SISTEM ROBOT PENYEDOT DEBU ROBOT...Gambar I. Diagram blot. sistem robot penyedot debu 2.1.1 Sensor U1trasonik Sensor ultrasonik[6] ini memiliki rangkaian yang sudah jadi yaitu berasal

Abstrak

SISTEM ROBOT PENYEDOT DEBU

Agung Mandala Putra', Nur Sultan Salahuddin", Sri Poernomo Sarf

1,2 Jurusan, Sistem Komputer, Fakultas I1mu Komputer, Universitas Gunadarma3 Jurusan, Teknik Mesin, Fakultas Tehnologi Indusrti, Universitas Gunadarma

I <L.0UlU! [email protected], 2 sultan@staff.!mnadanna.ac.i~ 3sri ps@sraff.!?unadarma.ac.id

Robot eerdas merupakan sebuah robot yang memiliki kemampuan bemavigasi dan melaksanakan tugas-tugasyang di instruksikan, Sensor adalah peralatan yang digunakan dalam suatu kontroler sebagai pemandu navigasirobot se lama menyusuri daerah sekitarnya dan mendeteksi obyek-obyek yang ada seperti dinding dan benda-benda lainnya, Sensor yang digunakan untuk navigasi pada sistem ini adalah sensor ultrasonik dan kontroleryang digunakan adalah mikrokontroller jenis AVR, yaitu ATMega 8535. Dalam melakukan pergerakanmenyusuri daerah digunakan metode pembobotan berdasarkan sensor ultrasonik. Selain dapat bergerak denganeara menghindari halangan yang ada di sekitarnya dan melakukan manuver seeara avoider sistem robot penyedotdebu ini dapat menyedot debu atau sampah keeil yang ada di lantai. Sistem penyedotan debu ini menggunakansebuah kipas dengan kecepatan putar motor yang tinggi sehingga menghasilkan kekuatan sedot yang besar,sehingga debu akan terse dot dan tersimpan di dalam tempat penyimpana debu.

Kata kunci : Robot, penyedot debu,ATmega 8535

1. Pendahuluan

Perkembangan dunia robotik yang semakinpesat dan kemajuan dalam ilmu komputer sertasistem kontrol sangat membantu manusia dalammendesain dan mengembangkan sebuah robot, baikmanual maupun otomatis robot[2]. Hasil teknologimerupakan salah satu yang mempunyai pengaruhyang sangat luas di dalam masyarakat yaitu dalamkebutuhan kehidupan sehari-hari, karena memberikemudahan dalam mengerjakan sesuatu. Kebutuhanakan suatu sistem otomatis yang dapat mendeteksidata atau nilai yang diterima dengan baik menjadisuatu perintah yang sesuai dengan nilai yang telahditetapkan dan diharapkan dapat menjadi suatuinformasi.

Sistem kontrol yang dapat dibuat darimikrokontroler[ I] yang merupakan suatu sistemtertanam' (embedded) atau yang dikenal denganistilah embedded system atau embedded controllerdapat dibuat menjadi suatu aplikasi robotik yangbergerak secara autonomous ( mandiri ), selainbergerak seeara mandiri robot biasanya dapatmelakukan aktifitas lain sambil bernavigasi.Aplikasi penggunaan robot yang lain adalah robotsepak bola sambil bergerak robot dapat memukulbola, memadamkan api dengan mengaktifkan fandan water pump pada robot pemadam api,menembakan peluru sambil bergerak pada robot

374

militer. Navigator pada robot ill) biasanyamemakai sensor ultrasonik.

Tujuan dari penelitian ini adalah merancangsistem robot penyedot debu yang mampu bergerakseeara autonomous (mandiri) dan melakukannavigasi pada area terbuka, Selain mampumelakukan penyedotan debu, robot ini jugadiraneang untuk melakukan navigasi.

2. Rancangan Robot penyedot debu

Secara umum sistem kontrol yang terdapatpada robot penghisap debu ini terdapat dua bagiandasar, yaitu bagian perangkat keras dan perangkatlunak.

2.1 Perangkat kerasSistem sensor menyediakan data bagi

mikrokontroler untuk mengatur jalannya robot.Sensor yang akan digunakan pada robot ini adalahUltrasonik sensor. Piranti pengolah yang digunakansebagai sistem pengendali adalah sistem minimumyang menggunakan mikrokontroler yaitu: ATMega8535[1].

Gambar I. Diagram blot. sistem robot penyedot debu

2.1.1 Sensor U1trasonik

Sensor ultrasonik[6] ini memiliki rangkaianyang sudah jadi yaitu berasal dari modul parallaxseperti gambar 2. Pada robot ini menggunakan 4sensor ultrasonik yang dipasang pada bagian depan,samping kanan, samping kiri, dan belakang. Sensordigunakan untuk mengukur jarak antara robotdengan dinding.

~l~~

Gambar 2. Sensor Ultrasonik[6]

Sensor ultrasonik ini mengirim data kemikrokontroller secara terus-menerus sehinggasemua sensor ultrasonik akan aktif dalampengiriman data. Untuk itu proses scanning sensorultrasonik terhadap objek dilakukan secarabergantian agar data yang didapat lebih mudah danvalid. Keluaran dari modul ini berupa data PWMsehingga data jarak sama dengan duty cycle darisinyal keluaran. Semakin jauh objek maka semakinbesar duty cycle.

2.1.2 Mikrokontroler ATMega 8535

IC (integrated circuit ) yang digunakandalam blok mikrokontroler ini adalah lC ATMega8535[1] produksi Atmel. Blok inilah yangmengontrol atau memproses hasil dari blok masukan(sensor) untuk diteruskan ke blok keluaran (motor).

Ganbar 3. Mikrokontroler ATMega 8535[ I]

2.1.3 Penggerak. Motor DC

"?e\\~eta\..m()\m "DC'-\,l\ \\aG.a a\a\ ID\. G.\.rancang untuk pergerakan robot pada keadaanmaju, mundur, be\ok kiri, be\ok kanan, sepertigambar 4. Pergerakan robot berdasarkkan olahaninputan yang di dapat dari sensor uvitron danproximity yang di proses oleh mikrokontroler danmenghasilkan inputan \ogika boo\ean yang berni\aio atau 1.

Gambar 4. Peoggernk motor OC[2]

Modul ini menggunakan IC driver L298 yangmemiliki kemampuan menggerakkan motor DCsampai arus 2A dan tegangan maksimurn 40 VoltDCuntuk satu kanalnya. Pin Enable A dan B untukmengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. PinEnable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuhdan PWM (Pulse Width Modulation) untukkecepatan rotasi yang bervariasi tergantung darilevel highnya.

2.1.4 Ducted Fan

Ducted Fan di rancangan menyatu dalamsaluran udara yang berfungsi sebagaijalur masuknyasampah dan debu yang ada di bawah. Ducted yangmempunyai daya hisap angin yang kencang akanmenyedot angin yang ada di dalam saluran udaradan akan menarik udara yang ada pada bagianbawah saluran sehingga debu dan kotoran kecil akanterhisap masuk melalu saluran udara.

Gambar 5. Ducted Fan[6]

2.2 Perangkat Lunak

Algoritma pergerakan robot diprogramdengan menggunakan perangkat lunak CodeVisionAVR C Compiler. Langkah kerja dari program robotditunjukkkan padaflowchart berikut:

375

Garnbar 6. Flowchart pemprograrn robot

Dalam penelitian ini digunakan bahasa Csebagai basic program yang nantinya akan di flashke dalam IC type ATMega 8535[1]. Programdiawali dengan inisialisasi dan pendeklarasian port-port yang nantinya akan digunakan sebagaimasukan/keluaran data. Setelah proses penginisialisasian, program akan memeriksa kondisi-kondisi di lingkungan dan dicocokan dengan datayang ada. Bila terdapat kesamaan kondisi makaprogram akan mengeksekusi kondisi tersebut sesuaidengan proses yang telah ditentukan sebelurnnyadan robot akan bergerak sesuai hasil proses, dan bilatidak terdapat kesesuaian kondisi program akan ternslooping secara terns menerns sampai ditemukankondisi yang sesuai. Selama proses looping, robotselalu akan bergerak.

3. Pengujian SistemRobot

Pengujian dilakukan dengan cara melakukanpengujian dari setiap bloak diagram dari robot,untuk mengetahui kehandalan dari system robotpenyedot debu ini.

ISensor ulitosonik H Mila:okonttoler ~ leD

Gambar 7. Pengujian sensor ultrasonic

Pengujian sensor seperti gambar 7, dilakukanadalah mengukur jarak objek dangan sensor yangakan dijadikan data input ke mikrokontroler outputakan ditampilkan pada LCD.

Garnbar 8. Pengujian Motor OC

Dalam gambar 8, pengujian motor DC untukmengetahui pergerakan robot beroda jalan maju,mundur, atau belok. Untuk menggerakan motor DCdibutuhkan rangkain yang dapat mengatur DIR (arah

376

cw atau ccw) dan PWM (kecepatan untuk motor itusendiri).

iMilaokontroleri H i SpeedControl: ~ ~1ctorBIUSCh\es: IGarnbar 9. Pengujian Ducted Fan

Pengujian ducted fan seperti gambar 9, digunamengetahui putaran motor berdasarkan pulsa yang diberikan dan mengetahui nilai maksimal yang diberikan. Pengujian selanjutnya adalah pengujianperangkat lunak untuk mengetahui pergerakan robot,dimana robot akan bergerak sesuai dengan navigasiyang ditanarnkan padanya sistem navigasi padarobot penyedot debu menggunakan inputan nilailogika yang ada pada sensor dan switch yang jugaberperan sebagai sensor, seperti program berikut :

void navigationO{

if (ping2<=30){mundurt);delay _ms(lOOO);serongkananr);delaL ms(l 000);}else if (ping3<= 30){kanam);}else if( pingl<=30){kirit);}else if (ping2<=30 11 ping2>=20 && pingl<=30

11 pingl>=20 && ping3>=30){kirit);delaL ms( 1500);majui);

delaL ms(2000);}

else if (ping2<=30 11 ping2>=20 && ping3<=30 11

ping3>=20 && ping 1>=30){kanaru);delay _ms( 1500);maju/);delay _ms(2000);}else if(pingl<=15 && ping2<=15 &&

ping3>=15){stopt);}else{majuf);}

4. Prototipe dan hasil ujicoba

Bahan yang digunakan untuk base robotadalah aklerik seperti gambar 10. Aklerik dipilihuntuk bahan dasar rangka kerena sifatnya yangkokoh tetapi memiliki bobot yang ringan, ini sangatefektif untuk menopang seluruh rangkaian. Semuaroda penggerak dihubungkan langsung ke motor DC.Total berat robot ± 2.3 kg, jika robot terlalu beratmaka akan berpengaruh pada kerja motor yangberakibat torque di roda (part yang digerakkan).Konfigurasi gear dengan RPM (Rotasi Per Menit)yang dihasilkan motor harus disesuikan denganbeban robot.

Gambar 10. Robot penyedot debu

Ketika pengendali kecepatan (electricalspeed control ) diberi pulsa pengaktif dan pemutarmaka motor akan bergerak sesuai dengan pulsa yangdiberikan dan tampilan pada osiloskop juga berubahsesuai dengan pulsa yang diberikan. Pulsa yang diperlukan untuk mengaktitkan pengendali kecepatanyaitu 1 ms, dan untuk pemutaran motormembutuhkan pulse untuk kecepatan kipas palingkecil yaitu 1,1 ms, dan kecepatan kipas normalsebesar 1,5 ms, dan untuk pemutaran maksimalsebesar 2 ms, tabel berikut adalah hasil ujicobayang dilakukan pada pulse yang berbeda di mulaidari pulse di bawah 1,1 ms sampai di atas 2 ms.Setiap eksperimen pada robot berjalan selama 5 (lima ) menit , dan dengan benda yang berbeda -beda untuk di sedot, pada percobaan ini suhukondisi pengendali kecepatan atau ESC ( ElectricalSpeed Control ) menjadi perhatian utama, karenaapabila terlalu panas akan berkondisi cut off ataumemutuskan hubungan dengan sumber daya, apabilaterns di paksakan dapat meledak.

Tabel I. Kecepatan Putaran Berdasarkan besarnya Pulsa kurangdari I Ims

Subu

No Benda PenghisapanPerputaran Pengendali

Kipas Kecepatan(OC I

I Kertas Tidak Terhisap tidak±31bergerak

2 Serbuk Tidak Terhisap tidakGergaji bergerak ± 31

3 Bedak Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

4 Bulu Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

5 Rambut Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

6 Pasir Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

7 Batu Tidak Terhisap tidakKecil bergerak ± 31

P 1 1 ITabel 2. Keceoatan Putaran Berdasarkan besarm a usa , msSubu

No Benda PenghisapanPerputaran Pengendali

Kipas Kecepatan(OC)

1 Kertas T idak Terhisap bergeraklambat ± 36,4

2 Serbuk T idak Terhisap bergerak± 36,4

Gergaji lambat

3 Bedak Tidak Terhisap bergerak± 36,4

lambat

4 Bulu Tidak Terhisap bergerak± 36,4lambat

5 Rambut Tidak Terhisap bergerak± 36,4

lambat

6 Pasir Tidak Terbisap bergerak± 36,4lambat

7 Batu Tidak Terhisap bergerak±36,4

Kecil lambat

P 1 15Tabel3. Keceoatan Putaran Berdasarkan besarn a usa msSubu

No Bend. PengbisapanPerputanlD Pengendah

Kipas Kecepatan1°C \

1 Kertas Terhisap bergerak±45,6sedang

2 Serbuk Terhisap bergerak±45,6

Gergaji sedang

3 Bedak Terhisap bergerak±45,6sedang

4 Bulu Terhisap bergerak±45,6sedang

5 Rambut Terhisap bergeraksedang ± 45,6

6 Pasir Terhisap bergerak± 45,6sedang

7 Batu Terbisap bergerakKecil sedang ±45,6

Tabel 4 Keceoatan Putaran Berdasarkan besarnva Pulsa 2 msSuhu

NoBenda Pengbisapan

Perputaran PengeodaliKipas Kecepatan

(OCI1 Kertas Terbisap bergerak

± 52,5Sanzat Cenat

2 Serbuk Terhisap bergerak± 52,5

Gerzaii Sanaat Cepat3 Bedak Terhisap bergerak

± 52,5San gat Cenat

4 Bulu Terhisap bergerak± 52,5

Sanzat Cenat5 Rambut Terhisap bergerak

± 52,5Sanzat Ceoat

6 Pasir Terhisap bergerak ± 52,5San gat Ceoat

7 Batu Terhisap bergerak± 52,5

Kecil Sanaat Ceoat

Tabel5. Kecepatan Putaran Berdasarkan besarnya Pulsa di atas2 ms

Suhu

No Benda PeoghisapanPerputaran Pengeodali

Kipas Kecepatan("Cl

I Kertas Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

2 Serbuk Tidak Terhisap tidakGergaji bergerak ± 31

3 Bedak Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

4 Bulu Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

377

5 Rambut Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

6 Pasir Tidak Terhisap tidakbergerak ± 31

7 Batu Tidak Terhisap tidakKecil bergerak ± 31

Hasil ujicoba tabel-tabel di atas dapatdisimpulkan bahwa pergerakan motor brushc\esyang menjadi motor penyedot apabila pulse yangdihasilakan dari mikrokontroler di bawah 1,1 msmaka motor tidak akan bergerak, hal tersebut dikarenakan 1,1 ms merupakan pulse minimum dariswitching mosfet yang ada pada ESC ( ElectricalSpeed Control ) dan 2 ms adalah pulse maksimumdari switching mosfet pada ESC.

5. Kesimpulan

Sistem robot penyedot debu ini, telah dapatmencapai hasil yang diinginkan dimana robot dapatbergerak, mendeteksi objek-obejek halangandisekitarnya sehingga dapat menghindarinya danbermanuver secara avoider sambil melakukanpenyedotan debu atau sampah kecil (kertas, serbukgergaji, bedak, bulu, rarnbut, pasir dan batu kecil)yang ada di lantai. Dan desain mekanik robot secarakeseluruhan mempengaruhi seluruh fungsi darisemua komponen terutama sistem penyaluran udarayang menjadi hal terpenting.

Daftar Pustaka:

[1] Bejo,Agus, 2008, C & A VR : RahasiaKemudahan Bahasa C dalam MikrokontrolerATMega8535, Yogyakarta, Graha Ilmu.

[2] Budiharto, Widodo, 2005, Elektronika Digital& Mikroprosesor, Yogyakarta, AND!.

[3] Rodnay, Zaks, 1986, Dari Chip ke Sistem :Pengantar Mikroprosesor, Jakarta, Erlangga.

[4] Anonim, www.jogja-aeromodeUing.comoApril2009.

[5] Anonim, www.alldatasheet.com ,Februari2008.

[6] Anonim,www.digi-ware.com, Februari 2008.

378