dan beberapa subprogram dan subsubprogram. Untuk mempermudah pemahaman terhadap diagram alir pada sistem pengendalian robot ini, maka ada beberapa subprogram yang diagram alirnya dibuat terpisah dari diagram alir utama. Subrogram tersebut yaitu subprogram pencarian ruangan dan subprogram cek dinding kanan dan dinding kiri serta subprogram pencarian api lilin.a. Diagram Alir Program Utama.Program dimulai pada saat tombol START ditekan, setelah itu robot akan bergerak maju. Pada saat sensor ultrasonik depan aktif, maka program perhitungan jarak dinding depan akan dilakukan. Ketika robot berhenti 5-10 cm di depan dinding, maka subprogram pencarian ruangan dan subprogram cek dinding kanan dan kiri akan dilakukan. Setelah itu, pada saat robot memasuki ruangan maka subprogram pencarian lilin dilaksanakan. Setelah proses pencarian api pada ruangan I dan II telah selesai maka robot akan kembali ke posisi START.b. Subprogram Cek Dinding Kanan dan Dinding Kiri.Program ini dilaksanakan setelah robot berhenti 5-10 cm di depan dinding. Robot akan berbelok ke kanan atau ke kiri tergantung dari keadaan sensor ultrasonik kanan dan kiri. Setelah melaksanakan program ini, maka mikrokontroller akan kembali melaksanakan program utama dari awal.c. Subprogram Pencarian Ruangan.Untuk mengetahui letak ruangan I dan ruangan II, maka dilakukan dengan cara memanfaatkan register R6 yang digunakan untuk menghitung jumlah tikungan yang telah dilewati oleh robot. Dengan menghitung banyaknya tikungan yang telah dilewati, maka robot dapat mengetahui bahwa posisinya telah berada di depan ruangan I atau ruangan II. Program ini dilaksanakan pada saat robot berhenti 5-10 cm di depan dinding. Register R6 akan ditambah 1 setiap kali robot berhenti 5-10 cm di depan dinding. Jika R6=2 (dua kali tikungan) berarti robot berada di depan ruangan I, jika R6=6 (enam kali tikungan) berarti robot berada di depan ruangan II. Setelah keluar dari ruangan II, robot akan terus menghitung banyaknya tikungan dan akan berhenti pada saat berada di posisi START yaitu pada saat R6=8 (delapan kali tikungan).d. Sub program Pencarian Api Lilin.Sub program pencarian api lilin ini akan dilaksanakan setelah program menemukan ruangan I dan ruangan II. Di dalam subprogram ini, robot akan masuk ke dalam ruangan, memeriksa keberadaan api, memadamkannya jika api terdeteksi, lalu robot bergerak keluar ruangan dan melanjutkan perjalanan lagi. Pada saat robot mendeteksi adanya api lilin maka robot akan maju sejauh + 10 cm dan mengaktifkan motor kipas selama 5 detik. Kemudian robot akan mendeteksi keberadaan api kembali. Jika api lilin masih terdeteksi maka robot akan kembali mengaktifkan motor kipas, namun jika api sudah padam maka robot akan bergerak meninggalkan ruangan.BAB IIIKESIMPULAN DAN SARANKesimpulan.Berdasarkan pembahasan tersebut maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :1. Robot dapat menyusuri ruangan dengan baik tanpa menabrak dinding dengan sensor ultrasonik.2. Robot dapat menemukan sumber api lalu kemudian dipadamkan dengan menggunakan kipas.3. Robot dapat menemukan sumber api berupa lilin dengan dengan catatan waktu tempuh rata rata 11 menit 57 detik.Saran.Untuk pengembangan sistem lebih lanjut, penulis memberikan saran-saran sebagai berikut :1. Menambah jumlah sensor LDR dan ultrasonik, dengan jumlah sensor yang semakin banyak, maka semakin banyak pula kondisi yang mampu ditangani oleh robot.2. Memasang sensor kecepatan dan posisi pada kedua rodanya, sehingga posisi dan kecepatan robot dapat selalu dimonitor, selain itu dapat dijadikan back up apabila sensor ultrasonik dan LDR mengalami gangguan, sehingga robot tetap dapat sampai ke tujuan dengan mengacu pada masukan posisi yang di rencanakan.DAFTAR PUSTAKA1. Pack, D.J, et al.,Fire-fighting Mobile Robotics and Interdiciplinary Design-Comparative Perspectives, IEEE Transaction, Vol. 47, No. 3, August 2004.2. Marjovi. A., et al.,Multi-Robot Exploration and Fire Searching, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Sytem, 2009. IROS 2009, 10-15 Oct. 2009 Page(s):1929 1934.3. Chien, T.L., Guo, H., Su, K.L., and Shiau, S.V.,Develop a Multiple Interface Based Fire Fighting Robot, 4th IEEE International Conference on Mechatronics (ICM2007), 8-10 MAY 2007 Page(s):1-6.4. Setiawardhana, Dkk.,Robot Cerdas Pemadam Api Menggunakan Kamera, Proceeding IES, Surabaya, 2006.5. Pitowarno, E.,Robotika : Desain Kontrol dan Kecerdasan Buatan, Andi Offset, Yogyakarta, 2006.6. Koren, Y.,Robotics For Engineers, McGrawHill International, New York, 1985.7. Chang, P.H., et.al.,Control Architecture Design For a Fire Searching Robot Using Task Oriented Design Methodology, International Joint Conference SICE-ICASE, 18-21 Oct. 2006 Page(s):3126 3131.8. Widodo, N.S., Achmad, B., dan Sutanto.,Mobil Robot Anti Menabrak Berbasis Mikrokontroller 68HC11, Jurnal Telkomnika, Program Studi Teknik Elektro, Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta, Vol.3, No.1, April 2005.9. Eko Putra, Agfianto,Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 (teori dan aplikasi), Penerbit Gava Media, Yogyakarta, 2002.10. Andi Nalwan, Paulus,Panduan Praktis dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51, Penerbit PT.Elex Media Komputindo, Jakarta 2003.11. Petruzella, Frank D,Industrial Electronics, Mc Graw-Hill International, 1996.About these ads201212/14KATEGORIUncategorizedTulis komentar Tulis komentar Komentar RSS Lacak balik ( 0 ) Komentar ( 0 )Tinggalkan BalasanTop of Form

Bottom of FormINFORMATIONChange this sentence and title from admin Theme option page.RSS FEEDTop of Form

Bottom of FormRECENT ENTRY 2012-12-14 energialternative 2012-12-14 makalah robot pemadamapi 2012-12-08 makalah indikatorbensin 2012-11-30 mesinfrais 2011-05-13 BelaNegaraARSIP Desember 2012 November 2012 Mei 2011 Oktober 2010KATEGORI UncategorizedBlog pada WordPress.com. | Tema: monochrome olehmono-lab.IkutiFollow Meyrizal's BlogTop of FormGet every new post delivered to your Inbox.

Bottom of FormPowered by WordPress.com