Pengembangan dan Implementasi Sistem Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot
PENGEMBANGAN DAN IMPLEMENTASI
SISTEM PEMADAMAN API PADA
FIRE-FIGHTING ROBOT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengembangan dan
Implementasi Sistem Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Muhammad Luqman Rosyadi
NIM G64100033
ABSTRAK
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI. Pengembangan dan Implementasi Sistem
Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot. Dibimbing oleh KARLISA
PRIANDANA.
Kebakaran sering terjadi dan telah menimbulkan banyak korban. Butuh
reaksi yang cepat untuk menemukan dan memadamkan sumber api sebelum api
menyebar. Karena berbahaya, campur tangan manusia dalam memadamkan api
perlu dibuat seminimum mungkin. Untuk itu, diperlukan robot yang dapat
mendeteksi sumber api sekaligus memadamkannya. Penelitian ini bertujuan untuk
membuat sistem pemadam api dengan menggunakan mikrokontroler Arduino
sebagai pengendali utama. Sistem pemadam api dibangun dengan dua metode.
Metode pertama menggunakan tiupan angin, sedangkan metode kedua
menggunakan semburan air. Kedua sistem dikontrol oleh relay. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa sensor api dapat mendeteksi api pada jarak 30 – 100 cm.
Sistem pemadam api yang dibangun menggunakan metode tiupan angin dapat
memadamkan api dari jarak maksimum 120 cm, sedangkan sistem pemadam api
yang dibangun menggunakan semburan air tidak berhasil memadamkan api
karena semburan air dari washer pump yang kurang kuat.
Kata kunci: Arduino, pemadam api, sensor api
ABSTRACT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI. Development and Implementation of Fire
Extinguisher System on a Fire-fighting Robot. Supervised by KARLISA
PRIANDANA.
Fires are frequent and have caused many casualties. Need a quick response
to find and extinguish the fire source before the fire spread. Due to its danger,
human intervention in extinguishing the fire needs to be kept as minimum as
possible. For that, a robot that can detect the source of the fire and extinguish it at
the same time is required. This study aims to develop fire extinguishing systems
using the Arduino microcontroller as the main controller. Two fire extinguishing
systems were built with two different methods. The first method utilized the wind
from a fan, while the second method used a washer pump. Both systems were
controlled by a relay. The results showed that the flame sensor can detect the fire
at a distance of 30 – 100 cm. The wind-based fire extinguishing system was found
to be able to extinguish the fire from a maximum distance of 120 cm, while the
water-based fire extinguishing system did not succeed because the water burst
from the washer pump was inadequate.
Keywords: Arduino, fire extinguisher, flame sensor
PENGEMBANGAN DAN IMPLEMENTASI
SISTEM PEMADAMAN API PADA
FIRE-FIGHTING ROBOT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Komputer
pada
Departemen Ilmu Komputer
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji:
1 Dr Heru Sukoco, SSi MT
2 Ir Sri Wahjuni, MT
Judul Skripsi : Pengembangan dan Implementasi Sistem Pemadaman Api pada
Fire-fighting Robot
Nama
: Muhammad Luqman Rosyadi
NIM
: G64100033
Disetujui oleh
Karlisa Priandana, ST MEng
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Buono, MSi MKom
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2013 ini ialah Pengembangan
dan Implementasi Sistem Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada Ibu Karlisa
Priandana, ST MEng selaku pembimbing atas arahan dan bimbingan selama
penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini hingga selesai. Terima kasih kepada
Bapak/Ibu selaku penguji yang telah banyak memberi saran. Terima kasih yang
tak terhingga kepada keluarga tercinta Ayah, Ibu, Mbak Ima, dan Adek Lala atas
do’a, dukungan, dan kasih sayang yang selalu diberikan. Terima kasih kepada
Sodik, Randa, Fikar, Ardi, dan semua anak lab NCC yang sudah membantu dikala
susah. Terima kasih kepada Wahyu, Rivo, Dias, Romi, dan semua teman-teman
Pixels 47 atas semua kebersamaan, kekeluargaan, semangat, canda tawa, dan
motivasinya dan terima kasih kepada Fia Afiani Zakky untuk semuanya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Muhammad Luqman Rosyadi
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE PENELITIAN
2
Studi Literatur
2
Perancangan Sistem
3
Persiapan Alat dan Bahan
3
Analisis
5
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
6
Implementasi Pada Robot
6
Pengujian
6
Evaluasi
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Perancangan Sistem
7
Persiapan Alat dan Bahan
8
Analisis
8
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
10
Implementasi Pada Robot
11
Pengujian
12
Evaluasi
14
SIMPULAN DAN SARAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
16
RIWAYAT HIDUP
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Alur metode penelitian
Flame sensor
Line tracking sensor
Arduino Uno
Penampang kipas
Rancangan komponen pendeteksi api dan pemadam api
Daerah penyebaran udara dari kipas
Perancangan sistem pendeteksi dan pemadam api
Rangkaian flame sensor
Rangkaian line tracking sensor
Rangkaian sistem pemadam api dengan semburan air
Rangkaian sistem pemadam api dengan tiupan angin
Skema sistem pemadam api
Ilustrasi percobaan sistem untuk memadamkan api
Purwarupa fire-fighting robot
Tampilan akuisisi data komponen penyusun fire-fighting robot
Hubungan jarak dan waktu pemadaman
3
4
4
4
5
6
7
8
9
9
9
10
10
11
11
12
13
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebakaran merupakan bencana yang paling sering dihadapi dan dapat
terjadi setiap saat, karena banyak peluang yang dapat memicu terjadinya
kebakaran. Contohnya yaitu api dari puntung rokok, kebakaran gas, api lilin, dan
lain-lain. Oleh karena itu, dibutuhkan reaksi yang cepat untuk menemukan dan
memadamkan sumber api dalam waktu singkat sehingga api tidak menyebar.
Pesatnya perkembangan teknologi saat ini, secara langsung meningkatkan
peralatan dan perlengkapan yang digunakan dalam pemadaman kebakaran.
Dengan peralatan yang canggih, pemadaman kebakaran dapat lebih efektif dan
efisien. Selain itu, juga mengurangi risiko ke tingkat minimum dan kerusakan dari
kebakaran dapat dikurangi (Tan et al. 2013).
Salah satu upaya yang dilakukan untuk menangani masalah kebakaran yang
biasanya berbahaya adalah dengan menciptakan robot pemadam api. Robot ini
dapat meminimalkan campur tangan manusia dalam upaya memadamkan api.
Robot pemadam kebakaran adalah salah satu solusi yang mampu mengurangi
resiko bahaya kebakaran pada pemadam kebakaran
Penelitian mengenai robot pemadam api telah banyak dilakukan. Wulandari
(2013) telah berhasil membangun suatu robot hexapod yang dapat digunakan
untuk berbagai keperluan, termasuk untuk memadamkan api. Chriswantoro (2013)
berhasil mengimplementasikan dan menguji logika fuzzy dan wall following untuk
robot pemadam api. Sidik (2013) melakukan penelitian mengenai penggunaan
sensor-sensor pada robot pemadam api. Untuk sensor deteksi api, ditentukan
threshold nilai sensor yang digunakan untuk menentukan adanya api atau tidak
yaitu sebesar 65.
Fokus penelitian ini adalah robot pemadam api yang merupakan robot
dengan orientasi tujuan (goal-oriented robot) yang diadaptasi pada kontes firefighting robot dari Trinity College, Connecticut, Amerika Serikat (Permana 2012).
Dalam sistem robot pemadam api, kemampuan dasar yang harus dimiliki adalah
kemampuan mendeteksi asal api yang muncul dan kemampuan memadamkan api.
Untuk itu, diperlukan sensor pendeteksi nyala api yang disebut flame detector dan
sistem pemadam api yang dapat dibuat dengan menggunakan air ataupun dengan
tiupan angin.
Penelitian ini bertujuan untuk membangun dua sistem pemadam api dengan
dua metode yang berbeda. Metode pertama menggunakan tiupan angin, sedangkan
metode kedua menggunakan semburan air. Kedua sistem ini akan diuji dengan
mengikuti kriteria dan ketentuan Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI)
2014, salah satu kontes robot pemadam api di Indonesia. Misi yang harus
diselesaikan pada lomba ini ialah menemukan dan mematikan api lilin dalam
waktu singkat. Alat yang dibutuhkan untuk membangun sistem pemadam api
adalah dinamo sebagai penggerak kipas yang digunakan untuk meniupkan angin
dan washer pump yang digunakan untuk menyemburkan air.
2
Perumusan Masalah
Sistem pendeteksi dan pemadam api yang efektif sangat penting bagi firefighting robot. Dalam hal ini, bagaimana cara mendeteksi dan memadamkan api
dengan efektif perlu dipelajari.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dua sistem pendeteksi dan
pemadam api pada fire-fighting robot menggunakan tiupan angin dan semburan
air, kemudian membandingkan kinerja kedua sistem tersebut.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat mengembangkan sistem pemadam api yang
baik dan efisien pada robot pemadam api dan mendukung pengembangan robotika
di lingkungan Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini yaitu:
Jarak minimum antara sumber api dan robot untuk pemadaman yaitu 30 cm.
Tinggi sumber api disesuaikan dengan tinggi robot yang dikembangkan.
Warna trek yang digunakan adalah hitam dan putih.
Masukan yang diterima oleh sensor pendeteksi api adalah gelombang
ultraviolet.
• Keluaran yang dihasilkan sistem pemadam api berupa semburan air atau tiupan
angin.
• Pengujian dilakukan pada ruangan tertutup dari cahaya luar.
•
•
•
•
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari serangkaian tahapan,
yaitu: studi literatur, persiapan alat dan bahan, analisis, implementasi pada robot,
pengujian pada robot, dan evaluasi. Alur tahapan penelitian dapat dilihat pada
Gambar 1.
Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dengan mencari dan mempelajari informasi dan
referensi dari berbagai sumber yang berhubungan dengan fire-fighting robot dan
implementasinya.
3
Mulai
Studi Literatur
Perancangan Sistem
Persiapan Alat dan Bahan
Analisis
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Implementasi Pada Robot
Pengujian
Selesai
Sesuai
Tidak sesuai
Evaluasi
Gambar 1 Alur metode penelitian
Perancangan Sistem
Perancangan sistem dilakukan dengan mengatur posisi komponen yang
sesuai dan efisien setelah mempelajari informasi dan referensi yang berhubungan
dengan fire-fighting robot.
Persiapan Alat dan Bahan
Komponen-komponen utama yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
Dinamo
Dinamo digunakan untuk memutar kipas yang berfungsi sebagai pemadam api.
Dinamo ini memiliki kecepatan rotasi sebesar 124 000 rotation per minute
(rpm).
Washer pump
Washer pump berfungsi sebagai pemadam api dengan semburan air yang
diambil dari water tank (tangki air). Washer pump mengambil air yang terdapat
pada water tank (tangki air), lalu air disemburkan ke sumber api.
Flame sensor SKU: DFR0076 (Gambar 2)
Flame sensor ini menggunakan sensor YG1006. Sensor ini bekerja pada
tegangan 3.3 V sampai 5 V, dapat mendeteksi nyala api pada jarak 20 cm (4.8
V) sampai 100 cm (1 V), waktu respon 15 us untuk mendeteksi nyala api, dan
bekerja pada suhu -25 oC sampai 85 oC. Sensor YG1006 hanya dapat
mendeteksi api atau panjang gelombang dengan spektrum 760 nm sampai 1100
nm (Cytron Technologies 2012).
4
Gambar 2 Flame sensor SKU: DFR0076 (http://www.dfrobot.com/wiki/
index.php/ Flame_sensor_(SKU:_DFR0076))
Line tracking sensor SKU: SEN0017 (Gambar 3)
Tegangan masukan: +5 V
Arus listrik yang dibutuhkan: < 10 mA
Jarak optimal dalam mendeteksi garis: 1 – 2 cm
Output sensor berupa nilai boolean: 1 untuk putih dan 0 untuk hitam.
Gambar 3 Line tracking sensor SKU: SEN0017 (http://www.dfrobot.com/wiki/
dindex.php/ Line_Tracking_Sensor_for_Arduino_(SKU:SEN0017))
Mikrokontroler Arduino Uno (Gambar 4)
Arduino Uno merupakan board mikrokontroler yang berbasis mikrokontroler
ATMEGA328. Spesifikasi Arduino Uno adalah sebagai berikut:
Tegangan operasi: 5 V
Tegangan masukan: 6 – 20 V
Tegangan masukan yang dianjurkan: 7 – 12 V
Jumlah pin digital I/O: 14 (6 diantaranya pin PWM)
Jumlah pin analog input: 6
Arus DC per pin I/O: 40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V: 150 mA
Flash Memory: 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader
SRAM: 2 KB
EEPROM: 1 KB
Kecepatan pewaktuan (clock): 16 MHz
(Igoe 2010).
Gambar 4 Arduino Uno (Igoe 2010)
5
Analisis
Setelah dilakukan pengumpulan alat dan bahan, dilakukan analisis
kemampuan tiap komponen secara bergantian. Tiap komponen akan dianalisis
menggunakan mikrokontroler bertipe Arduino Uno yang berfungsi sebagai otak
dari semua komponen yang saling terhubung. Analisis pada flame sensor akan
menggunakan rangkaian sederhana untuk diambil nilai pengukurannya, seperti
analisis yang dilakukan oleh Sidik (2013). Analisis pada flame sensor dilakukan
pada 10 posisi sumber api yang berbeda dan juga pada kondisi tidak ada api.
Setelah semua data didapat, ditentukan threshold untuk menentukan keberadaan
api berdasarkan nilai pengukuran yang diperoleh.
Pada analisis line tracking sensor, sensor dianalisis dalam pembacaan warna
hitam dan putih sesuai warna lantai yang digunakan pada KRPAI 2014. Untuk
analisis sistem pemadam api, hanya dilakukan percobaan memadamkan api jika
flame sensor mendeteksi adanya nyala api. Percobaan dilakukan dengan dua
macam alat secara bergantian, yaitu memadamkan api menggunakan kipas yang
digerakkan oleh dinamo dan memadamkan api dengan air menggunakan washer
pump untuk menyemprotkan air.
Untuk sistem pemadam api menggunakan tiupan angin, dilakukan analisis
debit udara yang dapat dipasok oleh kipas yang digerakkan oleh dinamo. Debit
udara dari kipas dihitung dengan menggunakan Persamaan 1 sampai Persamaan 4
(Budianto 1996).
d1 d2
t
Gambar 5 Penampang kipas (Budianto 1996)
dengan
D = A × t × rpm × n
(1)
A = ( × r12) – ( × r22)
(2)
r1 = d1 / 2
(3)
r2 = d2 / 2
(4)
Keterangan:
A = luas penampang kipas efektif (m2)
r1 = jari-jari luas kipas (m)
r2 = jari-jari poros kipas (m)
D = debit udara (m3/menit)
t = tebal kipas (m)
rpm = kecepatan putar motor (rpm)
n = jumlah daun kipas
6
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Pada tahap perakitan, akan dilakukan penggabungan antara sensor
pendeteksi api, komponen pemadam api, dan mikrokontroler. Setelah diketahui
nilai threshold dari analisis yang dilakukan flame sensor, dilakukan perakitan
jarak dan tinggi yang tepat untuk memadamkan nyala api. Jarak yang ditentukan
oleh KRPAI 2014 adalah 30 cm dari sumber api dan tinggi sumber api
disesuaikan dengan posisi pemadam api. Jadi, data yang keluar dari flame sensor
akan diolah oleh mikrokontroler dengan membandingkan nilai tersebut dengan
nilai threshold yang sudah didapatkan. Jika nilai yang dihasilkan
mengidentifikasikan adanya nyala api, mikrokontroler akan mengolah lagi nilai
dari flame sensor untuk disesuaikan dengan jarak yang ditentukan oleh KRPAI
(2014) yaitu 30 cm. Sistem pemadam api berfungsi jika flame sensor mendeteksi
adanya nyala api pada jarak 30 cm atau lebih. Sistem pemadam api yang akan
dirakit ada dua macam yaitu pemadam api dengan kipas dan pemadam api dengan
air.
Implementasi Pada Robot
Sistem pendeteksi api dan sistem pemadaman api yang telah dirakit,
diimplementasikan pada robot dan dihubungkan dengan modul lain yang terdapat
pada fire-fighting robot agar dapat digunakan bersama-sama dan saling
bekerjasama dengan baik. Posisi sensor pendeteksi dan pemadam api terletak pada
bagian depan robot agar robot dapat dengan mudah mendeteksi nyala api dan
langsung dapat memadamkan nyala api tersebut dengan cepat. Letak dari posisi
komponen pendeteksi dan pemadam api seperti terlihat pada Gambar 6.
Komponen pendeteksi
api dan pemadam api
Gambar 6 Rancangan komponen pendeteksi api dan pemadam api
(Wulandari 2013)
Pengujian
Pengujian dilakukan melalui eksperimen. Beberapa kriteria pengujian yang
digunakan adalah :
1 Flame sensor dapat mendeteksi nyala api dari jarak maksimal 100 cm.
2 Sistem pemadam api dapat memadamkan api lilin dari jarak minimum 30 cm
(KRPAI 2014).
Pada jarak maksimum pemadaman, besar debit udara yang diperlukan untuk
memadamkan api bernilai minimum. Perhitungan debit minimum ini dilakukan
7
dengan menggunakan Persamaan 5 dan 6 (Budianto 1996). Ilustrasi pemadaman
dapat dilihat pada Gambar 7.
Daerah penampang kipas
Daerah
pemadaman
maksimum
r
Gambar 7 Daerah penyebaran udara dari kipas
Am = × r
A × D = Am × Dm
Keterangan:
A = luas penampang daerah awal (m2)
Am = luas penampang daerah pemadaman
maksimum (m2)
r = jarak pemadaman maksimum (m)
(5)
(6)
D = debit udara dari kipas (m3)
Dm = debit udara minimum pada daerah
pemadaman maksimum (m3)
Evaluasi
Pada tahap ini, dilakukan evaluasi mengenai keberhasilan dan kekurangan
sistem, sehingga dapat diketahui kelayakan dari sistem pendeteksi api dan
pemadam api berdasarkan kriteria KRPAI 2014. Hal-hal yang dievaluasi antara
lain waktu pemadaman api sejak nyala api terdeteksi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan Sistem
Sistem yang akan dibuat mengacu pada tujuan dari pengembangan robot
untuk memadamkan api yaitu bagaimana mendeteksi api dan memadamkan api
dengan cepat. Pada Gambar 8 terlihat posisi komponen pendeteksi api, pemadam
api, dan pendeteksi warna terletak pada bagian depan robot. Posisi ini
memungkinkan pendeteksian sumber api dengan mudah dan pemadaman api
dengan cepat. Ketika alat pendeteksi mendeteksi nyala api, maka alat pemadam
akan aktif. Sebaliknya, ketika alat pendeteksi tidak mendeteksi nyala api, maka
alat pemadam akan menjadi tidak aktif.
Dari panduan dan ketentuan yang diberikan pada KRPAI 2014, trek yang
digunakan yaitu warna hitam dan sumber api dikelilingi oleh garis putih sebagai
tanda jarak minimum untuk memadamkan api, yaitu 30 cm dari nyala api. Untuk
membedakan antara warna garis yang mengelilingi api dengan warna trek,
dibutuhkan komponen pendeteksi warna pada bagian bawah robot. Saat
8
komponen mendeteksi warna garis putih sebagai jarak minimum pemadaman dan
alat pendeteksi api menemukan adanya nyala api, maka robot akan berhenti dan
langsung memadamkan api sampai nyala api berhasil dipadamkan.
Pemadam api
Pendeteksi api
Pendeteksi warna
Tampak depan robot
Gambar 8 Perancangan sistem pendeteksi dan pemadam api
Persiapan Alat dan Bahan
Komponen-komponen yang dipersiapkan sesuai dengan desain sistem
adalah:
1 buah mikrokontroler Arduino Uno
1 buah dinamo
1 buah washer pump
1 buah flame sensor SKU: DFR0076
1 buah line tracking sensor V3
1 buah relay 1 module
1 buah baterai 9 V
Adaptor AC-DC
Kabel dan pin header
1 buah project board
Adapun perangkat lunak yang digunakan adalah Arduino 1.0.5 dan
menggunakan bahasa C.
Analisis
Untuk menganalisis masing-masing komponen yang digunakan untuk
membuat sistem pemadam api pada fire-fighting robot, dilakukan perangkaian
sederhana terhadap setiap komponen dengan menggunakan mikrokontroler
Arduino Uno sebagai otak dari semua komponen penyusun fire-fighting robot.
Perangkaian komponen dimulai dengan flame sensor yang dihubungkan dengan
mikrokontroler Arduino Uno, seperti terlihat pada Gambar 9. Analisis pada flame
sensor telah dilakukan oleh Sidik (2013) dengan mendeteksi sumber api pada
kondisi rentang jarak yang berbeda yaitu 10 cm, 20 cm, sampai 100 cm dan
kondisi tidak ada nyala api. Lalu, diambil nilai pengukuran min dan max dari nilai
pendeteksian flame sensor dan didapatkan nilai threshold sebagai kondisi ada
tidaknya api yaitu 65.
Pada perangkaian line tracking sensor dengan mikrokontroler, analisis
sensor hanya dilakukan dengan membedakan kondisi lantai berwarna hitam dan
putih. Pin yang digunakan pada mikrokontroler sebagai nilai output yang
dihasilkan oleh line tracking sensor adalah pin digital, karena hanya
membutuhkan nilai 1 dan 0. Dari pendeteksian warna trek yang digunakan pada
9
KRPAI 2014, didapatkan nilai 1 untuk warna putih dan nilai 0 untuk warna hitam.
Rangkaian line tracking sensor dapat dilihat pada Gambar 10.
S/VCC/GND
Gambar 9 Rangkaian flame sensor
Gambar 10 Rangkaian line tracking
sensor
Rangkaian sistem pemadam api terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12.
Sebagai pengatur nyala atau tidaknya alat pemadam api dibutuhkan relay sebagai
penghubung antara mikrokontroler dan komponen pemadam api. Percobaan
dilakukan dengan mengirimkan sinyal dari mikrokontroler ke relay sebagai
indikasi untuk menyalakan alat pemadam api yaitu washer pump dan dinamo.
Dinamo yang digunakan untuk memutar kipas memiliki kecepatan putaran
sebesar 124 000 rotation per minute (rpm). Kipas yang digunakan pada penelitian
ini memiliki diameter luar (d1) sebesar 0.06 m, diameter poros kipas (d2) sebesar
0.015 m, memiliki 3 daun kipas (n), dan tebal kipas (t) sebesar 0.01 m.
Luas penampang kipas (A) yang didapatkan sebesar 0.0026 m2. Nilai debit
udara dari kipas (D) yang digerakkan oleh putaran dinamo yaitu 9.672 m3/menit.
Debit udara yang keluar dari kipas (D) ditentukan oleh kecepatan putaran (rpm)
dinamo dan luas penampang kipas (A) yang digunakan. Perhitungan luas
penampang efektif kipas (A) dan debit udara (D) yang dihasilkan oleh kipas dapat
dilihat pada Persamaan 7 dan 8.
A = ( × (d1 / 2)2 ) – ( × (d2 / 2)2 )
= ( × (0.06 / 2)2 ) – ( × (0.015 / 2)2 )
= (0.0028) – (0.00018)
= 0.0026 m2
D = A × t × rpm × n
= 0.0026 × 0.01 × 124000 × 3
= 9.672 m3/menit
GND/S/VCC
Washer
pump
relay
12 V
Gambar 11 Rangkaian sistem pemadam api dengan semburan air
(7)
(8)
10
GND/S/VCC
relay
9V
Gambar 12 Rangkaian sistem pemadam api dengan
tiupan angin
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Perakitan sistem dilakukan dengan menggabungkan komponen-komponen
yang telah dianalisis. Mikrokontroler sebagai otak utama dari sistem pada firefighting robot akan digabungkan dengan flame sensor, line tracking sensor, dan
komponen pemadam api. Perakitan sistem dibuat dengan menghubungkan tiap
komponen dengan dikendalikan oleh mikrokontroler. Skema sistem pemadam api
dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13 Skema sistem pemadam api
Komponen penyusun fire-fighting robot telah terhubung, lalu dilakukan
percobaan sistem pendeteksi dan pemadam api untuk memadamkan nyala api
dengan jarak yang sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014 yaitu 30 cm dari sumber
api. Sistem yang telah dirakit diletakkan pada jarak 30 cm di depan sumber api
dengan lantai berwarna putih. Line tracking sensor akan mendeteksi warna putih
sebagai wilayah jarak minimum untuk memadamkan api. Setelah itu flame sensor
akan mendeteksi ada tidaknya nyala api dengan membandingkan nilai yang keluar
dari flame sensor dengan nilai threshold yang telah ditentukan pada penelitian
Sidik (2013). Jika nyala api terdeteksi, maka mikrokontroler akan mengirimkan
sinyal pada relay untuk menyalakan sistem pemadam api. Percobaan dilakukan
dengan menggunakan 2 sistem pemadam yang berbeda secara berulang-ulang,
yaitu menggunakan kipas yang digerakkan oleh dinamo dan menggunakan washer
pump untuk menyemburkan air. Ilustrasi percobaan sistem pendeteksi dan
pemadam api untuk memadamkan nyala api dapat dilihat pada Gambar 14.
11
Sumber api
Fire-fighting robot
30 cm
Gambar 14 Ilustrasi percobaan sistem untuk memadamkan api
Implementasi Pada Robot
Pada tahap implementasi, sistem dibuat dengan menggunakan metode
simulasi yang disesuaikan dengan kondisi robot dan juga trek yang digunakan
pada KRPAI 2014. Pembuatan model robot menggunakan kaca akrilik dengan
menyesuaikan letak komponen yang telah dirancang pada desain sistem agar
menyerupai bentuk kasar fire-fighting robot. Model robot dapat dilihat pada
Gambar 15.
a)
b)
Gambar 15 Purwarupa fire-fighting robot; (a) dengan tiupan angin; (b) dengan
s semburan air
Pada metode simulasi fire-fighting robot, terdapat tiga skenario percobaan
dalam pengambilan data flame sensor, line tracking sensor, komponen pemadam
api secara bersamaan yaitu:
1 Jika nilai flame sensor lebih dari 65 dan nilai line tracking sensor adalah 1,
maka sistem pemadam api akan menyala dan robot akan berhenti (Gambar
16(a)).
2 Jika nilai flame sensor lebih dari 65 dan nilai line tracking sensor adalah 0,
maka sistem pemadam api akan menyala dan robot akan terus jalan menuju
sumber api (Gambar 16(b)).
3 Jika nilai flame sensor kurang dari 65, maka sistem pemadam api akan mati
dan robot akan terus mencari sumber api (Gambar 16(c)).
Source code pengambilan data secara bersamaan komponen penyusun firefighting robot dapat dilihat pada Lampiran 1. Hasil akuisisi data secara bersamaan
dapat dilihat pada Gambar 16:
• kolom pertama berisi data flame sensor,
12
• kolom kedua berisi data line tracking sensor, dan
• kolom ketiga berisi tindakan yang akan dilakukan fire-fighting robot.
a)
b)
c)
Gambar 16 Tampilan akuisisi data komponen penyusun fire-fighting robot; (a)
srobot berhenti; (b) robot menuju nyala api; (c) robot terus mencari
Pengujian
Pengujian sistem dilakukan dengan mengikuti standar arena dari KRPAI
2014. Sumber api adalah lilin yang dikelilingi oleh garis berwarna putih dengan
jari-jari 30 cm. Lantai arena berwarna hitam. Robot diuji dengan cara
menggerakkan robot secara manual dari jarak maksimum pengujian (100 cm)
sampai jarak 30 cm ke arah sumber api. Saat robot mendeteksi nyala api pada
jarak lebih dari 30 cm, sistem pemadam api akan langsung berfungsi dan robot
tetap bergerak mendekati sumber api. Robot berhenti bergerak saat line tracking
sensor mendeteksi warna putih (data line tracking sensor = 1) pada lantai dan
sistem pemadam api tetap aktif. Sistem pemadam api akan menjadi non-aktif saat
sumber api berhasil dipadamkan atau ketika flame sensor tidak lagi mendeteksi
adanya nyala api.
Pengujian pada jarak yang berbeda menunjukkan bahwa robot dapat
mendeteksi nyala api dari jarak 30 cm sampai jarak maksimum pengujian (100
cm). Waktu pemadaman api dengan menggunakan tiupan angin dapat dilihat pada
Tabel 1. Terlihat bahwa sistem yang dibuat dengan tiupan angin dapat
memadamkan api pada jarak 30 cm sampai 120 cm. Jarak pemadaman
berpengaruh terhadap waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan api. Pada
Gambar 17 terlihat bahwa grafik waktu memadamkan api naik sesuai dengan
bertambahnya jarak pemadaman api. Sementara itu, sistem yang dibuat dengan
semburan air tidak dapat memadamkan api karena air yang keluar dari washer
pump tidak mencapai sumber api dari jarak 30 cm.
13
Tabel 1 Pengujian pemadaman api menggunakan tiupan angin dari kipas
dengan dinamo 124 000 rpm
Jarak (cm)
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Waktu (detik)
1.92
3.17
4.05
5.29
7.27
8.12
8.68
10.17
12.55
21.82
25
Waktu (detik)
20
15
10
5
0
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Jarak (cm)
Gambar 17 Hubungan jarak dan waktu pemadaman
Dari hasil pengujian pemadaman menggunakan tiupan angin, sistem
pemadam api menggunakan tiupan angin berhasil memadamkan api dari jarak 30
cm sampai 120 cm. Dari hasil pengujian ini, diketahui bahwa nilai debit udara
mininum (Dm) yang diperlukan untuk memadamkan api pada jarak 120 cm (r)
adalah 0.0055 m3/menit. Perhitungan debit udara minimum (Dm) terkait dengan
luas penampang kipas (A) pada Persamaan 7, debit udara yang dihasilkan oleh
kipas (D) pada Persamaan 8, dan luas daerah pemadaman (Am) pada Persamaan 9,
ditunjukkan pada Persamaan 10.
Am = × r2
= × (1.2)2
= 4.526 m2
A × D = Am × Dm
0.0026 × 9.672 = 4.526 × Dm
Dm = 0.025 / 4.526
= 0.0055 m3/menit
(9)
(10)
14
Evaluasi
Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor-sensor yang terhubung dapat
berfungsi dengan baik dan menghasilkan output yang sesuai harapan. Flame
sensor dapat mendeteksi nyala api sampai jarak 100 cm. Namun, flame sensor
tidak dapat mendeteksi nyala api apabila posisi flame sensor tidak lurus dengan
sumber api. Sistem pemadam api dengan tiupan angin berhasil memadamkan api
sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014. Namun, sistem pemadam api dengan
semburan air tidak dapat memadamkan api. Hal ini disebabkan oleh semburan air
dari washer pump yang kurang kuat sehingga air yang keluar tidak dapat
mencapai sumber api meskipun dilakukan dari jarak minimum pengujian
pemadaman (30 cm).
SIMPULAN DAN SARAN
Sistem pendeteksi api dapat mendeteksi nyala api pada jarak 30 cm sampai
100 cm dengan catatan posisi flame sensor lurus dengan sumber api. Sistem
pemadam api dengan tiupan angin berhasil memadamkan api pada jarak minimum
pemadaman (30 cm) sampai 120 cm sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014. Jarak
pemadaman berpengaruh terhadap waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan
api. Semakin jauh jarak pemadaman maka waktu yang dibutuhkan untuk
memadamkan api akan semakin lama. Pada jarak 120 cm debit udara yang
diperlukan untuk memadamkan nyala api adalah 0,0055 m3/menit. Namun, sistem
pemadam api dengan semburan air tidak dapat memadamkan api karena kekuatan
semburan yang tidak memadai. Selain itu, water tank membutuhkan tempat yang
besar untuk menampung air. Berat dari water tank juga akan membebani
pergerakan robot jika sistem pemadam api dengan air diimplementasikan pada
fire-fighting robot. Oleh karena itu, sistem pemadam api dengan menggunakan
tiupan angin lebih direkomendasikan untuk diimplementasikan pada fire-fighting
robot.
DAFTAR PUSTAKA
Budianto AD. 1996. Sistem Pengeringan Kayu. Yogyakarta (ID): Kanisius.
Chriswantoro EMY. 2013. Sistem navigasi pada robot pemadam api
menggunakan wall following dan logika fuzzy [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Cytron Technologies. 2012. Flame sensor module getting started guide [datasheet].
Johor (MY): Cytron Technologies.
[Dikti] Direktorat Pendidikan Tinggi. 2012. Panduan Kontes Robot Pemadam Api
Indonesia (KRPAI) Beroda dan Berkaki 2014. Jakarta: Direktorat Pendidikan
Tinggi.
Igoe T. 2010. Arduino Uno [Internet]. [diunduh 2013 Des 16]. Tersedia pada:
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.
15
Permana FH. 2012. Perancangan sistem gerak dan sistem navigasi pada robot
hexapod berbasis Arduino Mega1280 [skripsi]. Yogyakarta (ID): Sekolah
Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer.
Sidik NM. 2013. Analisis dan penerapan sensor jarak, sensor garis, sensor deteksi
api, dan sensor garis pada fire fighting robot [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Tan CF, Liew SM, Alkahari MR, Ranjit SSS, Said MR, Chen W, Rauterberg
GWM, Sivakumar D, Sivarao. 2013. Fire fighting mobile robot: state of the art
and recent development. Australian Journal of Basic and Applied Sciences.
7(10): 220-230
Wulandari. 2013. Implementasi inverse kinematics untuk koordinasi gerak robot
berkaki enam [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
16
Lampiran 1 Source code untuk pengambilan data komponen penyusun
fire-fighting robot
17
Lampiran 1 Lanjutan
18
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang, Jawa Timur pada tanggal 1 Maret 1993 dari
ayah bernama Mochamad Ridwan dan ibu bernama Saadatul Achadiyah. Penulis
merupakan anak kedua dari 3 bersaudara. Pada tahun 2010, penulis menamatkan
pendidikan di SMA Negeri 2 Kota Bengkulu. Penulis lulus seleksi masuk Institut
Pertanian Bogor (IPB) pada tahun 2010 melalui jalur Undangan Seleksi Masuk
IPB (USMI) di Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum pada
mata kuliah Rekayasa Perangkat Lunak (2013-2014) dan Sistem Operasi (20132014). Penulis aktif di berbagai kegiatan kepanitiaan seperti IToday 2011 dan
2012, Pesta Sains Nasional 2012, IPB Art Contest 2012, SPIRIT FMIPA 2012,
dan Seminar Nasional dan Rapat Tahunan Bidang MIPA 2013. Penulis
melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapangan di International Collaboration
Office (ICO) IPB pada bulan Juli – Agustus 2013 dan melakukan magang di PT
Daya Dimensi Indonesia pada bulan Juni – Juli 2014. Selain itu, penulis juga
mendapatkan juara pada lomba theme song Pesta Sains Nasional, MPKMB
angkatan 50 IPB, dan Gforce 48 FMIPA IPB.
SISTEM PEMADAMAN API PADA
FIRE-FIGHTING ROBOT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pengembangan dan
Implementasi Sistem Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari
penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2014
Muhammad Luqman Rosyadi
NIM G64100033
ABSTRAK
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI. Pengembangan dan Implementasi Sistem
Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot. Dibimbing oleh KARLISA
PRIANDANA.
Kebakaran sering terjadi dan telah menimbulkan banyak korban. Butuh
reaksi yang cepat untuk menemukan dan memadamkan sumber api sebelum api
menyebar. Karena berbahaya, campur tangan manusia dalam memadamkan api
perlu dibuat seminimum mungkin. Untuk itu, diperlukan robot yang dapat
mendeteksi sumber api sekaligus memadamkannya. Penelitian ini bertujuan untuk
membuat sistem pemadam api dengan menggunakan mikrokontroler Arduino
sebagai pengendali utama. Sistem pemadam api dibangun dengan dua metode.
Metode pertama menggunakan tiupan angin, sedangkan metode kedua
menggunakan semburan air. Kedua sistem dikontrol oleh relay. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa sensor api dapat mendeteksi api pada jarak 30 – 100 cm.
Sistem pemadam api yang dibangun menggunakan metode tiupan angin dapat
memadamkan api dari jarak maksimum 120 cm, sedangkan sistem pemadam api
yang dibangun menggunakan semburan air tidak berhasil memadamkan api
karena semburan air dari washer pump yang kurang kuat.
Kata kunci: Arduino, pemadam api, sensor api
ABSTRACT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI. Development and Implementation of Fire
Extinguisher System on a Fire-fighting Robot. Supervised by KARLISA
PRIANDANA.
Fires are frequent and have caused many casualties. Need a quick response
to find and extinguish the fire source before the fire spread. Due to its danger,
human intervention in extinguishing the fire needs to be kept as minimum as
possible. For that, a robot that can detect the source of the fire and extinguish it at
the same time is required. This study aims to develop fire extinguishing systems
using the Arduino microcontroller as the main controller. Two fire extinguishing
systems were built with two different methods. The first method utilized the wind
from a fan, while the second method used a washer pump. Both systems were
controlled by a relay. The results showed that the flame sensor can detect the fire
at a distance of 30 – 100 cm. The wind-based fire extinguishing system was found
to be able to extinguish the fire from a maximum distance of 120 cm, while the
water-based fire extinguishing system did not succeed because the water burst
from the washer pump was inadequate.
Keywords: Arduino, fire extinguisher, flame sensor
PENGEMBANGAN DAN IMPLEMENTASI
SISTEM PEMADAMAN API PADA
FIRE-FIGHTING ROBOT
MUHAMMAD LUQMAN ROSYADI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Komputer
pada
Departemen Ilmu Komputer
DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji:
1 Dr Heru Sukoco, SSi MT
2 Ir Sri Wahjuni, MT
Judul Skripsi : Pengembangan dan Implementasi Sistem Pemadaman Api pada
Fire-fighting Robot
Nama
: Muhammad Luqman Rosyadi
NIM
: G64100033
Disetujui oleh
Karlisa Priandana, ST MEng
Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Buono, MSi MKom
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Judul
penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2013 ini ialah Pengembangan
dan Implementasi Sistem Pemadaman Api pada Fire-fighting Robot.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada Ibu Karlisa
Priandana, ST MEng selaku pembimbing atas arahan dan bimbingan selama
penelitian dan penyusunan karya ilmiah ini hingga selesai. Terima kasih kepada
Bapak/Ibu selaku penguji yang telah banyak memberi saran. Terima kasih yang
tak terhingga kepada keluarga tercinta Ayah, Ibu, Mbak Ima, dan Adek Lala atas
do’a, dukungan, dan kasih sayang yang selalu diberikan. Terima kasih kepada
Sodik, Randa, Fikar, Ardi, dan semua anak lab NCC yang sudah membantu dikala
susah. Terima kasih kepada Wahyu, Rivo, Dias, Romi, dan semua teman-teman
Pixels 47 atas semua kebersamaan, kekeluargaan, semangat, canda tawa, dan
motivasinya dan terima kasih kepada Fia Afiani Zakky untuk semuanya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2014
Muhammad Luqman Rosyadi
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
2
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE PENELITIAN
2
Studi Literatur
2
Perancangan Sistem
3
Persiapan Alat dan Bahan
3
Analisis
5
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
6
Implementasi Pada Robot
6
Pengujian
6
Evaluasi
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
Perancangan Sistem
7
Persiapan Alat dan Bahan
8
Analisis
8
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
10
Implementasi Pada Robot
11
Pengujian
12
Evaluasi
14
SIMPULAN DAN SARAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
16
RIWAYAT HIDUP
18
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Alur metode penelitian
Flame sensor
Line tracking sensor
Arduino Uno
Penampang kipas
Rancangan komponen pendeteksi api dan pemadam api
Daerah penyebaran udara dari kipas
Perancangan sistem pendeteksi dan pemadam api
Rangkaian flame sensor
Rangkaian line tracking sensor
Rangkaian sistem pemadam api dengan semburan air
Rangkaian sistem pemadam api dengan tiupan angin
Skema sistem pemadam api
Ilustrasi percobaan sistem untuk memadamkan api
Purwarupa fire-fighting robot
Tampilan akuisisi data komponen penyusun fire-fighting robot
Hubungan jarak dan waktu pemadaman
3
4
4
4
5
6
7
8
9
9
9
10
10
11
11
12
13
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kebakaran merupakan bencana yang paling sering dihadapi dan dapat
terjadi setiap saat, karena banyak peluang yang dapat memicu terjadinya
kebakaran. Contohnya yaitu api dari puntung rokok, kebakaran gas, api lilin, dan
lain-lain. Oleh karena itu, dibutuhkan reaksi yang cepat untuk menemukan dan
memadamkan sumber api dalam waktu singkat sehingga api tidak menyebar.
Pesatnya perkembangan teknologi saat ini, secara langsung meningkatkan
peralatan dan perlengkapan yang digunakan dalam pemadaman kebakaran.
Dengan peralatan yang canggih, pemadaman kebakaran dapat lebih efektif dan
efisien. Selain itu, juga mengurangi risiko ke tingkat minimum dan kerusakan dari
kebakaran dapat dikurangi (Tan et al. 2013).
Salah satu upaya yang dilakukan untuk menangani masalah kebakaran yang
biasanya berbahaya adalah dengan menciptakan robot pemadam api. Robot ini
dapat meminimalkan campur tangan manusia dalam upaya memadamkan api.
Robot pemadam kebakaran adalah salah satu solusi yang mampu mengurangi
resiko bahaya kebakaran pada pemadam kebakaran
Penelitian mengenai robot pemadam api telah banyak dilakukan. Wulandari
(2013) telah berhasil membangun suatu robot hexapod yang dapat digunakan
untuk berbagai keperluan, termasuk untuk memadamkan api. Chriswantoro (2013)
berhasil mengimplementasikan dan menguji logika fuzzy dan wall following untuk
robot pemadam api. Sidik (2013) melakukan penelitian mengenai penggunaan
sensor-sensor pada robot pemadam api. Untuk sensor deteksi api, ditentukan
threshold nilai sensor yang digunakan untuk menentukan adanya api atau tidak
yaitu sebesar 65.
Fokus penelitian ini adalah robot pemadam api yang merupakan robot
dengan orientasi tujuan (goal-oriented robot) yang diadaptasi pada kontes firefighting robot dari Trinity College, Connecticut, Amerika Serikat (Permana 2012).
Dalam sistem robot pemadam api, kemampuan dasar yang harus dimiliki adalah
kemampuan mendeteksi asal api yang muncul dan kemampuan memadamkan api.
Untuk itu, diperlukan sensor pendeteksi nyala api yang disebut flame detector dan
sistem pemadam api yang dapat dibuat dengan menggunakan air ataupun dengan
tiupan angin.
Penelitian ini bertujuan untuk membangun dua sistem pemadam api dengan
dua metode yang berbeda. Metode pertama menggunakan tiupan angin, sedangkan
metode kedua menggunakan semburan air. Kedua sistem ini akan diuji dengan
mengikuti kriteria dan ketentuan Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI)
2014, salah satu kontes robot pemadam api di Indonesia. Misi yang harus
diselesaikan pada lomba ini ialah menemukan dan mematikan api lilin dalam
waktu singkat. Alat yang dibutuhkan untuk membangun sistem pemadam api
adalah dinamo sebagai penggerak kipas yang digunakan untuk meniupkan angin
dan washer pump yang digunakan untuk menyemburkan air.
2
Perumusan Masalah
Sistem pendeteksi dan pemadam api yang efektif sangat penting bagi firefighting robot. Dalam hal ini, bagaimana cara mendeteksi dan memadamkan api
dengan efektif perlu dipelajari.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dua sistem pendeteksi dan
pemadam api pada fire-fighting robot menggunakan tiupan angin dan semburan
air, kemudian membandingkan kinerja kedua sistem tersebut.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat mengembangkan sistem pemadam api yang
baik dan efisien pada robot pemadam api dan mendukung pengembangan robotika
di lingkungan Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini yaitu:
Jarak minimum antara sumber api dan robot untuk pemadaman yaitu 30 cm.
Tinggi sumber api disesuaikan dengan tinggi robot yang dikembangkan.
Warna trek yang digunakan adalah hitam dan putih.
Masukan yang diterima oleh sensor pendeteksi api adalah gelombang
ultraviolet.
• Keluaran yang dihasilkan sistem pemadam api berupa semburan air atau tiupan
angin.
• Pengujian dilakukan pada ruangan tertutup dari cahaya luar.
•
•
•
•
METODE PENELITIAN
Metode yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari serangkaian tahapan,
yaitu: studi literatur, persiapan alat dan bahan, analisis, implementasi pada robot,
pengujian pada robot, dan evaluasi. Alur tahapan penelitian dapat dilihat pada
Gambar 1.
Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dengan mencari dan mempelajari informasi dan
referensi dari berbagai sumber yang berhubungan dengan fire-fighting robot dan
implementasinya.
3
Mulai
Studi Literatur
Perancangan Sistem
Persiapan Alat dan Bahan
Analisis
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Implementasi Pada Robot
Pengujian
Selesai
Sesuai
Tidak sesuai
Evaluasi
Gambar 1 Alur metode penelitian
Perancangan Sistem
Perancangan sistem dilakukan dengan mengatur posisi komponen yang
sesuai dan efisien setelah mempelajari informasi dan referensi yang berhubungan
dengan fire-fighting robot.
Persiapan Alat dan Bahan
Komponen-komponen utama yang digunakan pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
Dinamo
Dinamo digunakan untuk memutar kipas yang berfungsi sebagai pemadam api.
Dinamo ini memiliki kecepatan rotasi sebesar 124 000 rotation per minute
(rpm).
Washer pump
Washer pump berfungsi sebagai pemadam api dengan semburan air yang
diambil dari water tank (tangki air). Washer pump mengambil air yang terdapat
pada water tank (tangki air), lalu air disemburkan ke sumber api.
Flame sensor SKU: DFR0076 (Gambar 2)
Flame sensor ini menggunakan sensor YG1006. Sensor ini bekerja pada
tegangan 3.3 V sampai 5 V, dapat mendeteksi nyala api pada jarak 20 cm (4.8
V) sampai 100 cm (1 V), waktu respon 15 us untuk mendeteksi nyala api, dan
bekerja pada suhu -25 oC sampai 85 oC. Sensor YG1006 hanya dapat
mendeteksi api atau panjang gelombang dengan spektrum 760 nm sampai 1100
nm (Cytron Technologies 2012).
4
Gambar 2 Flame sensor SKU: DFR0076 (http://www.dfrobot.com/wiki/
index.php/ Flame_sensor_(SKU:_DFR0076))
Line tracking sensor SKU: SEN0017 (Gambar 3)
Tegangan masukan: +5 V
Arus listrik yang dibutuhkan: < 10 mA
Jarak optimal dalam mendeteksi garis: 1 – 2 cm
Output sensor berupa nilai boolean: 1 untuk putih dan 0 untuk hitam.
Gambar 3 Line tracking sensor SKU: SEN0017 (http://www.dfrobot.com/wiki/
dindex.php/ Line_Tracking_Sensor_for_Arduino_(SKU:SEN0017))
Mikrokontroler Arduino Uno (Gambar 4)
Arduino Uno merupakan board mikrokontroler yang berbasis mikrokontroler
ATMEGA328. Spesifikasi Arduino Uno adalah sebagai berikut:
Tegangan operasi: 5 V
Tegangan masukan: 6 – 20 V
Tegangan masukan yang dianjurkan: 7 – 12 V
Jumlah pin digital I/O: 14 (6 diantaranya pin PWM)
Jumlah pin analog input: 6
Arus DC per pin I/O: 40 mA
Arus DC untuk pin 3.3 V: 150 mA
Flash Memory: 32 KB dengan 0.5 KB digunakan untuk bootloader
SRAM: 2 KB
EEPROM: 1 KB
Kecepatan pewaktuan (clock): 16 MHz
(Igoe 2010).
Gambar 4 Arduino Uno (Igoe 2010)
5
Analisis
Setelah dilakukan pengumpulan alat dan bahan, dilakukan analisis
kemampuan tiap komponen secara bergantian. Tiap komponen akan dianalisis
menggunakan mikrokontroler bertipe Arduino Uno yang berfungsi sebagai otak
dari semua komponen yang saling terhubung. Analisis pada flame sensor akan
menggunakan rangkaian sederhana untuk diambil nilai pengukurannya, seperti
analisis yang dilakukan oleh Sidik (2013). Analisis pada flame sensor dilakukan
pada 10 posisi sumber api yang berbeda dan juga pada kondisi tidak ada api.
Setelah semua data didapat, ditentukan threshold untuk menentukan keberadaan
api berdasarkan nilai pengukuran yang diperoleh.
Pada analisis line tracking sensor, sensor dianalisis dalam pembacaan warna
hitam dan putih sesuai warna lantai yang digunakan pada KRPAI 2014. Untuk
analisis sistem pemadam api, hanya dilakukan percobaan memadamkan api jika
flame sensor mendeteksi adanya nyala api. Percobaan dilakukan dengan dua
macam alat secara bergantian, yaitu memadamkan api menggunakan kipas yang
digerakkan oleh dinamo dan memadamkan api dengan air menggunakan washer
pump untuk menyemprotkan air.
Untuk sistem pemadam api menggunakan tiupan angin, dilakukan analisis
debit udara yang dapat dipasok oleh kipas yang digerakkan oleh dinamo. Debit
udara dari kipas dihitung dengan menggunakan Persamaan 1 sampai Persamaan 4
(Budianto 1996).
d1 d2
t
Gambar 5 Penampang kipas (Budianto 1996)
dengan
D = A × t × rpm × n
(1)
A = ( × r12) – ( × r22)
(2)
r1 = d1 / 2
(3)
r2 = d2 / 2
(4)
Keterangan:
A = luas penampang kipas efektif (m2)
r1 = jari-jari luas kipas (m)
r2 = jari-jari poros kipas (m)
D = debit udara (m3/menit)
t = tebal kipas (m)
rpm = kecepatan putar motor (rpm)
n = jumlah daun kipas
6
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Pada tahap perakitan, akan dilakukan penggabungan antara sensor
pendeteksi api, komponen pemadam api, dan mikrokontroler. Setelah diketahui
nilai threshold dari analisis yang dilakukan flame sensor, dilakukan perakitan
jarak dan tinggi yang tepat untuk memadamkan nyala api. Jarak yang ditentukan
oleh KRPAI 2014 adalah 30 cm dari sumber api dan tinggi sumber api
disesuaikan dengan posisi pemadam api. Jadi, data yang keluar dari flame sensor
akan diolah oleh mikrokontroler dengan membandingkan nilai tersebut dengan
nilai threshold yang sudah didapatkan. Jika nilai yang dihasilkan
mengidentifikasikan adanya nyala api, mikrokontroler akan mengolah lagi nilai
dari flame sensor untuk disesuaikan dengan jarak yang ditentukan oleh KRPAI
(2014) yaitu 30 cm. Sistem pemadam api berfungsi jika flame sensor mendeteksi
adanya nyala api pada jarak 30 cm atau lebih. Sistem pemadam api yang akan
dirakit ada dua macam yaitu pemadam api dengan kipas dan pemadam api dengan
air.
Implementasi Pada Robot
Sistem pendeteksi api dan sistem pemadaman api yang telah dirakit,
diimplementasikan pada robot dan dihubungkan dengan modul lain yang terdapat
pada fire-fighting robot agar dapat digunakan bersama-sama dan saling
bekerjasama dengan baik. Posisi sensor pendeteksi dan pemadam api terletak pada
bagian depan robot agar robot dapat dengan mudah mendeteksi nyala api dan
langsung dapat memadamkan nyala api tersebut dengan cepat. Letak dari posisi
komponen pendeteksi dan pemadam api seperti terlihat pada Gambar 6.
Komponen pendeteksi
api dan pemadam api
Gambar 6 Rancangan komponen pendeteksi api dan pemadam api
(Wulandari 2013)
Pengujian
Pengujian dilakukan melalui eksperimen. Beberapa kriteria pengujian yang
digunakan adalah :
1 Flame sensor dapat mendeteksi nyala api dari jarak maksimal 100 cm.
2 Sistem pemadam api dapat memadamkan api lilin dari jarak minimum 30 cm
(KRPAI 2014).
Pada jarak maksimum pemadaman, besar debit udara yang diperlukan untuk
memadamkan api bernilai minimum. Perhitungan debit minimum ini dilakukan
7
dengan menggunakan Persamaan 5 dan 6 (Budianto 1996). Ilustrasi pemadaman
dapat dilihat pada Gambar 7.
Daerah penampang kipas
Daerah
pemadaman
maksimum
r
Gambar 7 Daerah penyebaran udara dari kipas
Am = × r
A × D = Am × Dm
Keterangan:
A = luas penampang daerah awal (m2)
Am = luas penampang daerah pemadaman
maksimum (m2)
r = jarak pemadaman maksimum (m)
(5)
(6)
D = debit udara dari kipas (m3)
Dm = debit udara minimum pada daerah
pemadaman maksimum (m3)
Evaluasi
Pada tahap ini, dilakukan evaluasi mengenai keberhasilan dan kekurangan
sistem, sehingga dapat diketahui kelayakan dari sistem pendeteksi api dan
pemadam api berdasarkan kriteria KRPAI 2014. Hal-hal yang dievaluasi antara
lain waktu pemadaman api sejak nyala api terdeteksi.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Perancangan Sistem
Sistem yang akan dibuat mengacu pada tujuan dari pengembangan robot
untuk memadamkan api yaitu bagaimana mendeteksi api dan memadamkan api
dengan cepat. Pada Gambar 8 terlihat posisi komponen pendeteksi api, pemadam
api, dan pendeteksi warna terletak pada bagian depan robot. Posisi ini
memungkinkan pendeteksian sumber api dengan mudah dan pemadaman api
dengan cepat. Ketika alat pendeteksi mendeteksi nyala api, maka alat pemadam
akan aktif. Sebaliknya, ketika alat pendeteksi tidak mendeteksi nyala api, maka
alat pemadam akan menjadi tidak aktif.
Dari panduan dan ketentuan yang diberikan pada KRPAI 2014, trek yang
digunakan yaitu warna hitam dan sumber api dikelilingi oleh garis putih sebagai
tanda jarak minimum untuk memadamkan api, yaitu 30 cm dari nyala api. Untuk
membedakan antara warna garis yang mengelilingi api dengan warna trek,
dibutuhkan komponen pendeteksi warna pada bagian bawah robot. Saat
8
komponen mendeteksi warna garis putih sebagai jarak minimum pemadaman dan
alat pendeteksi api menemukan adanya nyala api, maka robot akan berhenti dan
langsung memadamkan api sampai nyala api berhasil dipadamkan.
Pemadam api
Pendeteksi api
Pendeteksi warna
Tampak depan robot
Gambar 8 Perancangan sistem pendeteksi dan pemadam api
Persiapan Alat dan Bahan
Komponen-komponen yang dipersiapkan sesuai dengan desain sistem
adalah:
1 buah mikrokontroler Arduino Uno
1 buah dinamo
1 buah washer pump
1 buah flame sensor SKU: DFR0076
1 buah line tracking sensor V3
1 buah relay 1 module
1 buah baterai 9 V
Adaptor AC-DC
Kabel dan pin header
1 buah project board
Adapun perangkat lunak yang digunakan adalah Arduino 1.0.5 dan
menggunakan bahasa C.
Analisis
Untuk menganalisis masing-masing komponen yang digunakan untuk
membuat sistem pemadam api pada fire-fighting robot, dilakukan perangkaian
sederhana terhadap setiap komponen dengan menggunakan mikrokontroler
Arduino Uno sebagai otak dari semua komponen penyusun fire-fighting robot.
Perangkaian komponen dimulai dengan flame sensor yang dihubungkan dengan
mikrokontroler Arduino Uno, seperti terlihat pada Gambar 9. Analisis pada flame
sensor telah dilakukan oleh Sidik (2013) dengan mendeteksi sumber api pada
kondisi rentang jarak yang berbeda yaitu 10 cm, 20 cm, sampai 100 cm dan
kondisi tidak ada nyala api. Lalu, diambil nilai pengukuran min dan max dari nilai
pendeteksian flame sensor dan didapatkan nilai threshold sebagai kondisi ada
tidaknya api yaitu 65.
Pada perangkaian line tracking sensor dengan mikrokontroler, analisis
sensor hanya dilakukan dengan membedakan kondisi lantai berwarna hitam dan
putih. Pin yang digunakan pada mikrokontroler sebagai nilai output yang
dihasilkan oleh line tracking sensor adalah pin digital, karena hanya
membutuhkan nilai 1 dan 0. Dari pendeteksian warna trek yang digunakan pada
9
KRPAI 2014, didapatkan nilai 1 untuk warna putih dan nilai 0 untuk warna hitam.
Rangkaian line tracking sensor dapat dilihat pada Gambar 10.
S/VCC/GND
Gambar 9 Rangkaian flame sensor
Gambar 10 Rangkaian line tracking
sensor
Rangkaian sistem pemadam api terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12.
Sebagai pengatur nyala atau tidaknya alat pemadam api dibutuhkan relay sebagai
penghubung antara mikrokontroler dan komponen pemadam api. Percobaan
dilakukan dengan mengirimkan sinyal dari mikrokontroler ke relay sebagai
indikasi untuk menyalakan alat pemadam api yaitu washer pump dan dinamo.
Dinamo yang digunakan untuk memutar kipas memiliki kecepatan putaran
sebesar 124 000 rotation per minute (rpm). Kipas yang digunakan pada penelitian
ini memiliki diameter luar (d1) sebesar 0.06 m, diameter poros kipas (d2) sebesar
0.015 m, memiliki 3 daun kipas (n), dan tebal kipas (t) sebesar 0.01 m.
Luas penampang kipas (A) yang didapatkan sebesar 0.0026 m2. Nilai debit
udara dari kipas (D) yang digerakkan oleh putaran dinamo yaitu 9.672 m3/menit.
Debit udara yang keluar dari kipas (D) ditentukan oleh kecepatan putaran (rpm)
dinamo dan luas penampang kipas (A) yang digunakan. Perhitungan luas
penampang efektif kipas (A) dan debit udara (D) yang dihasilkan oleh kipas dapat
dilihat pada Persamaan 7 dan 8.
A = ( × (d1 / 2)2 ) – ( × (d2 / 2)2 )
= ( × (0.06 / 2)2 ) – ( × (0.015 / 2)2 )
= (0.0028) – (0.00018)
= 0.0026 m2
D = A × t × rpm × n
= 0.0026 × 0.01 × 124000 × 3
= 9.672 m3/menit
GND/S/VCC
Washer
pump
relay
12 V
Gambar 11 Rangkaian sistem pemadam api dengan semburan air
(7)
(8)
10
GND/S/VCC
relay
9V
Gambar 12 Rangkaian sistem pemadam api dengan
tiupan angin
Perakitan Sistem Pendeteksi dan Pemadam Api
Perakitan sistem dilakukan dengan menggabungkan komponen-komponen
yang telah dianalisis. Mikrokontroler sebagai otak utama dari sistem pada firefighting robot akan digabungkan dengan flame sensor, line tracking sensor, dan
komponen pemadam api. Perakitan sistem dibuat dengan menghubungkan tiap
komponen dengan dikendalikan oleh mikrokontroler. Skema sistem pemadam api
dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13 Skema sistem pemadam api
Komponen penyusun fire-fighting robot telah terhubung, lalu dilakukan
percobaan sistem pendeteksi dan pemadam api untuk memadamkan nyala api
dengan jarak yang sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014 yaitu 30 cm dari sumber
api. Sistem yang telah dirakit diletakkan pada jarak 30 cm di depan sumber api
dengan lantai berwarna putih. Line tracking sensor akan mendeteksi warna putih
sebagai wilayah jarak minimum untuk memadamkan api. Setelah itu flame sensor
akan mendeteksi ada tidaknya nyala api dengan membandingkan nilai yang keluar
dari flame sensor dengan nilai threshold yang telah ditentukan pada penelitian
Sidik (2013). Jika nyala api terdeteksi, maka mikrokontroler akan mengirimkan
sinyal pada relay untuk menyalakan sistem pemadam api. Percobaan dilakukan
dengan menggunakan 2 sistem pemadam yang berbeda secara berulang-ulang,
yaitu menggunakan kipas yang digerakkan oleh dinamo dan menggunakan washer
pump untuk menyemburkan air. Ilustrasi percobaan sistem pendeteksi dan
pemadam api untuk memadamkan nyala api dapat dilihat pada Gambar 14.
11
Sumber api
Fire-fighting robot
30 cm
Gambar 14 Ilustrasi percobaan sistem untuk memadamkan api
Implementasi Pada Robot
Pada tahap implementasi, sistem dibuat dengan menggunakan metode
simulasi yang disesuaikan dengan kondisi robot dan juga trek yang digunakan
pada KRPAI 2014. Pembuatan model robot menggunakan kaca akrilik dengan
menyesuaikan letak komponen yang telah dirancang pada desain sistem agar
menyerupai bentuk kasar fire-fighting robot. Model robot dapat dilihat pada
Gambar 15.
a)
b)
Gambar 15 Purwarupa fire-fighting robot; (a) dengan tiupan angin; (b) dengan
s semburan air
Pada metode simulasi fire-fighting robot, terdapat tiga skenario percobaan
dalam pengambilan data flame sensor, line tracking sensor, komponen pemadam
api secara bersamaan yaitu:
1 Jika nilai flame sensor lebih dari 65 dan nilai line tracking sensor adalah 1,
maka sistem pemadam api akan menyala dan robot akan berhenti (Gambar
16(a)).
2 Jika nilai flame sensor lebih dari 65 dan nilai line tracking sensor adalah 0,
maka sistem pemadam api akan menyala dan robot akan terus jalan menuju
sumber api (Gambar 16(b)).
3 Jika nilai flame sensor kurang dari 65, maka sistem pemadam api akan mati
dan robot akan terus mencari sumber api (Gambar 16(c)).
Source code pengambilan data secara bersamaan komponen penyusun firefighting robot dapat dilihat pada Lampiran 1. Hasil akuisisi data secara bersamaan
dapat dilihat pada Gambar 16:
• kolom pertama berisi data flame sensor,
12
• kolom kedua berisi data line tracking sensor, dan
• kolom ketiga berisi tindakan yang akan dilakukan fire-fighting robot.
a)
b)
c)
Gambar 16 Tampilan akuisisi data komponen penyusun fire-fighting robot; (a)
srobot berhenti; (b) robot menuju nyala api; (c) robot terus mencari
Pengujian
Pengujian sistem dilakukan dengan mengikuti standar arena dari KRPAI
2014. Sumber api adalah lilin yang dikelilingi oleh garis berwarna putih dengan
jari-jari 30 cm. Lantai arena berwarna hitam. Robot diuji dengan cara
menggerakkan robot secara manual dari jarak maksimum pengujian (100 cm)
sampai jarak 30 cm ke arah sumber api. Saat robot mendeteksi nyala api pada
jarak lebih dari 30 cm, sistem pemadam api akan langsung berfungsi dan robot
tetap bergerak mendekati sumber api. Robot berhenti bergerak saat line tracking
sensor mendeteksi warna putih (data line tracking sensor = 1) pada lantai dan
sistem pemadam api tetap aktif. Sistem pemadam api akan menjadi non-aktif saat
sumber api berhasil dipadamkan atau ketika flame sensor tidak lagi mendeteksi
adanya nyala api.
Pengujian pada jarak yang berbeda menunjukkan bahwa robot dapat
mendeteksi nyala api dari jarak 30 cm sampai jarak maksimum pengujian (100
cm). Waktu pemadaman api dengan menggunakan tiupan angin dapat dilihat pada
Tabel 1. Terlihat bahwa sistem yang dibuat dengan tiupan angin dapat
memadamkan api pada jarak 30 cm sampai 120 cm. Jarak pemadaman
berpengaruh terhadap waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan api. Pada
Gambar 17 terlihat bahwa grafik waktu memadamkan api naik sesuai dengan
bertambahnya jarak pemadaman api. Sementara itu, sistem yang dibuat dengan
semburan air tidak dapat memadamkan api karena air yang keluar dari washer
pump tidak mencapai sumber api dari jarak 30 cm.
13
Tabel 1 Pengujian pemadaman api menggunakan tiupan angin dari kipas
dengan dinamo 124 000 rpm
Jarak (cm)
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Waktu (detik)
1.92
3.17
4.05
5.29
7.27
8.12
8.68
10.17
12.55
21.82
25
Waktu (detik)
20
15
10
5
0
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
Jarak (cm)
Gambar 17 Hubungan jarak dan waktu pemadaman
Dari hasil pengujian pemadaman menggunakan tiupan angin, sistem
pemadam api menggunakan tiupan angin berhasil memadamkan api dari jarak 30
cm sampai 120 cm. Dari hasil pengujian ini, diketahui bahwa nilai debit udara
mininum (Dm) yang diperlukan untuk memadamkan api pada jarak 120 cm (r)
adalah 0.0055 m3/menit. Perhitungan debit udara minimum (Dm) terkait dengan
luas penampang kipas (A) pada Persamaan 7, debit udara yang dihasilkan oleh
kipas (D) pada Persamaan 8, dan luas daerah pemadaman (Am) pada Persamaan 9,
ditunjukkan pada Persamaan 10.
Am = × r2
= × (1.2)2
= 4.526 m2
A × D = Am × Dm
0.0026 × 9.672 = 4.526 × Dm
Dm = 0.025 / 4.526
= 0.0055 m3/menit
(9)
(10)
14
Evaluasi
Hasil pengujian menunjukkan bahwa sensor-sensor yang terhubung dapat
berfungsi dengan baik dan menghasilkan output yang sesuai harapan. Flame
sensor dapat mendeteksi nyala api sampai jarak 100 cm. Namun, flame sensor
tidak dapat mendeteksi nyala api apabila posisi flame sensor tidak lurus dengan
sumber api. Sistem pemadam api dengan tiupan angin berhasil memadamkan api
sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014. Namun, sistem pemadam api dengan
semburan air tidak dapat memadamkan api. Hal ini disebabkan oleh semburan air
dari washer pump yang kurang kuat sehingga air yang keluar tidak dapat
mencapai sumber api meskipun dilakukan dari jarak minimum pengujian
pemadaman (30 cm).
SIMPULAN DAN SARAN
Sistem pendeteksi api dapat mendeteksi nyala api pada jarak 30 cm sampai
100 cm dengan catatan posisi flame sensor lurus dengan sumber api. Sistem
pemadam api dengan tiupan angin berhasil memadamkan api pada jarak minimum
pemadaman (30 cm) sampai 120 cm sesuai dengan ketentuan KRPAI 2014. Jarak
pemadaman berpengaruh terhadap waktu yang dibutuhkan untuk memadamkan
api. Semakin jauh jarak pemadaman maka waktu yang dibutuhkan untuk
memadamkan api akan semakin lama. Pada jarak 120 cm debit udara yang
diperlukan untuk memadamkan nyala api adalah 0,0055 m3/menit. Namun, sistem
pemadam api dengan semburan air tidak dapat memadamkan api karena kekuatan
semburan yang tidak memadai. Selain itu, water tank membutuhkan tempat yang
besar untuk menampung air. Berat dari water tank juga akan membebani
pergerakan robot jika sistem pemadam api dengan air diimplementasikan pada
fire-fighting robot. Oleh karena itu, sistem pemadam api dengan menggunakan
tiupan angin lebih direkomendasikan untuk diimplementasikan pada fire-fighting
robot.
DAFTAR PUSTAKA
Budianto AD. 1996. Sistem Pengeringan Kayu. Yogyakarta (ID): Kanisius.
Chriswantoro EMY. 2013. Sistem navigasi pada robot pemadam api
menggunakan wall following dan logika fuzzy [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Cytron Technologies. 2012. Flame sensor module getting started guide [datasheet].
Johor (MY): Cytron Technologies.
[Dikti] Direktorat Pendidikan Tinggi. 2012. Panduan Kontes Robot Pemadam Api
Indonesia (KRPAI) Beroda dan Berkaki 2014. Jakarta: Direktorat Pendidikan
Tinggi.
Igoe T. 2010. Arduino Uno [Internet]. [diunduh 2013 Des 16]. Tersedia pada:
http://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno.
15
Permana FH. 2012. Perancangan sistem gerak dan sistem navigasi pada robot
hexapod berbasis Arduino Mega1280 [skripsi]. Yogyakarta (ID): Sekolah
Tinggi Manajemen Informatika dan Komputer.
Sidik NM. 2013. Analisis dan penerapan sensor jarak, sensor garis, sensor deteksi
api, dan sensor garis pada fire fighting robot [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Tan CF, Liew SM, Alkahari MR, Ranjit SSS, Said MR, Chen W, Rauterberg
GWM, Sivakumar D, Sivarao. 2013. Fire fighting mobile robot: state of the art
and recent development. Australian Journal of Basic and Applied Sciences.
7(10): 220-230
Wulandari. 2013. Implementasi inverse kinematics untuk koordinasi gerak robot
berkaki enam [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
16
Lampiran 1 Source code untuk pengambilan data komponen penyusun
fire-fighting robot
17
Lampiran 1 Lanjutan
18
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Malang, Jawa Timur pada tanggal 1 Maret 1993 dari
ayah bernama Mochamad Ridwan dan ibu bernama Saadatul Achadiyah. Penulis
merupakan anak kedua dari 3 bersaudara. Pada tahun 2010, penulis menamatkan
pendidikan di SMA Negeri 2 Kota Bengkulu. Penulis lulus seleksi masuk Institut
Pertanian Bogor (IPB) pada tahun 2010 melalui jalur Undangan Seleksi Masuk
IPB (USMI) di Departemen Ilmu Komputer, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum pada
mata kuliah Rekayasa Perangkat Lunak (2013-2014) dan Sistem Operasi (20132014). Penulis aktif di berbagai kegiatan kepanitiaan seperti IToday 2011 dan
2012, Pesta Sains Nasional 2012, IPB Art Contest 2012, SPIRIT FMIPA 2012,
dan Seminar Nasional dan Rapat Tahunan Bidang MIPA 2013. Penulis
melaksanakan kegiatan Praktik Kerja Lapangan di International Collaboration
Office (ICO) IPB pada bulan Juli – Agustus 2013 dan melakukan magang di PT
Daya Dimensi Indonesia pada bulan Juni – Juli 2014. Selain itu, penulis juga
mendapatkan juara pada lomba theme song Pesta Sains Nasional, MPKMB
angkatan 50 IPB, dan Gforce 48 FMIPA IPB.