Purwarupa robot pembantu TIM SAR (DRU13SAR)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Robot merupakan sebuah teknologi yang dapat mempermudah dan mengurangi resiko dalam proses pencarian korban pasca bencana [1]. Robot yang digunakan untuk melakukan pencarian korban pasca bencana adalah mobile robot. Mobile robot adalah robot yang dapat berpindah secara otomatis dari satu tempat ke tempat lain. Mobile robot pada umumnya bekerja menggunakan sumber tegangan yang terbatas pada baterai internalnya sehingga membatasi operator dan robot tersebut ketika bekerja. Metode battery swap system [8] dan state-of-charge [9] adalah beberapa metode yang digunakan untuk mengatasi hal tersebut. Kedua metode tersebut digunakan untuk memonitoring dan mengisi baterai secara bergantian dengan baterai yang sedang digunakan sehingga apabila baterai habis dapat diketahui dan dapat diisi ulang [8][9]. Namun metode ini memiliki kekurangan, yaitu robot tetap memerlukan waktu untuk mengisi ulang baterai, jika metode tersebut diaplikasikan pada robot pembantu Tim SAR maka akan membuat konstruksi robot menjadi lebih besar sehingga tidak dapat melintasi lorong-lorong kecil reruntuhan bangunan. Metode tethered mengatasi masalah sumber tegangan internal mobile robot, baterai yang terpisah dari robot membuat ukuran robot kecil dan dapat bekerja tidak terbatas dengan sumber tegangan internalnya. Metode tethered adalah metode di mana sumber tegangan internal robot berada terpisah dari badan robot. Arti tethered pada metode ini adalah penghubung robot dengan baterai menggunakan kabel.

Pada penelitian ini metode tethered akan diterapkan untuk menghubungkan antara sumber tegangan dengan robot dan untuk mengirimkan data-data sensor kepada operator serta robot juga akan dikendalikan menggunakan metode ini. Robot pembantu Tim SAR (Search And Rescue) dilengkapi dengan sensor-sensor untuk mengetahui wilayah dan kondisi korban bencana.

2

1.2 Rumusan Masalah

Dari latar belakang masalah terdapat masalah penelitian yaitu, mobile robot pada umumnya bekerja menggunakan sumber tegangan internal seperti baterai, hal ini mengakibatkan terbatasnya tugas yang dapat dilakukan oleh robot tersebut. Ukuran baterai internal yang dibawa robot mempengaruhi konstruksi robot yang menyebabkan ukuran robot menjadi lebih besar sehingga tidak dapat melintasi lorong-lorong kecil reruntuhan bangunan. Apabila ukuran robot dapat diperkecil, maka robot dapat mengetahui situasi wilayah dan kondisi korban bencana dengan lebih mudah. Dari masalah penelitian ini munculah rumusan masalah antara lain:

1. Mobile robot yang tidak terbatas dengan sumber tegangan internalnya. 2. Mengetahui situasi wilayah bencana karena adanya kemungkinan

kebakaran dan kebocoran gas beracun.

3. Mobile robot yang dapat melintasi lorong-lorong reruntuhan bangunan. 1.3 Maksud dan Tujuan

Maksud dari tugas akhir ini adalah membuat purwarupa robot pembantu Tim SAR yang dapat bekerja tidak bergantung dengan sumber internalnya. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan purwarupa robot pembantu Tim SAR yang dapat :

1. Mengirimkan informasi situasi wilayah bencana berupa kemungkinan adanya kebocoran gas beracun

2. Mengetahui keadaan korban di wilayah bencana. 1.4 Batasan Masalah

Batasan masalah dari purwarupa robot pembantu Tim SAR ini adalah sebagai berikut :

1. Simulasi reruntuhan bangunan relatif datar.

2. Lorong-lorong reruntuhan bangunan disimulasikan menggunakan pipa berdiameter 15,2 cm.

3

3. Panjang kabel yang digunakan untuk menyuplai tegangan dan komunikasi antara operator dengan robot maksimum 10 meter dengan berat 500gr dan resistansi 5Ω.

4. Sensor jarak yang digunakan adalah GP2D12. 5. Sensor thermal yang digunakan adalah TPA81. 6. Sensor suhu yang digunakan adalah LM35DZ. 7. Sensor gas yang digunakan adalah TGS2610. 8. Kamera yang digunakan adalah kamera analog.

9. Tuas kendali (Joystick) yang digunakan adalah Logitech 3D.

10.Software untuk membangun program monitoring robot menggunakan Visual Basic 6.0.

11.Software yang digunakan untuk memprogram robot adalah BASCOM Avr dan AVRProg.

1.5 Metode Penelitian

Metode penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Studi Literatur

Merupakan suatu metode pengumpulan data dengan cara mencari referensi buku dan mencari berbagai komponen pendukung yang akan dipakai dalam perancangan tugas akhir ini serta mempelajari bahasa pemrograman yang akan digunakan.

b. Perancangan Sistem

Merancang sistem yang meliputi perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.

c. Pengujian

Melakukan pengujian untuk menguji data sensor-sensor yang di pakai dan media kabel sebagai penghubung antara robot dengan operator. d. Membuat Dokumentasi Berupa Laporan Tugas Akhir

Membuat laporan berdasarkan hasil penelitian tugas akhir yang dibuat.

4

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN

Bab I membahas mengenai latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.

BAB II TEORI PENUNJANG

Bab II membahas tentang teori-teori dasar yang berhubungan dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan untuk membangun robot. perangkat keras yang digunakan diantaranya mikrokontroler, sensor jarak, sensor thermal, sensor suhu dan sensor gas. Sedangkan perangkat lunak yang digunakan diataranya untuk memprogram mikrokontroler menggunakan program BASCOM-AVR dan AVRprog serta untuk membangun UI (user interface) menggunakan program Visual Basic 6.0 BAB III PERANCANGAN SISTEM

Bab III membahas tentang perancangan perangkat keras dan perangkat lunak. Pemilihan mikrokontroler dan sensor yang digunakan untuk mendapatkan informasi di wilayah bencana dan algoritma robot.

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA

Bab IV membahas tentang cara kerja robot dan analisa data terhadap sensor-sensor yang digunakan berdasarkan pada perancangan sistem yang sudah dibahas pada BAB III.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

Bab V berisi kesimpulan dan saran yang didapat dari hasil penelitian ini dan pengembangan untuk penelitian tahap selanjutnya.

58

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil pengujian dan analisa, maka penulis dapat menarik beberapa kesimpulan, diantaranya:

1. Mobile _{Robot dapat mengirimkan informasi situasi wilayah bencana} berupa kemungkinan adanya kebocoran gas beracun.

2. Mobile _{Robot dapat mengirimkan informasi keadaan korban bencana.} 3. Mobile _{robot dapat melintasi lorong-lorong simulasi wilayah bencana.} 4. Mobile _{robot dapat berjalan melintasi simulasi reruntuhan bangunan}

yang relatif datar sejauh 2 meter.

5. Besarnya rata-rata galat pada pembacaan sensor jarak adalah sebesar 3.7 cm.

5.2 Saran

Hasil penelitian ini masih jauh dari kesempurnaan, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dalam proses perancangan untuk menghasilkan robot pembantu Tim SAR yang handal. Berikut beberapa saran yang dapat dijadikan pertimbangan untuk melanjutkan penelitian robot pembantu Tim SAR:

1. Menggunakan bahan kerangka robot yang lebih ringan, kuat dan tahan air dibandingkan dengan bahan yang penulis gunakan, dengan tujuan robot dapat digunakan di wilayah bencana yang berair.

2. Pemilihan motor penggerak robot yang memiliki torsi besar tetapi dimensi motor tersebut kecil sehingga dengan motor tersebut membuat manuver robot lebih mudah.

PURWARUPA ROBOT PEMBANTU TIM SAR (DRU13SAR)

TUGAS AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada

Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Sistem Komputer

Oleh Giri Laya Bahari

10210146

Pembimbing

Taufiq Nuzwir Nizar, M.T Sri Supatmi, S.Kom, M.T

JURUSAN SISTEM KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER

UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA

BANDUNG

2015

 

vii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ..……….…………..i

LEMBAR PERNYATAAN ………ii

ABSTRAK ……….……….iii

ABSTRACT ………....iv

KATA PENGANTAR ……….v

DAFTAR ISI ……….vii

DAFTAR GAMBAR ………...x

DAFTAR TABEL ……….xii

BAB I PENDAHULUAN ………1

1.1 Latar Belakang Masalah ………..1

1.2 Rumusan Masalah ………...2

1.3 Maksud dan Tujuan ……….2

1.4 Batasan Masalah ………...2

1.5 Metode Penelitian ………3

1.6 Sistematika Penulisan ………...4

BAB II DASAR TEORI ………..5

2.1 Perangkat Keras ………...5

2.1.1 Mikrokontroler ……….5

2.1.2 Arsitektur Mikrokontroler ………5

2.1.2.1 Arsitektur Harvard ………6

2.1.2.2 Arsitektur Von Neuman ………6

2.1.3 Jenis Memori ………7

2.1.4 Perangkat I/O ……….…...7

2.1.5 Sensor Jarak Inframerah ……….…..8

2.1.6 Sensor Thermal ………...10

viii

2.1.8 Sensor Gas ………..12

2.1.9 Motor DC ………13

2.1.9.1 Transistor ……….14

2.1.9.2 IC Motor Driver ………...15

2.1.10 Motor Servo ………..16

2.1.11 Kamera Perekam ………..17

2.1.12 Tuas Kendali (Joysticks) ………..19

2.2 Perangkat Lunak ………19

2.2.1 BASCOM-AVR ………..20

2.2.2 AVRProg ………22

2.2.3 Visual Basic 6 ……….22

BAB III PERANCANGAN SISTEM ………...30

3.1 Blok Sistem ………...30

3.1.1 Blok Sistem Robot ………..30

3.1.2 Blok Sistem Operator ……….32

3.2 Perangkat Keras ……….33

3.2.1 Perancangan Mekanik ……….33

3.2.2 Mikrokontroler ATMega8 ………..35

3.2.3 Sensor Jarak Inframerah ……….38

3.2.4 Sensor Thermal ………...38

3.2.5 Sensor Suhu ………...39

3.2.6 Sensor Gas ………..40

3.2.7 Kendali Gerak Robot ………..40

3.3 Perangkat Lunak ………42

3.3.1 Diagram Alir Robot ………42

3.3.2 Diagram Alir Operator ………44

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ……….49

ix

4.1.1 Pengujian Motor ……….49

4.1.2 Pengujian Sensor Jarak ………...50

4.1.3 Pengujian Sesor Thermal ………52

4.1.4 Pengujian Sensor Suhu ………...53

4.1.5 Pengujian Sensor Gas ……….54

4.2 Pengujian Perangkat Lunak ………...55

4.2.1 Pengujian Pengiriman Data Sensor ………57

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……….58

5.1 Kesimpulan ……….………...58

5.2 Saran ……….……….58

59

DAFTAR PUSTAKA

[1] Jatmiko, D. A., 2011, Perancangan dan Implementasi Purwarupa Robot

Pembantu TIM SAR (DRU11SAR), Jambi: UNIKOM.

[2] Fahmizal, Mekanisme Kerja Motor DC Magnet Permanen, (Online), diakses pada tanggal 15 September 2014 dari world wide web : http://fahmizaleeits.files.wordpress.com/2011/12/mekanisme-kerja-motor-dcmagnet-permanen.html.

[3] Supardi, Yuniar, 2012, Semua Bisa Menjadi Programmer Visual Basic 2010, Jakarta:Elex Media Komputindo.

[4] Tohirun, 2013, Perancangan Sistem Penginderaan Jarak Jauh Pada

Muatan Roket Berbasis Modul Kamera CMUCAM3, Tegal:UNIKOM.

[5] _____________., Kamera Perekam, (Online), diakses pada tanggal 27 September 2014 dari world wide web : http://id.wikipedia.org/wiki/Kamera_perekam.

[6] Castelllo, Mengakses Motor Servo, (Online), diakses pada 26 September 2014 dari world wide web :

http://irwankurniawanblog.files.wordpress.com/2013/07/mengakses-motor-servo.pdf.

[7] _______________., ATmel AVR, (Online), Diakses pada tanggal 2 Oktober 2014, dari world wide web : www.wikipedia.org: http://en.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR.

[8] Wu, J., & Qiao, G., Automatics Battery Swap System Home Robot, (Online), diakses pada tanggal 25 Juli 2014 dari world wide web : http://www.intechopen.com/journals/international_journal_of_advanced_r obotic_systems/automatic-battery-swap-system-for-home-robots.

[9] Lucas, N., & Dressler, F., State Of Charge RoBM2 Mobile Robot System, (Online), diakses pada tanggal 25 Juli 2014 dari world wide web : http://www.iis.fraunhofer.de/content/dam/iis/de/dokumente/em/RoBM2_ MobileRobotSystems.pdf.

[10] Sarapa, S., 2014, Pemrograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembly dan C. Makassar : Informatika Bandung.

60

[11] ___________., TPA81 Thermopile Array, (Online), diakses pada tanggal 2 Oktober 2014 dari world wide web :

http://hendawan.files.wordpress.com/2009/02/thermal-array-tpa81-application-v1.pdf.

[12] Banuaji, A., dan Hadiastuti. A., Sensor, (Online), diakses pada tanggal 2 Oktober 2014 dari world wide web : http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._FISIKA/196302071991 031-WASLALUDDIN/Bahan%20Ajar/Sensor.docx.

[13] ____________., Sensor Gas LPG TGS 2610, (Online), diakses pada 27 Oktober 2014 dari World Wide Web : http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-gas-lpg-tgs-2610/

[14] ____________., Sensor Gas TGS 2610, (Online), diakses pada tanggal 27 Oktober 2014 dari World Wide Web : http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Research-11598-196504261989032002-Chapter1.pdf

[15] ____________., Sensor Gas TGS 2610, (Online), diakses pada tanggal 27 Oktober 2014 dari World Wide Web : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/27879/4/Chapter%20II.pdf [16] Datasheet GP2D12, SHARP, November 2014.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama Lengkap : Giri Laya Bahari

Tempat/Tanggal Lahir : Indramayu, 30 Juli 1992

Alamat : Jl. Tubagus Ismail Dalam No. 14, Bandung

Agama : Islam

Fakultas : Teknik dan Ilmu Komputer

Program Studi : Sistem Komputer (Strata 1)

Perguruan Tinggi : Universitas Komputer Indonesia

E-Mail : giribahari45@gmail.com

Pendidikan Formal :

1999-2004 : SD Negeri IV Cikedung Lor

2004-2007 : SMP Negeri 3 Cikedung

2007-2010 : SMA Takhassus Al-Quran

Pengalaman Kerja :

v

KATA PENGANTAR

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

Atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan skripsi ini, meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna, mengingat keterbatasan pengetahuan, keilmuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu penulis selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran yang dapat menyempurnakan tugas akhir ini.

Skripsi ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin penulis sebutkan satu per satu, namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orangtua beserta keluarga besar penulis yang sudah memberikan doa, dukungan, kasih sayang dan motivasi, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. H. Denny kurniadie, Ir. M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer.

3. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku ketua Jurusan Teknik Komputer

Universitas Komputer Indonesia.

4. Bapak Dr. Yusrila Y. Kerlooza selakau Direktur Inovasi dan Teknologi Universitas Komputer Indonesia yang telah membimbing penulis.

5. Bapak Taufiq Nuzwir Nizar, M.T selaku pembimbing serta ketua Divisi

Robotika Universitas Komputer Indonesia yang senantiasa membimbing dan mengarahkan penulis untuk menjadi lebih baik.

6. Ibu Sri Supatmi, S.Kom, M.T dosen wali penulis yang telah mengasuh dan mengajarkan penulis selama penulis menuntut ilmu.

vi

7. Bapak Taufiq Nuzwir Nizar, M.T dan ibu Sri Supatmi, S.Kom, M.T selaku pembimbing serta guru yang senantiasa membimbing dan mengarahkan penulis untuk menjadi lebih baik.

8. Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis.

9. Teman-teman seperjuangan di Lab. Divisi Robotika yang telah memberi

semangat dan bantuan kepada penulis.

10.Serta seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu dalam

penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-per satu. Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.

Bandung,27 Februari 2015

DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama Lengkap : Giri Laya Bahari

Tempat/Tanggal Lahir : Indramayu, 30 Juli 1992

Alamat : Jl. Tubagus Ismail Dalam No. 14, Bandung

Agama : Islam

Fakultas : Teknik dan Ilmu Komputer Program Studi : Sistem Komputer (Strata 1) Perguruan Tinggi : Universitas Komputer Indonesia E-Mail : giribahari45@gmail.com

Pendidikan Formal :

1999-2004 : SD Negeri IV Cikedung Lor 2004-2007 : SMP Negeri 3 Cikedung 2007-2010 : SMA Takhassus Al-Quran

Pengalaman Kerja :

v

KATA PENGANTAR

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

Atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan skripsi ini, meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna, mengingat keterbatasan pengetahuan, keilmuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu penulis selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran yang dapat menyempurnakan tugas akhir ini.

Skripsi ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin penulis sebutkan satu per satu, namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orangtua beserta keluarga besar penulis yang sudah memberikan doa, dukungan, kasih sayang dan motivasi, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Bapak Prof. Dr. H. Denny kurniadie, Ir. M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer.

3. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku ketua Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia.

4. Bapak Dr. Yusrila Y. Kerlooza selakau Direktur Inovasi dan Teknologi Universitas Komputer Indonesia yang telah membimbing penulis.

5. Bapak Taufiq Nuzwir Nizar, M.T selaku pembimbing serta ketua Divisi Robotika Universitas Komputer Indonesia yang senantiasa membimbing dan mengarahkan penulis untuk menjadi lebih baik.

6. Ibu Sri Supatmi, S.Kom, M.T dosen wali penulis yang telah mengasuh dan mengajarkan penulis selama penulis menuntut ilmu.

vi

7. Bapak Taufiq Nuzwir Nizar, M.T dan ibu Sri Supatmi, S.Kom, M.T selaku pembimbing serta guru yang senantiasa membimbing dan mengarahkan penulis untuk menjadi lebih baik.

8. Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis.

9. Teman-teman seperjuangan di Lab. Divisi Robotika yang telah memberi semangat dan bantuan kepada penulis.

10.Serta seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu-per satu. Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.

Bandung,27 Februari 2015