Perancangan dan implementasi robot pembantu orang cacat (studi kasus kontes robot robowaiter Trinity College Tahun 2011)

PROFIL PENULIS

Mochamad Bayu Nurzaman Lukman lahir di Bandung tanggal 06 Agustus 1990. Menamatkan pendidikan SLTA di SMK PGRI 3 Cimahi pada tahun 2008 dan melanjutkan studi S1 pada Jurusan Teknik Komputer di Universitas Komputer Indonesia (2008-2013). Mengerjakan Tugas Akhir dengan judul Perancangan dan Implementasi Purwarupa Robot Pembantu Orang Cacat (Studi Kasus Kontes Robot RoboWaiter Trinity College Tahun 2011). Hasil penelitian yang menjadi tugas akhir diikutsertakan dalam ajang kontes robot internasional yang diselenggarakan di Tr init y College, Hartford, Connecticut, USA, April 2011, dalam pertandingan RoboWaiter untuk kategori ent r y level (mendapatkan juara 2 pada pertandingan RoboWaiter).

Email : bayoe90@gmail.com / bayoe90@ymail.com

No Telepon : 085721117207

Alamat : Komp. Tani Mulya Indah Jl.Botani 1 No.13, Cimahi Ngamprah 40552

ii

PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI PURWARUPA

ROBOT PEMBANTU ORANG CACAT (STUDI KASUS

KONTES ROBOT

ROBOWAITER TRINITY COLLEGE

_TAHUN

2011)

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada

Program Studi Sistem Komputer Strata Satu di Jurusan Teknik Komputer

Oleh

Moch Bayu Nurzaman L

Pembimbing

Taufiq N. Nizar, M.Kom

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2013

v

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT, Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Nabi besar Muhammad SAW, keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.

Atas rahmat Allah SWT, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang merupakan salah satu syarat kelulusan dalam menempuh pendidikan program Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Komputer, Program Studi Sistem Komputer, Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia. Penyelesaian Tugas Akhir ini sesungguhnya akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, Penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Orang Tua penulis yang telah banyak berkorban dalam membesarkan dan tak henti-hentinya memberikan perhatian, nasehat, serta motivasi.

2. Bapak Dr. Ir. Eddy Soeryanto Soegoto selaku Rektor Universitas Komputer Indonesia.

3. Bapak Dr. Yusrila Yeka Kerlooza, M.T, selaku pembina Divisi Robotika Unikom dan Bapak Taufiq N. Nizar M.Kom, selaku pembimbing yang telah banyak memberikan arahan, saran, bimbingan serta ajaran tentang pentingnya arti suatu proses pencapaian yang didalamnya terkandung arti disiplin dan kerja keras.

4. Bapak John Adler, M.Si, selaku dosen wali yang memberikan arahan dan serta masukan kepada penulis selama menempuh studi.

5. Rekan – rekan angkatan 2008 maupun rekan – rekan seperjuangan yang melakukan penelitian di Laboratorium Divisi Robotika Unikom.

Akhir kata, semoga semua kebaikan yang telah diberikan oleh semua pihak kepada penulis, mendapatkan balasan yang setimpal dari Allah SWT dan berharap

vi

semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca umumnya dan penulis khususnya.

Bandung, Agustus 2013

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PERNYATAAN ... ii

ABSTRAK ... iii

ABSTRACT ... iv

KATA PENGANTAR ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR LAMPIRAN ... xii

BAB I ... 1

PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 1

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Metode Penelitian ... 2

1.5 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II ... 4

TEORI PENUNJANG ... 4

2.1 Mikrokontroler ... 4

2.1.1 Mikrokontroler ATMega 8535 ... 4

2.1.2 Fitur mikrokontroler ATMega 8535 yang digunakan. ... 4

2.2 Sensor ... 8

2.2.1 Sensor Jarak ... 9

2.2.2 Sensor Cahaya ... 10

2.3 Motor DC ... 11

2.4 Driver Motor... 11

2.5 Baterai ... 12

BAB III ... 14

viii

3.1 Perancangan Mekanik ... 14

3.1.1 Gripper ... 15

3.1.2 Perancangan Kendali Gerak ... 17

3.2 Perancangan Elektronik ... 18

3.2.1 Mikrokontroler ATMega 8535 ... 18

3.2.2 Sensor Jarak ... 19

3.2.3 Catu Daya Regulator ... 22

3.3 Perancangan Algoritma ... 24

3.3.1 Algoritma Navigasi Dasar ... 24

3.3.2 Algoritma Navigasi Dasar Keseluruhan ... 25

BAB IV ... 30

HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ... 30

4.1 Pengujian Sensor ... 30

4.1.1 Sensor Jarak Ultrasonik Ping ... 30

4.1.2 Sensor Jarak Inframerah GP2D15 ... 33

4.1.3 Sensor Cahaya ... 34

4.2 Pengujian Robot ... 37

BAB V ... 38

KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

5.1 Kesimpulan... 38

5.2 Saran ... 39

40

DAFTAR PUSTAKA

[1] Iswanto. Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroler ATMega8535 dengan Bahasa Basic. Yogyakarta: Penerbit Gava Media, 2008.

[2] Lynxmotion, Inc. Dual H-Bridge DC Motor Driver. Diakses pada tanggal 16 Maret 2010 dari http://www.lynxmotion.com/images/data/dhb-v2.pdf. [3] Malvino. Prinsip – Prinsip Elektronik, Edisi kedua. Jakarta: Penerbit PT.

Erlangga, 2001.

[4] Nurcahyo, S. Aplikasi dan Teknik Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmel. Malang: Penerbit Andi, 2012.

[5] Parallax, Inc (2006). PING)))™ Ultrasonic Distance Sensor. Diakses tanggal 10 Desember 2010, dari http://www.parallax.com/ dl/docs/prod/acc/28015-PINGv1.3.pdf.

[6] Peraturan Pertandingan RoboWaiter Trinity College. Diakses tanggal 9 Desember 2010, dari http://www.trincoll.edu/events/robot/Rules/Rules%202 011/Rules_2011 Final-3-Letter.pdf.

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini robot memiliki peranan penting dalam membantu pekerjaan yang dilakukan oleh manusia. Salah satunya peranan robot yang dapat dirasakan penting manfaatnya adalah robot yang dapat membantu aktivitas orang penyandang.

CCDD (Connecticut Council on Developmental Disabilities) merupakan sebuah organisasi yang menaungi orang penyadang cacat di connecticut, Amerika. Dalam misinya untuk membantu orang penyandang cacat, mereka mensponsori sebuah penelitian terbuka dibidang robotika yang bertujuan menciptakan berbagai solusi kreatif dalam merancang sebuah robot yang dapat membantu orang penyandang cacat, khususnya dalam mengambil, memindahkan dan meletakan makanan dari suatu tempat ke tempat lain.

Berdasarkan permasalahan tersebut, maka dilakukan sebuah penelitian mengenai perancangan purwarupa robot pembantu orang cacat yang mampu memindahkan makanan dari suatu tempat ke tempat lain secara otomatis.

1.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

 Merancang dan membuat perangkat keras serta perangkat lunak sebuah purwarupa robot pembantu orang cacat yang mampu memindahkan piring berisi makanan secara otomatis dari satu tempat ke tempat lain.

 Menguji kehandalan sistem robot dengan cara mengikutsertakannya pada pertandingan Robowaiter di trinity College pada tahun 2011 pada kategori Entry Level (Standard Division).

2

 Mengumpulkan serta menganalisa data hasil pengujian sistem robot seperti sensor jarak, sensor cahaya maupun kinerja sistem selana pengujian dengan tujuan mendapatkan sebuah informasi yang dapat dipakai untuk pengembangan riset.

1.3 Batasan Masalah

Ruang lingkup permasalahan pada penelitian tugas akhir ini dibatasi pada :  Pengujian robot yang dilakukan berdasarkan ketentuan peraturan

pertandingan Robowaiter di Trinity College Fire-Fighting Home Robot Contest tahun 2011 untuk kategori Standard Division.

 Menganalisa kinerja dari perangkat keras yang digunakan, diantaranya : o Penggunaan Sensor jarak ultrasonik dan Sensor jarak Inframerah

sebagai sensor pendeteksi objek.

o Penggunaan Driver Motor DC dalam mengatur arah serta kecepatan motor yang dipakai sebagai kendali gerak utama robot.

1.4 Metode Penelitian

Metode penelitian dalam penyusunan tugas akhir ini terdiri dari beberapa tahap, diantaranya :

 Studi literatur.

Mencari referensi frame robot yang handal, mencari sensor yang diperlukan serta mencari berbagai komponen pendukung yang akan di pakai dalam perancangan tugas akhir ini serta mempelajari bahasa pemograman yang akan digunakan.

 Interview dan eksperimen.

Pada tahap ini dilakukan penelitian dan percobaan terhadap modul rangkaian elektronika yang telah didapat, kemudian mendiskusikan hasil percobaan tersebut dengan dosen pembimbing.

3  Perancangan dan implementasi.

Pada tahap ini dilakukan integrasi antara perangkat keras dan perangkat lunak sehingga tersusun sebuah sistem secara keseluruhan yang implementasinya menjadi sebuah robot.

 Pengujian dan analisis.

Pada tahap ini dilakukan pengujian sistem, mengumpulkan data pengujian dan analisa terhadap data-data selama pengujian.

1.5 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini membahas latar belakang masalah, identifikasi masalah, maksud dan tujuan, metode penelitian, batasan masalah serta sistematika penulisan.

BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini membahas tentang teori yang berhubungan dengan perancangan serta alasan-alasan pemilihan komponen pembangun robot.

BAB III PERANCANGAN SISTEM

Dalam bab ini membahas mengenai pemilihan komponen yang digunakan dalam merancangan sistem yang dibuat.

BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS

Dalam bab ini membahas mengenai pengujian dan analisis terhadap komponen pembangun sistem yang telah dirancang serta memperlihatkan hasil pengujian robot yang telah dilakukan.. BAB V SIMPULAN DAN SARAN

Dalam bab ini berisi kesimpulan dan saran yang didapat selama penelitian.

38

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian dan analisa data selama proses penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

1. Telah dapat dibangun sebuah purwarupa robot mampu memindahkan piring berisi makanan secara otomatis dari satu meja ke meja lain tanpa menjatuhkan piring atau makanan. Hal ini berdasarkan pada persentase tingkat keeberhasilan selama penelitian yang ditunjukan pada gambar grafik 4.3.

2. Ketika mengambil dan meletakan piring diatas meja, pengaturan ketinggian antara gripper pada robot dan permukaan meja dapat dilakukan dengan cara mengatur ketinggian gripper secara manual.

3. Purwarupa robot yang telah dibangun dan diuji coba berhasil memenangkan pertandingan Robowaiter, dengan meraih juara dua pada kategori Entry Level pada tahun 2011. Pertandingan Robowaiter sendiri adalah simulasi keadaan real sebuah dapur rumah, dimana seorang penyandang cacat yang memiliki keterbatasan dalam bergerak ingin mengambil makanan dari suatu tempat ke tempat lain.

4. Penggunaan sensor jarak ultrasonik untuk mengukur jarak antara robot dengan objek dapat dikatakan cukup handal, meskipun didalam pengukuran terdapat kesalahan dalam pembacaan jarak.

39

5.2 Saran

Penulis sadar bahwa sistem yang dirancang jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis memberikan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan untuk pengembangannya lebih lanjut :

1. Diperlukan sebuah metode pendeteksi ketinggian yang dapat mensejajarkan ketinggian piring dengan permukaan meja secara otomatis. Hal ini bertujuan untuk meng-efisiensikan waktu dalam pengaturan ketinggian.

2. Perlu dipertimbangkan penggunaan kamera dalam mendeteksi posisi piring yang berada diatas meja. Karena pendeteksian menggunakan sensor cahaya phototransistor dirasakan kurang efektif karena posisi piring tidak selalu berada tepat ditengah – tengah indikator cahaya.

39 5.2 Saran

Penulis sadar bahwa sistem yang dirancang jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis memberikan saran dari hasil penelitian yang telah dilakukan untuk pengembangannya lebih lanjut :

1. Diperlukan sebuah metode pendeteksi ketinggian yang dapat mensejajarkan ketinggian piring dengan permukaan meja secara otomatis. Hal ini bertujuan untuk meng-efisiensikan waktu dalam pengaturan ketinggian.

2. Perlu dipertimbangkan penggunaan kamera dalam mendeteksi posisi piring yang berada diatas meja. Karena pendeteksian menggunakan sensor cahaya phototransistor dirasakan kurang efektif karena posisi piring tidak selalu berada tepat ditengah – tengah indikator cahaya.