Rancang Bangun Prototipe Robot Ikan Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor
i
RANCANG BANGUN PROTOTIPE
ROBOT IKAN BIOMIMETIK
ASPEK: GERAK SIRIP EKOR
IRWAN RUDY PAMUNGKAS
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Rancang Bangun
Prototipe Robot Ikan Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor” adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun 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,
Juli 2014
Irwan Rudy Pamungkas
NIM. C54090017
ABSTRAK
IRWAN RUDY PAMUNGKAS. Rancang Bangun Prototipe Robot Ikan
Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor. Dibimbing oleh INDRA JAYA.
Robot ikan biomimetik telah dieksplorasi dan dikembangkan di seluruh dunia
untuk beberapa tujuan, termasuk pengawasan dan pemantauan laut. Sebuah robot ikan
Carangiform hasil imitasi dari Caranx ignobilis, yang diberi nama CI-G3, berhasil
dibuat dan dianalisis pergerakkan sirip caudal-nya dalam studi ini. Robot ikan CI-G3
memiliki dimensi panjang 45 cm, lebar 10 cm, dan tinggi 18 cm. Material yang
digunakan adalah motor servo sebagai aktuator, Arduino UNO R3 sebagai
mikrokontroller kit, sensor inframerah dan photodioda, serta motor DC. CI-G3 dibuat
dengan tiga buah joint dan link yang ideal untuk mengimitasi gerakan natural dari
gerak sirip ekor Carangiform. Saat bermanuver, joint 1 robot ikan CI-G3 membentuk
sudut 30° yang diikuti joint 2 pada 40° dan joint 3 pada 45°. Penambahan gaya berat
sebesar 1,5 N di bagian posterior dan gaya apung sebesar 1,54 N di bagian anterior
robot ikan CI-G3 diperlukan untuk membuat posisi CI-G3 menjadi netral buoyancy.
Center of Gravity dibuat menggunakan beban 20 gram dan motor DC. Center of
Gravity digunakan untuk mengatur daya apung CI-G3 agar dapat merubah posisi
menjadi netral, diving, dan resurface. Motor DC Center of Gravity memerlukan
waktu 0,2 detik untuk menggerakkan beban Center of Gravity ke sudut 90° terhadap
garis vertikal. Hasil analisis gerak sirip ekor didapat bahwa untuk menghasilkan
gerakan normal diperlukan = 0,89, = -0,19 dan = 0,56 Hz. CI-G3 memerlukan
waktu sebesar 1,8 detik untuk membuat undulasi sebesar satu gelombang.
Kata kunci: biomimetik, gerak sirip kaudal, robot ikan.
iii
ABSTRACT
IRWAN RUDY PAMUNGKAS. Design of Prototypical Biomimetic Fish Robot
Apect: Caudal Fin Motion. Under direction of INDRA JAYA.
Biomimetic fish robot has been explored and developed worldwide for
several purpose, including marine surveillance and monitoring. A Carangiform
fish robot mimicking Caranx ignobilis, named CI-G3, was constructed and it’s
caudal fin movement was analyzed in this study. Fish robot CI-G3 had a
dimension of 45 cm length, 10 cm width, and 18 cm height. Materials used were
three servos for actuator, one Arduino UNO R3 for microcontroller kit, three
infrared sensors and photodiodes, and one DC motor. CI-G3 had three joints and
links, wich was ideal to mimic natural maneuver of Carangiform’s body caudal fin
movement. During maneuvering, joint 1 of CI-G3 fish robot flexed at 30° that
followed by joint 2 at 40° and joint 3 at 45°. Weight force of 1,5 N in posterior
and buoyancy forces of 1,54 N in anterior part of the fish robot CI-G3 was
required to position CI-G3 at natural buoyancy. Center of Gravity was created by
20 grams load and one DC motor. It used to adjust buoyancy of CI-G3 to change
the position into a neutral, dive, and resurface position. Center of Gravity’s DC
motor was needed 0,2 seconds to move the load into an angle of 90° to the vertical
line. Caudal fin motion analysis showed that we need = 0,89, = -0,19 and =
0,56 Hz to make natural motion. CI-G3 fish robot was needed 1,8 seconds to make
one wave undulation.
Keywords: biomimetic, caudal fin motion, fish robot.
RANCANG BANGUN PROTOTIPE
ROBOT IKAN BIOMIMETIK
ASPEK: GERAK SIRIP EKOR
IRWAN RUDY PAMUNGKAS
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
ii
iii
Judul Skripsi : Rancang Bangun Prototipe Robot Ikan Biomimetik
Aspek: Gerak Sirip Ekor
Nama
: Irwan Rudy Pamungkas
NIM
: C54090017
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Indra Jaya, MSc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
iv
PRAKATA
Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Rancang
Bangun Prototipe Robot Ikan Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor”. Karya
ilmiah ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Ilmu
Kelautan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Dalam kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1
2
3
4
5
6
7
Ayahanda dan Ibunda tercinta, Retno Dea Gitawati, dan Trys Wahyu
Wijaya yang selalu memberikan dukungan, doa, dan nasehat yang tak
pernah putus dari hari ke hari.
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc selaku dosen pembimbing.
Dr. Henry M. Manik, S.Pi., M.T. selaku dosen penguji tamu.
Adriani, S.Pi., M.Si. selaku dosen penguji tamu.
Dr. Ir. Sri Pujiati, M.Si selaku pembimbing akademik yang selalu
memberikan semangat dan arahan selama penulis menempuh
pendidikan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan-IPB.
Seluruh staff bagian Akustik dan Instrumentasi Kelautan atas bantuan
dan semangat yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan
karya ilmiah ini.
Rekan-rekan ITK 46 atas kebersamaannya selama penulis menempuh
pendidikan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan IPB.
Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi penulis secara pribadi dan khalayak
umum.
Bogor,
Juli 2014
Irwan Rudy Pamungkas
v
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
3
METODOLOGI
3
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Rencana Kerja
4
Desain Kerja Sistem Robot Ikan
6
Rancang Bangun Robot Ikan Biomimetik
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
12
Robot Ikan CI-G3
12
Uji Coba Robot Ikan CI-G3
23
Uji Gerak Sirip Ekor
28
KESIMPULAN DAN SARAN
32
Kesimpulan
32
Saran
33
DAFTAR PUSTAKA
33
LAMPIRAN
36
vi
DAFTAR TABEL
1
2
3
Alat yang digunakan dalam penelitian.
Bahan yang digunakan dalam penelitian.
Spesifikasi robot ikan CI-G3
3
4
13
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Robot ikan G9 milik University of Essex.
(a) Robot ikan Pari yang dibuat oleh Osaka University dan Nanyang
Technological University, (b) Robot Knifefish yang dibuat oleh Nanyang
Technological University.
Contoh-contoh robot ikan biomimetik jenis BCF yang sudah dibuat oleh
berbagai institusi.
Diagram alir tahapan pembuatan robot ikan.
Tahapan proses konstruksi pada bagian mekanik, elektronik, dan
program
Diagram alir prinsip kerja robot ikan.
Blok diagram sistem transmisi sinyal pada sensor
Blok diagram sistem transmisi sinyal pada bagian ekor dan COG
Caranx ignobilis, jenis ikan yang akan diimitasi (Sumber: FAO).
Desain dan tata letak komponen elektronik dan komponen penggerak
pada robot ikan.
Rangkaian Elektronik dalam Robot Ikan CI-G3.
Ilustrasi gerakan ikan: (A) Anguiliform, (B) Carangiform
Robot ikan CI-G3 yang dilengkapi dengan sensor inframerah.
Rangka CI-G3.
Motor servo double shaft dengan torsi 10 kg.cm.
Penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo yang telah dilapisi pelindung air.
Konstruksi COG pada robot ikan CI-G3
Ilustrasi COG robot ikan CI-G3: (a) neutral buoyancy, (b) negative
buoyancy, (c) positive buoyancy.
Tata letak komponen elektronik robot ikan CI-G3
Papan Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller ATMega
328P.
(a)Arduino Shield yang dirancang untuk aplikasi robot ikan, (b) Arduino
Shield dalam tampilan 3D.
Arduino Shield yang telah dicetak pada PCB layer ganda.
(a) Modul sensor jarak menggunakan LED inframerah dan photodiode,
(b) Posisi penempatan sensor pada robot ikan.
Resistor pull up sebesar 30 KΩ yang dihubungkan ke photodioda.
Antar muka Arduino v1.0.5.
Grafik hubungan antara jarak objek di akuarium dengan voltase output
sensor pada siang hari (medium udara).
1
1
2
4
5
6
7
7
8
8
9
10
12
14
15
15
15
16
16
17
18
18
19
20
20
21
24
vii
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Grafik hubungan antara jarak objek di dalam akuarium dengan voltase
output sensor pada malam hari (medium udara).
Grafik hubungan jarak dan voltase output terhadap karakteristik objek
(transparan dan non-transparan) di malam hari pada sensor 1.
Grafik hubungan antara jarak objek dengan voltase output sensor di
dalam air.
(a) Kondisi CI-G3 di dalam air sebelum ditambah pemberat dan
pelampung, (b) kondisi CI-G3 di dalam air setelah ditambah pelampung
dan pemberat
Grafik posisi beban COG terhadap waktu.
Hasil uji coba COG CI-G3 di dalam air.
Grafik posisi setiap joint servo pada saat bergerak setengah gelombang.
Grafik hubungan antara waktu dan sudut yang ditempuh setiap motor
servo pada robot ikan CI-G3.
Grafik pola pergerakan robot ikan CI-G3.
Pola gerakan motor servo di setiap joint relatif terhadap kepala robot.
Hasil uji coba CI-G3 di dalam air.
24
25
25
26
27
28
29
30
30
31
32
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Desain Robot Ikan CI-G3
Data Pengukuran Sistem Kerja COG.
Data Pengukuran Sistem Kerja Motor Servo
36
37
37
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Robot ikan biomimetik telah menjadi bahan eksplorasi yang banyak
dikembangkan para peneliti dunia. University of Essex di Inggris telah membuat
G9 (Gambar 1) sebagai generasi robot ikan biomimetik terbaru (Hu et al. 2006).
Nanyang Technological University di Singapura telah mengembangkan robot ikan
Pari, Knifefish Robot, dan robot ikan Arwana. Osaka University di Jepang juga
telah mengembangkan robot ikan Pari (Kiat dan Huan 2006) (Gambar 2).
Gambar 1 Robot ikan G9 milik University of Essex.
(a)
(b)
Gambar 2 (a) Robot ikan Pari yang dibuat oleh Osaka University dan Nanyang
Technological University, (b) Robot Knifefish yang dibuat oleh
Nanyang Technological University.
engembangan robot ikan biomimetik dimulai dari sistem manuver yang
diharapkan memiliki kemiripan dengan ikan sesungguhnya di alam (Zhou et al.
2008a, Korkmaz et al. 2011, Hu et al. 2006, dan Anton et al. 2009), sistem daya
apung (Strand et al. 2005), hingga konstruksi tubuhnya yang terinspirasi dari jenis
2
ikan tertentu, seperti jenis Carangiform (Liu dan Hu 2010), Pari Manta (Moored et
al. 2011), Hiu (Long et al. 2011), dan Koi (Nilas et al. 2011). Setiap jenis ikan
memiliki karakteristik gerakan dan konstruksi yang berbeda. Sehingga memiliki
tingkat kesulitan yang berbeda pula dalam penelitian dan pengembangannya.
Robot ikan biomimetik dikembangkan dalam dua jenis, yaitu Median Paired
Fin (MPF) dan Body Caudal Fin (BCF) (Siahmansouri et al. 2011). Namun jenis
robot ikan biomimetik yang banyak dikembangkan adalah jenis Body Caudal Fin
(BCF). Robot ikan BCF banyak dikembangkan karena memiliki sensitifitas dan
efektifitas gerakan yang tinggi serta mudah dioperasikan. Selain itu juga jenis ikan
yang dapat diimitasi memiliki jumlah yang lebih banyak dibanding ikan yang
bergerak dengan paired fin. Beberapa contoh robot ikan biomimetik jenis BCF
yang sudah dibuat adalah G9 (University of Essex), Robo Tuna (Massachusetts
Institute of Technology), PPF-09, PF-200, PF-700 (National Marine Research
Institute), dan Robot Arowana (Nanyang Technological University) seperti yang
tertera pada Gambar 3 (Low 2008).
Gambar 3 Contoh-contoh robot ikan biomimetik jenis BCF yang sudah dibuat
oleh berbagai institusi.
Teknologi robot ikan biomimetik dikembangkan untuk aplikasi di bidang
kelautan (Fish dan Kocak 2011). Robot ikan berfungsi untuk berbagai macam
keperluan, diantaranya adalah pengawasan dan inspeksi daerah perairan, kegiatan
3
mata-mata, pendeteksian dan penjinakkan ranjau, pemetaan dasar laut, serta riset
biologi (Hu et al. 2006). Robot ikan juga dapat dimanfaatkan untuk pekerjaan
pada daerah yang tidak bisa dijangkau oleh manusia, seperti pada sela-sela batu
karang, sela-sela pipa bawah air, dan eksplorasi pada bagian interior kapal karam
(Zhou et al. 2008b).
Robot ikan di Indonesia belum menjadi prioritas utama bagi para peneliti
untuk fungsi yang lebih spesifik. Robot ikan yang beredar di Indonesia hanya
dimanfaatkan sebagai aksesoris dan mainan. Oleh karena itu, melihat pentingnya
manfaat dari perkembangan robot ikan tersebut terhadap Indonesia yang
merupakan negara maritim, maka dilakukan penelitian ini sebagai awal dalam
penelitian-penelitian robot ikan biomimetik selanjutnya di Indonesia. Dalam
penelitian ini akan dirancang suatu robot ikan biomimetik berjenis Body Caudal
Fin (BCF). Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk keberlanjutan
penelitian dan pengembangan robot ikan di Indonesia di masa mendatang.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan merancang bangun robot ikan biomimetik berjenis
Body Caudal Fin (BCF) dan menguji kinerja pergerakan sirip ekor robot ikan di
dalam air.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Agustus 2013 sampai dengan
Februari 2014 di Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelautan Departemen Ilmu
dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat di dalam
Tabel 1 dan Tabel 2.
1
2
3
4
5
Tabel 1 Alat yang digunakan dalam penelitian.
Kebutuhan
Jumlah Kebutuhan
Solder
1 unit
Shucker
1 unit
Gerinda
1 unit
Bor
1 unit
Obeng
1 unit
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tabel 2 Bahan yang digunakan dalam penelitian.
Kebutuhan
Jumlah Kebutuhan
Motor Servo Double Shaft
3 buah
Akrilik / Mika
1 x 1 meter
LED Inframerah
3 buah
Photodioda
3 buah
Arduino UNO R3
1 buah
Regulator LM7805
1 buah
Battery 9 Volt
1 buah
Kapasitor 25 V 1000 µF
1 buah
Resistor 10 KΩ
6 buah
Resistor 220 Ω
2 buah
Kabel 10 pin
1 meter
Grease
1 botol
Lem Araldite
1 botol
PCB Bolong
1 buah
IC MotorL293D
1 buah
Rencana Kerja
Perancangan robot ikan ini terdiri dari tiga tahap, yaitu: perencanaan,
pembuatan, dan uji coba. Perencanaan pembuatan robot ikan dapat dilihat pada
Gambar 4.
Gambar 4 Diagram alir tahapan pembuatan robot ikan.
5
Tahap perencanaan terdiri dari beberapa tahapan, di antaranya adalah
persiapan, perumusan masalah, dan perancangan penelitian. Tahap persiapan
merupakan tahapan awal untuk memulai penelitian, termasuk di dalamnya
mencari referensi bahan penelitian. Pada tahap perumusan masalah akan
ditentukan permasalahan mengenai robot ikan yang masih belum berkembang
pesat di Indonesia. Hal ini merupakan langkah awal untuk merancang penelitian
yang akan dilakukan. Pada tahap perancangan penelitian, di dalamnya berisi
pemikiran peneliti mengenai desain dan rencana kerja.
Tahap pembuatan merupakan tahap konstruksi robot ikan yang di dalamnya
terbagi menjadi tiga bagian, yaitu: bagian mekanik, bagian elektronik, dan bagian
program. Pada bagian elektronik ini dibuat rancangan schematic menggunakan
perangkat lunak dan direpresentasikan ke dalam sirkuit dalam Project Board.
Bagian mekanik dirancang menggunakan perangkat lunak Google Sketchup 8.
Program dibuat untuk memasukkan berbagai macam perintah agar robot ikan bisa
berpikir dan bergerak sesuai dengan yang diinginkan. Bahasa pemrograman yang
digunakan adalah Bahasa C dengan bantuan perangkat lunak Arduino v1.0.5
sebagai compiler. Diagram alir bagian mekanik, elektronik, dan program pada
pembuatan robot ikan CI-G3 mulai dari konstruksi hingga integrasi bagian
ditunjukkan pada Gambar 5.
*
Gambar 5 Tahapan proses konstruksi pada bagian mekanik, elektronik, dan
program
Tahap ketiga merupakan tahap uji coba yang merupakan pengujian kinerja
agar robot ikan benar-benar berfungsi dengan baik. Uji coba dilakukan di dalam
akuarium dengan dimensi 100 cm x 30 cm x 50 cm. Bagian yang diujicobakan
adalah bagian sensor, Center of Gravity, dan gerak sirip ekor.
6
Desain Kerja Sistem Robot Ikan
Sistem Kontrol Robot Ikan
Sistem kontrol robot ikan dapat dilihat pada Gambar 6. Catu daya yang
digunakan adalah baterai 9 Volt dan 6 Volt. Baterai 9 Volt digunakan untuk
menyuplai pasokan listrik dari transmitter dan receiver sensor inframerah,
mikrokontroler, dan motor DC untuk Center of Gravity. Sementara battery 6 Volt
digunakan untuk mensuplai motor servo. LM7805 digunakan untuk menurunkan
tegangan agar sesuai dengan tegangan default dari transmitter, mikrokontroler,
dan motor DC.
Gambar 6 Diagram alir prinsip kerja robot ikan.
Transmisi Sinyal
Robot ikan yang dibuat terdiri dari tiga bagian elektronik, yaitu sensor,
Center of Gravity, dan ekor. Bagian sensor terdiri dari transmitter dan receiver. Di
dalam transmitter terdapat resistor pengaman dan LED inframerah, dan di dalam
receiver terdapat resistor pull up dan photodioda. LM7805 yang mendapat suplai
listrik dari catu daya 9 volt akan mengirimkan listrik 5 volt ke transmitter dan
receiver. Transmitter akan mengirim gelombang inframerah ke medium dan
apabila mengenai objek, gelombang teresebut akan memantul kembali dan
diterima oleh receiver. Selanjutnya gelombang tersebut akan dirubah menjadi
energi listrik. Energi listrik tersebut akan mendapat penguatan melalui resistor
pull up dan selanjutnya akan masuk ke mikrokontroller unit dan diolah dalam
bahasa mesin menjadi perintah-perintah sesuai dengan bahasa pemrograman yang
dibuat. Sistem transmisi sinyal dari sensor pada robot ikan CI-G3 dapat dilihat
pada Gambar 7.
7
Gambar 7 Blok diagram sistem transmisi sinyal pada sensor
Setelah energi listrik berubah menjadi perintah-perintah dalam bahasa
mesin, mikrokontroller akan mengeksekusi perintah-perintah tersebut. Selanjutnya
energi listrik akan dikirimkan ke driver motor L293D untuk diolah kembali. Hasil
pengolahan tersebut adalah energi listrik yang mengalir ke motor DC untuk
menggerakkan beban pada Center of Gravity. Sementara di port yang lain, hasil
eksekusi akan berupa pulsa untuk menggerakkan motor servo pada ekor higga ke
sirip kaudal. Sistem transmisi sinyal dari Center of Gravity dan ekor dapat dilihat
pada Gambar 8.
Gambar 8 Blok diagram sistem transmisi sinyal pada bagian ekor dan COG
Rancang Bangun Robot Ikan Biomimetik
Desain Robot Ikan
Robot ikan yang dibuat merupakan imitasi dari jenis ikan Giant Trevally
(Caranx ignobilis) dengan nama lokal Kuwe (Gambar 9). Jenis ikan ini
8
merupakan ikan yang hidup di perairan pelagis di laut lepas, air payau, dan
terumbu karang, serta merupakan perenang yang cepat dan kuat. Tubuhnya dapat
tumbuh sampai panjang 1,7 meter.
Gambar 9 Caranx ignobilis, jenis ikan yang akan diimitasi (Sumber: FAO).
Gambar 10 Desain dan tata letak komponen elektronik dan komponen penggerak
pada robot ikan.
Gambar 10 merupakan desain robot ikan yang akan dibuat. Desain robot
ikan dibuat menggunakan perangkat lunak Google Sketchup 8 yang merupakan
perangkat lunak designer. Robot ikan yang dibuat dilengkapi dengan motor servo
3 buah sebagai penggerak sirip kaudal dan motor DC 1 buah sebagai pengatur
Center of Gravity. Sensor inframerah di bagian depan berfungsi sebagai detektor
9
halangan dan kondisi lingkungan, dan COG sebagai pengatur gerak vertikal.
Desain robot ikan secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 1.
Komponen Elektronik
Rangkaian elektronik (schematic) prototipe robot ikan dibuat menggunakan
perangkat lunak Eagle v6.5.0. Sistem elektronik robot ikan dibuat menggunakan
LED Inframerah sebagai transmitter sensor, resistor 220 Ω digunakan untuk
mengurangi arus yang masuk agar tidak terjadi kerusakan pada LED,
mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega328P dengan board Arduino
UNO R3. Receiver sensor yang digunakan adalah photodioda yang akan membaca
gelombang inframerah dan meneruskan sinyal ke mikrokontroler melalui pin A0,
A1, dan A2 pada Arduino UNO R3.
Motor servo digunakan untuk menggerakkan sirip kaudal. Ada 3 buah motor
servo yang digunakan dan masing-masing dihubungkan ke pin 9, pin 10, dan pin
11. Pin 5, pin 6, pin 7, dan pin 8 digunakan sebagai input ke IC Motor L293D
untuk menggerakkan motor DC pengatur COG. Rangkaian elektronik robot ikan
yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Rangkaian Elektronik dalam Robot Ikan CI-G3.
Daya Apung
Posisi robot ikan yang dibuat harus dalam keadaan tenggelam tetapi berada
tepat di bawah permukaan air agar dapat menghasilkan gerakan yang efisien.
Sementara posisi robot ikan yang dibuat tentunya tidak memiliki massa jenis yang
sama dengan massa jenis air (untuk mendapatkan posisi tersebut), oleh karena itu
10
perlu adanya penambahan beban dan pelampung untuk menambah gaya berat dan
gaya apung. Hukum Archimedes digunakan untuk membuat kondisi ini.
........................................................................ (1)
Dimana :
= gaya apung (N)
= massa jenis air (kg/m3)
= volume benda yang tercelup di dalam air (m3).
Gerak Sirip Ekor
Ikan Carangiform bergerak menggunakan bagian posterior dimana dua
pertiga bagian tubuhnya melakukan gerakan untuk bergerak secara vertikal
(Gambar 12). Ikan Carangiform bergerak lebih cepat dan lebih efisien dibanding
Anguiliform, karena lebih sedikit energi yang hilang saat memindahkan massa air
untuk membuat dorongan (Nilas 2011).
Gambar 12 Ilustrasi gerakan ikan: (A) Anguiliform, (B) Carangiform
Model matematik sederhana digunakan dalam menganalisis gerakan robot
ikan untuk menghasilkan gerakan normal dari ikan Carangiform. Model
matematik yang digunakan diambil berdasarkan “C” shape model milik Lighthill
(Nilas 2011). Model matematika tersebut dapat dilihat pada persamaan di bawah.
..................... (2)
Dimana :
= posisi robot ikan relatif terhadap sumbu
= koefisien linear
= koefisien kuadratik
= panjang glombang,
= frekuensi gerakan ekor.
pada waktu
11
Formula (2) menurut Liu (2010) adalah model gerakan tubuh ikan jenis
Carangiform. Sedangkan model gerakan sirip ekor didapat dengan mereduksi
dengan fungsi linear
.
diperoleh dari order pertama
untuk
, sehingga:
(
)
....................................................... (3)
........... (4)
Sehingga didapat model dari gerakan sirip kaudal
dalam fungsi
sumbu dan waktu.
Sementara sudut dari setiap joint servo dapat di ekspresikan dalam formula
di bawah ini:
(
{
Dimana :
(
))
........... (5)
= sudut joint servo pada waktu
= amplitudo maksimum pada setiap joint motor servo
= waktu yang dibutuhkan antara 3 tahap; yaitu winding
stage, peak-holding stage, dan unwinding stage
(Liu 2010).
Winding stage adalah tahapa dimana sirip ekor bergerak meliuk mendorong
massa air untuk menghasilkan gerakan. Sementara peak-holding stage adalah fase
istirahat atau delay dari tahap winding ke tahap unwinding. Sedangkan tahap
unwinding adalah gerakan meliuk sirip ekor saat kembali ke posisi awal. Tahap
unwinding sebenarnya sama dengan tahap winding, hanya saja arahnya berbeda.
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
Robot Ikan CI-G3
Desain Robot
Robot ikan yang berhasil dibuat memiliki dimensi panjang 45 cm, lebar 10
cm, dan tinggi 18 cm, dan diberi nama CI-G3 seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 13. CI-G3 baru dilengkapi dengan sensor inframerah yang berfungsi
sebagai pendeteksi objek yang berada di hadapannya. CI-G3 merupakan desain
awal dari teknologi robot ikan di Indonesia yang diharapkan dapat bermanfaat di
masa depan, diantaranya adalah: sebagai pendeteksi bom, pengusir penyu dalam
budidaya rumput laut, mata-mata kapal perang asing, pemetaan dasar laut, dan
riset biologi (Hu et al. 2006).
Konstruksi CI-G3 terdiri dari beberapa bagian, diantaranya adalah catu
daya, sensor, kotak kompartemen, motor servo, dan COG. Catu daya yang
digunakan terdiri dari dua bagian, yaitu satu bagian untuk mikrokontroller, sensor,
dan motor DC, serta satu bagian lagi catu daya khusus untuk motor servo. Catu
daya yang digunakan untuk mikrokontroller, sensor dan motor DC adalah catu
daya dengan tegangan 9 volt yang diletakkan di dalam kotak kompartemen.
Sementara catu daya khusus untuk motor servo adalah 6 volt yang terdiri dari 4
buah baterai AA (1,5 volt). Seluruh bagian dirancang kedap air agar air dari
lingkungan tidak masuk ke dalam sistem yang dapat menyebabkan terjadinya
hubungan arus pendek dan merusak sistem elektronik.
Gambar 13 Robot ikan CI-G3 yang dilengkapi dengan sensor inframerah.
Sensor yang digunakan sebanyak tiga buah dan berfungsi mendeteksi
halangan dan objek. Satu buah berada di depan untuk mendeteksi halangan di
depan robot, satu buah masing-masing di kiri dan kanan untuk mendeteksi
halangan di samping robot. Kotak komponen dibuat menggunakan akrilik mika
dan dirancang kedap air yang di dalamnya terdiri dari Arduino UNO R3 dan
Arduino shield, heat shink, dan baterai 9 volt. COG dibuat menggunakan satu
buah motor DC dan pemberat. Motor servo digunakan sebanyak tiga buah: dua
buah digunakan untuk menggerakkan bagian ekor dan satu lainnya digunakan
13
untuk menggerakkan sirip kaudal. Spesifikasi robot ikan secara lengkap dapat
dilihat pada Tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3 Spesifikasi robot ikan CI-G3
No.
Parameter
Spesifikasi
1. Robot Ikan
Jenis : Carangiform
Ukuran : 45 cm x 10 xm x 18 cm
Berat : 770 gram
Frekuensi kepakkan sirip kaudal : 0,56 Hz
Material kerangka : akrilik
2. Microcontroller unit
Chip : ATMega 328P
Board : Arduino UNO R3
Supply voltage : 5 volt
Clock : 16 MHz
Bootloader : 512 byte
Baudrate : 115200
3. Motor Controller
Chip : L293D
Tipe : Quadruple half-h driver
Supply voltage (Vcc1): 5 volt
Output voltage (Vcc2): 5 volt
Current : 600 mA
4. Sensor
Transmitter : LED inframerah 5 mm
Panjang gelombang : 940 nm
Current : 100 mA
Voltage : 5 volt
Receiver : Photodioda 5 mm
5. Motor Servo
Tipe : Double Shaft Metal Gearbox
Torsi : 10 kg.cm
Rotation range : 180°
Berat : 66 gram
Ukuran : 40.8 mm x 20.7 mm x 42.8 mm
Kecepatan : 0,2 detik/60°
Supply voltage : 6 volt
Rangka Robot Ikan
Rangka adalah bagian terpenting dari robot ikan karena dapat menopang
semua beban (termasuk komponen elektronik) dan menciptakan bentuk yang
kokoh. Rangka CI-G3 dibuat menggunakan akrilik/mika dengan ketebalan 2 mm
(Gambar 14). Alasan digunakannya akrilik ini adalah agar rangka robot ikan tidak
terlalu berat sehingga tidak melewati batas maksimum torsi dari motor servo yang
digunakan. Ketebalan 2 mm adalah ketebalan akrilik yang efisien untuk
digunakan. Semakin tipis akrilik yang digunakan semakin tidak kokoh dan mudah
patah. Semakin tebal akrilik yang digunakan maka semakin berat rangkanya dan
tidak dapat digerakkan oleh motor servo.
14
Gambar 14 Rangka CI-G3.
Salah satu robot ikan yang juga menggunakan akrilik (polikarbon) adalah
robot ikan yang dibuat oleh Rossi et al. (2011). Akrilik yang digunakan adalah
akrilik dengan ketebalan 1 mm. Akrilik digunakan karena memiliki fleksibilitas
yang tinggi (Rossi et al. 2011). Namun menurut hasil uji coba yang dilakukan,
akrilik dengan ketebalan 1 mm tidak memiliki daya tahan yang kuat untuk
menahan beban yang digunakan dalam konstruksi robot ikan CI-G3. Oleh karena
itu dalam pembuatan CI-G3, akrilik dengan ketebalan 2 mm adalah akrilik yang
baik digunakan.
Motor Servo
Ikan Giant Trevally bergerak menggunakan otot-otot tubuh hingga sirip
kaudal. Sehingga aktuator pada robot ikan yang dibuat diletakkan pada bagian
tubuh hingga sirip kaudal sesuai dengan karakteristik ikan Giant Trevally. Motor
servo digunakan sebagai aktuator untuk menggerakkan robot ikan. Motor servo
digunakan dengan kelebihan yang dapat diatur besar sudutnya. Dibanding
menggunakan motor DC, pengaturan sudut motor servo lebih akurat. Motor servo
juga memiliki rasio-torsi-beban yang lebih tinggi (0.82 N-cm/g) dibanding motor
DC dan motor stepper (Kim et al. 2011).
Motor servo yang digunakan adalah motor servo double shaft dengan torsi
10 kg.cm (Gambar 15) sebanyak 3 buah. Servo ke-1 digunakan untuk
menggerakkan joint 1, servo ke-2 untuk menggerakkan joint 2, dan servo ke-3
untuk menggerakkan joint 3 yang tersambung ke sirip kaudal. Gambar 16
menunjukkan posisi penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo pada joint 1 digerakkan 30° ke kanan dan ke kiri, sementara
untuk servo pada joint 2 digerakkan 40° ke arah kanan dan kiri, dan untuk servo di
joint 3 digerakkan 45° ke kanan dan kiri tetapi dengan kecepatan yang berbeda.
Motor servo ke-1 dan ke-2 diatur dengan delay 10 ms, sementara motor servo ke3 diatur dengan delay 5 ms. Motor servo ke-3 dibuat lebih cepat dan sudutnya
lebih besar dengan tujuan memperoleh dorongan yang lebih kuat untuk
memindahkan massa air. Hal ini berhubungan dengan letak motor servo ke-3 yang
berada di bagian belakang yang tersambung langsung dengan sirip kaudal.
15
Gambar 15 Motor servo double shaft dengan torsi 10 kg.cm.
Gambar 16 Penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo sangat sensitif dengan air, karena di dalam motor servo terdapat
komponen elektronik untuk mengatur gerakannya. Oleh karena itu, motor servo
perlu diberi lapisan kedap air di bagian-bagian yang rentan terhadap masuknya air
ke dalam casing servo. Lapisan yang digunakan untuk melindungi motor servo
adalah lem Araldite yang anti air. Dalam body case motor servo terdapat dua
bagian sambungan yang harus dilapisi agar air tidak masuk ke dalam servo dan
menyebabkan kerusakan. Penambahan greace pada gear motor servo juga
diperlukan untuk menghindari air yang masuk dari bagian shaft motor servo.
Gambar 17 merupakan motor servo yang telah diberikan lapisan kedap air.
Gambar 17 Motor servo yang telah dilapisi pelindung air.
16
Center of Gravity
Ikan memiliki organ di dalam tubuhnya yang berfungsi untuk mengatur
densitas tubuhnya. Organ ini dikenal dengan gelembung renang. Dengan adanya
gelembung renang, ikan dapat mengatur densitas dengan memompa volume udara
ke dalam gelembung renang tersebut sehingga ikan dapat melakukan gerakan
secara vertikal (tenggelam, mengapung, melayang) (Low 2008 dalam Wuhrmann
2009). Volume udara tersebut dipompa berdasarkan tekanan hidrostatik sehingga
dapat merubah daya apung (buoyancy) ikan (Watanabe et al. 2008). Sistem
gelembung renang tersebut kemudian direalisasikan menjadi buoyancy tank oleh
Kiat dan Huan (2006). Selain buoyancy tank, ada juga adaptasi dari system daya
apung yaitu Center of Gravity (Zhou et al 2008c).
Sistem Center of Gravity selanjutnya diaplikasikan di dalam robot ikan CIG3 yang digunakan untuk mengatur ballast. Center of Gravity dibuat
menggunakan motor DC sebagai penggerak, dan pemberat (Gambar 18). Besar
beban yang digunakan adalah 20 gram yang diletakkan di bagian tengah kepala.
Gambar 18 Konstruksi COG pada robot ikan CI-G3
Gambar 19 Ilustrasi COG robot ikan CI-G3: (a) neutral buoyancy, (b) negative
buoyancy, (c) positive buoyancy.
17
Gambar 19 adalah ilustrasi sistem Center of Gravity pada robot ikan CI-G3.
Pada saat robot ikan bergerak menyelam, motor DC berputar dan membuat
pemberat bergerak ke depan. Pergerakkan pemberat ke depan ini membuat robot
ikan di bagian depan lebih berat dan robot ikan menjadi condong ke bawah.
Sementara ketika robot ikan akan bergerak mengapung, motor DC berputar
berlawanan arah dan membuat pemberat bergerak ke belakang, dan posisi robot
ikan menjadi condong ke atas. Hal ini diakibatkan karena robot ikan mengalami
kelebihan berat di bagian belakang. Pergerakkan robot ikan untuk menyelam dan
mengapung dibantu oleh motor servo sebagai aktuator.
Komponen Elektronik
Perangkat elektronik yang digunakan terdiri dari mikrkokontroller, Arduino
shield, sensor, dan battery. Semua perangkat dibuat kedap air agar terhindar dari
hubungan arus pendek yang disebabkan oleh keberadaan air dalam lingkungan
elektronik. Mikrokontroller, Arduino shield, dan baterai dimasukkan ke dalam
ruang kedap air yang diletakkan pada bagian kepala robot ikan agar semua
komponen dapat beroperasi dengan baik (Gambar 20).
Gambar 20 Tata letak komponen elektronik robot ikan CI-G3
Mikrokontroller
Mikrokontroller sangat penting dalam pembuatan robot ikan yang berguna
untuk menyimpan, dan memproses perintah-perintah dari programer.
Mikrokontroller yang digunakan dalam pembuatan robot ikan CI-G3 adalah
ATMega 328P. Mikrokontroller ATMega 328P dipasang ke papan
mikrokontroller jenis Arduino UNO R3. Gambar 21 merupakan ilustrasi papan
Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller ATMega 328P.
Arduino UNO R3 menyediakan 6 pin analog input dan 11 pin digital I/O.
Pin analog input terdiri dari A0, A1, A2, A3, A4, dan A5. Pin A0, A1, dan A2
digunakan untuk input sensor inframerah pada robot ikan CI-G3. Ketiga pin
tersebut akan mendeteksi nilai analog dari sensor, selanjutnya mikrokontroller
akan merubah nilai analog tersebut menjadi nilai digital yang besarnya 0 hingga
1023. Nilai digital tersebut digunakan sebagai pengatur gerakan motor servo.
18
Gambar 21 Papan Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller
ATMega 328P.
Pin 5, 6, 7, dan 8 digunakan sebagai output digital untuk menggerakkan
motor DC melalui driver motor IC L293D. Pin 9, 10, dan 11 digunakan sebagai
output sinyal ke motor servo. Pin-pin tersebut telah dirancang untuk digital output
yang berbasis PWM (Pulse Width Modulation) pada Arduino UNO. Prinsip PWM
digunakan untuk menggerakkan motor servo (Zhou et al. 2008b).
Arduino Shield
Arduino Shield merupakan perangkat tambahan yang dirancang untuk
membuat rangkaian elektronik agar mudah dipasang ke papan Arduino UNO R3.
Arduino Shield dirancang menggunakan perangkat lunak Eagle v6.5.0 yang
selanjutnya dicetak pada papan PCB layer ganda. Gambar 22(a) merupakan
rancangan Arduino Shield yang dibuat untuk aplikasi robot ikan. Arduino shield
yang telah dirancang selanjutnya diimport ke dalam perangat lunak Google
Sketchup 8 untuk melihat bentuk 3D dan akurasinya. Sehingga pada tahap ini
Arduino Shield dapat dicek dan direvisi menjadi lebih sempurna. Gambar 22(b)
merupakan ilustrasi Arduino Shield dalam tampilan 3D.
Gambar 22 (a)Arduino Shield yang dirancang untuk aplikasi robot ikan, (b)
Arduino Shield dalam tampilan 3D.
Arduino Shield yang dirancang terdiri dari beberapa bagian, yaitu bagian
sensor, driver motor (L293D), power, dan pin output. Bagian sensor yang
terpasang dalam Arduino Shield adalah resistor pull up 30 KΩ (3 buah resistor 10
KΩ yang dipasang seri) dan resistor LED 110 Ω (2 buah resistor 220 Ω yang
dipasang paralel). Resistor LED berguna untuk mengurangi arus yang masuk ke
19
LED inframerah agar LED tidak mudah terbakar dan tahan lama. Driver motor
L293D digunakan untuk menggerakkan motor pengendali COG. Bagian Power
terdiri dari skun dan IC LM7805, dimana skun berfungsi untuk menghubungkan
baterai ke Arduino Shield dan IC LM7805 berfungsi untuk menurunkan tegangan
baterai menjadi 5 volt yang merupakan tegangan operasional dari mikrokontroller,
sensor, driver motor, dan motor DC. Pin output digunakan sebagai konektor dari
Arduino Shield ke motor servo, motor DC, dan sensor inframerah.
Setelah dirancang dengan sempurna, Arduino shield dicetak ke dalam papan
PCB layer ganda. Papan PCB layer ganda digunakan karena lebih multifungsi dan
hemat dibanding PCB layer tunggal. Arduino Shield yang telah dicetak dapat
dilihat pada Gambar 23.
Gambar 23 Arduino Shield yang telah dicetak pada PCB layer ganda.
Sensor Gerak
Sensor merupakan salah satu bagian tambahan dari robot ikan CI-G3 dan
berfungsi sebagai pendeteksi halangan yang berada di sekitar robot. Sensor yang
digunakan merupakan sensor infra merah yang diaplikasikan sebagai sensor jarak.
Sensor inframerah banyak digunakan pada robot ikan sebagai pendeteksi objek
oleh para peneliti sebelumnya (Guan et al. 2010; Guan 2009; Liu dan Hu 2006).
LED inframerah digunakan pada bagian pemancar (transmitter) yang berfungsi
untuk memancarkan cahaya inframerah. Sensor cahaya fotodioda dipasang pada
bagian penerima (receiver). Keduanya dipasang dalam satu modul dan pada LED
inframerah diberikan penutup berupa heatshrink (selongsong bakar) yang
berfungsi untuk memfokuskan cahaya inframerah agar terpancar ke arah depan
(Gambar 24). Hal ini juga berguna untuk mengurangi cahaya inframerah yang
masuk ke photodioda dari arah samping yang dapat menyebabkan derau (noise)
dan membuat nilai sensor selalu tinggi.
20
Gambar 24 (a) Modul sensor jarak menggunakan LED inframerah dan
photodiode, (b) Posisi penempatan sensor pada robot ikan.
Photodioda digunakan sebagai penerima karena photodioda merupakan
sensor yang paling peka terhadap keberadaan cahaya. Photodioda merupakan
sensor cahaya yang paling peka dibanding LDR dan phototransistor (Fajar 2011).
Photodioda dihubungkan ke resistor pull up yang berguna sebagai penguat
sinyal. Resistor pull up yang digunakan adalah resistor dengan ukuran 10 KΩ
sebanyak 3 buah yang dirangkai secara seri sehingga mendapatkan nilai total
resistansi sebesar 30 KΩ (Gambar 25). Hal tersebut sangat diperlukan karena
keluaran dari sensor photodioda sangat kecil, sehingga diperlukan penguat untuk
menghasilkan sinyal yang lebih besar agar dapat diproses oleh mikrokontroller.
Gambar 25 Resistor pull up sebesar 30 KΩ yang dihubungkan ke photodioda.
Bahasa Pemrograman
Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C yang merupakan
bahasa tingkat menengah. Bahasa pemrograman ini digunakan untuk membuat
suatu perintah pada robot ikan maupun mesin yang lain. Bahasa pemrograman
yang telah dibuat selanjutnya diproses melalui suatu compiler ke dalam bahasa
mesin yang hanya dimengerti oleh mesin tertentu. Compiler yang digunakan
untuk membuat perintah dalam pembuatan robot ikan adalah Arduino v1.0.5.
Gambar 26 menunjukkan tampilan Arduino v1.0.5.
21
Gambar 26 Antar muka Arduino v1.0.5.
Inisialisasi
Inisialisasi merupakan bagian dari pemrograman yang berfungsi untuk
mendeklarasikan suatu variabel. Inisialisasi yang digunakan pada robot ikan
adalah int dan Servo. Int adalah inisialisasi untuk variabel yang nilainya
merupakan bilangan bulat dengan ukuran 32 bit. Inisialisasi Servo merupakan
pendeklarasian penggunaan servo dan membuat suatu variabel untuk mengontrol
motor servo. Inisialisasi program secara lengkap dapat dilihat pada kode berikut:
#include
int
int
int
int
int
int
int
int
int
int
int
servo1Pin=9;
servo2Pin=10;
servo3Pin=11;
PD1=A0;
PD2=A1;
PD3=A2;
pos1;
pos2;
pos3;
motor[]={7,8};
batas=800;
Servo servo1;
Servo servo2;
Servo servo3;
Inisialisasi terdiri dari pemberian header files dari fungsi library yang sesuai
kebutuhan dengan diawali “#include” (Kusuma, 2012). “#include”
digunakan sebagai bentuk dasar untuk mengoperasikan motor servo. Servo1Pin
merupakan variabel yang digunakan untuk servo pertama, Servo2Pin untuk servo
kedua, dan Servo3Pin untuk servo ketiga. “int Servo1Pin = 9” merupakan
pendeklarasian bahwa servo pertama dihubungkan ke pin 9 pada Arduino. PD1,
PD2, dan PD3 merupakan variabel yang digunakan untuk photodioda1,
22
photodioda 2, dan photodioda 3. “int PD1=A0” adalah pendeklarasian bahwa
photodioda 1 dihubungkan ke pin A0 pada Arduino. pos1, pos2, dan pos3
digunakan untuk mendeklarasikan posisi servo 1, servo 2, dan servo 3. “int
motor[]={7,8}” adalah pendeklarasian untuk motor DC yang dihubungkan ke pin
7 dan pin 8 pada Arduino. “int batas1=800”, “int batas2=700”, “int batas3=600”
merupakan pendeklarasian untuk nilai ambang batas pendeteksian photodioda
pertama, photodioda kedua, dan photodioda ketiga. “Servo servo1”, “Servo
servo2”, dan “Servo servo3” merupakan pendeklarasian variabel untuk mengatur
servo 1, servo 2, dan servo 3.
Konfigurasi
Konfigurasi merupakan bagian pengaturan dari variabel yang telah
dideklarasi pada bagian inisialisasi. Konfigurasi diletakkan setelah inisialisasi.
Konfigurasi dimulai dengan kalimat “void setup()” dan mesin akan
mengkonfigurasi atau mengeksekusi perintah-perintah yang ada di dalam tanda “{
}”. Di bawah ini merupakan perintah-perintah dalam pengkonfigurasian untuk
membuat robot ikan.
void setup(){
pinMode(PD1,INPUT);
pinMode(PD2,INPUT);
pinMode(PD3,INPUT);
Serial.begin(9600);
servo1.attach(servo1Pin);
servo2.attach(servo2Pin);
servo3.attach(servo3Pin);
int i;
for(i=0;ibatasR && L>batasL;
int KIRI=R
RANCANG BANGUN PROTOTIPE
ROBOT IKAN BIOMIMETIK
ASPEK: GERAK SIRIP EKOR
IRWAN RUDY PAMUNGKAS
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Rancang Bangun
Prototipe Robot Ikan Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor” adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apapun 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,
Juli 2014
Irwan Rudy Pamungkas
NIM. C54090017
ABSTRAK
IRWAN RUDY PAMUNGKAS. Rancang Bangun Prototipe Robot Ikan
Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor. Dibimbing oleh INDRA JAYA.
Robot ikan biomimetik telah dieksplorasi dan dikembangkan di seluruh dunia
untuk beberapa tujuan, termasuk pengawasan dan pemantauan laut. Sebuah robot ikan
Carangiform hasil imitasi dari Caranx ignobilis, yang diberi nama CI-G3, berhasil
dibuat dan dianalisis pergerakkan sirip caudal-nya dalam studi ini. Robot ikan CI-G3
memiliki dimensi panjang 45 cm, lebar 10 cm, dan tinggi 18 cm. Material yang
digunakan adalah motor servo sebagai aktuator, Arduino UNO R3 sebagai
mikrokontroller kit, sensor inframerah dan photodioda, serta motor DC. CI-G3 dibuat
dengan tiga buah joint dan link yang ideal untuk mengimitasi gerakan natural dari
gerak sirip ekor Carangiform. Saat bermanuver, joint 1 robot ikan CI-G3 membentuk
sudut 30° yang diikuti joint 2 pada 40° dan joint 3 pada 45°. Penambahan gaya berat
sebesar 1,5 N di bagian posterior dan gaya apung sebesar 1,54 N di bagian anterior
robot ikan CI-G3 diperlukan untuk membuat posisi CI-G3 menjadi netral buoyancy.
Center of Gravity dibuat menggunakan beban 20 gram dan motor DC. Center of
Gravity digunakan untuk mengatur daya apung CI-G3 agar dapat merubah posisi
menjadi netral, diving, dan resurface. Motor DC Center of Gravity memerlukan
waktu 0,2 detik untuk menggerakkan beban Center of Gravity ke sudut 90° terhadap
garis vertikal. Hasil analisis gerak sirip ekor didapat bahwa untuk menghasilkan
gerakan normal diperlukan = 0,89, = -0,19 dan = 0,56 Hz. CI-G3 memerlukan
waktu sebesar 1,8 detik untuk membuat undulasi sebesar satu gelombang.
Kata kunci: biomimetik, gerak sirip kaudal, robot ikan.
iii
ABSTRACT
IRWAN RUDY PAMUNGKAS. Design of Prototypical Biomimetic Fish Robot
Apect: Caudal Fin Motion. Under direction of INDRA JAYA.
Biomimetic fish robot has been explored and developed worldwide for
several purpose, including marine surveillance and monitoring. A Carangiform
fish robot mimicking Caranx ignobilis, named CI-G3, was constructed and it’s
caudal fin movement was analyzed in this study. Fish robot CI-G3 had a
dimension of 45 cm length, 10 cm width, and 18 cm height. Materials used were
three servos for actuator, one Arduino UNO R3 for microcontroller kit, three
infrared sensors and photodiodes, and one DC motor. CI-G3 had three joints and
links, wich was ideal to mimic natural maneuver of Carangiform’s body caudal fin
movement. During maneuvering, joint 1 of CI-G3 fish robot flexed at 30° that
followed by joint 2 at 40° and joint 3 at 45°. Weight force of 1,5 N in posterior
and buoyancy forces of 1,54 N in anterior part of the fish robot CI-G3 was
required to position CI-G3 at natural buoyancy. Center of Gravity was created by
20 grams load and one DC motor. It used to adjust buoyancy of CI-G3 to change
the position into a neutral, dive, and resurface position. Center of Gravity’s DC
motor was needed 0,2 seconds to move the load into an angle of 90° to the vertical
line. Caudal fin motion analysis showed that we need = 0,89, = -0,19 and =
0,56 Hz to make natural motion. CI-G3 fish robot was needed 1,8 seconds to make
one wave undulation.
Keywords: biomimetic, caudal fin motion, fish robot.
RANCANG BANGUN PROTOTIPE
ROBOT IKAN BIOMIMETIK
ASPEK: GERAK SIRIP EKOR
IRWAN RUDY PAMUNGKAS
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Ilmu Kelautan
pada
Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan
DEPARTEMEN ILMU DAN TEKNOLOGI KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2014
ii
iii
Judul Skripsi : Rancang Bangun Prototipe Robot Ikan Biomimetik
Aspek: Gerak Sirip Ekor
Nama
: Irwan Rudy Pamungkas
NIM
: C54090017
Disetujui oleh
Prof Dr Ir Indra Jaya, MSc
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr Ir I Wayan Nurjaya, MSc
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
iv
PRAKATA
Puji syukur ke hadirat Allah SWT atas segala limpahan rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul “Rancang
Bangun Prototipe Robot Ikan Biomimetik Aspek: Gerak Sirip Ekor”. Karya
ilmiah ini dibuat sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Ilmu
Kelautan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan
Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Dalam kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih
kepada:
1
2
3
4
5
6
7
Ayahanda dan Ibunda tercinta, Retno Dea Gitawati, dan Trys Wahyu
Wijaya yang selalu memberikan dukungan, doa, dan nasehat yang tak
pernah putus dari hari ke hari.
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc selaku dosen pembimbing.
Dr. Henry M. Manik, S.Pi., M.T. selaku dosen penguji tamu.
Adriani, S.Pi., M.Si. selaku dosen penguji tamu.
Dr. Ir. Sri Pujiati, M.Si selaku pembimbing akademik yang selalu
memberikan semangat dan arahan selama penulis menempuh
pendidikan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan-IPB.
Seluruh staff bagian Akustik dan Instrumentasi Kelautan atas bantuan
dan semangat yang diberikan kepada penulis untuk menyelesaikan
karya ilmiah ini.
Rekan-rekan ITK 46 atas kebersamaannya selama penulis menempuh
pendidikan di Departemen Ilmu dan Teknologi Kelautan IPB.
Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari kesempurnaan.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi penulis secara pribadi dan khalayak
umum.
Bogor,
Juli 2014
Irwan Rudy Pamungkas
v
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
3
METODOLOGI
3
Waktu dan Tempat Penelitian
3
Alat dan Bahan
3
Rencana Kerja
4
Desain Kerja Sistem Robot Ikan
6
Rancang Bangun Robot Ikan Biomimetik
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
12
Robot Ikan CI-G3
12
Uji Coba Robot Ikan CI-G3
23
Uji Gerak Sirip Ekor
28
KESIMPULAN DAN SARAN
32
Kesimpulan
32
Saran
33
DAFTAR PUSTAKA
33
LAMPIRAN
36
vi
DAFTAR TABEL
1
2
3
Alat yang digunakan dalam penelitian.
Bahan yang digunakan dalam penelitian.
Spesifikasi robot ikan CI-G3
3
4
13
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Robot ikan G9 milik University of Essex.
(a) Robot ikan Pari yang dibuat oleh Osaka University dan Nanyang
Technological University, (b) Robot Knifefish yang dibuat oleh Nanyang
Technological University.
Contoh-contoh robot ikan biomimetik jenis BCF yang sudah dibuat oleh
berbagai institusi.
Diagram alir tahapan pembuatan robot ikan.
Tahapan proses konstruksi pada bagian mekanik, elektronik, dan
program
Diagram alir prinsip kerja robot ikan.
Blok diagram sistem transmisi sinyal pada sensor
Blok diagram sistem transmisi sinyal pada bagian ekor dan COG
Caranx ignobilis, jenis ikan yang akan diimitasi (Sumber: FAO).
Desain dan tata letak komponen elektronik dan komponen penggerak
pada robot ikan.
Rangkaian Elektronik dalam Robot Ikan CI-G3.
Ilustrasi gerakan ikan: (A) Anguiliform, (B) Carangiform
Robot ikan CI-G3 yang dilengkapi dengan sensor inframerah.
Rangka CI-G3.
Motor servo double shaft dengan torsi 10 kg.cm.
Penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo yang telah dilapisi pelindung air.
Konstruksi COG pada robot ikan CI-G3
Ilustrasi COG robot ikan CI-G3: (a) neutral buoyancy, (b) negative
buoyancy, (c) positive buoyancy.
Tata letak komponen elektronik robot ikan CI-G3
Papan Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller ATMega
328P.
(a)Arduino Shield yang dirancang untuk aplikasi robot ikan, (b) Arduino
Shield dalam tampilan 3D.
Arduino Shield yang telah dicetak pada PCB layer ganda.
(a) Modul sensor jarak menggunakan LED inframerah dan photodiode,
(b) Posisi penempatan sensor pada robot ikan.
Resistor pull up sebesar 30 KΩ yang dihubungkan ke photodioda.
Antar muka Arduino v1.0.5.
Grafik hubungan antara jarak objek di akuarium dengan voltase output
sensor pada siang hari (medium udara).
1
1
2
4
5
6
7
7
8
8
9
10
12
14
15
15
15
16
16
17
18
18
19
20
20
21
24
vii
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
Grafik hubungan antara jarak objek di dalam akuarium dengan voltase
output sensor pada malam hari (medium udara).
Grafik hubungan jarak dan voltase output terhadap karakteristik objek
(transparan dan non-transparan) di malam hari pada sensor 1.
Grafik hubungan antara jarak objek dengan voltase output sensor di
dalam air.
(a) Kondisi CI-G3 di dalam air sebelum ditambah pemberat dan
pelampung, (b) kondisi CI-G3 di dalam air setelah ditambah pelampung
dan pemberat
Grafik posisi beban COG terhadap waktu.
Hasil uji coba COG CI-G3 di dalam air.
Grafik posisi setiap joint servo pada saat bergerak setengah gelombang.
Grafik hubungan antara waktu dan sudut yang ditempuh setiap motor
servo pada robot ikan CI-G3.
Grafik pola pergerakan robot ikan CI-G3.
Pola gerakan motor servo di setiap joint relatif terhadap kepala robot.
Hasil uji coba CI-G3 di dalam air.
24
25
25
26
27
28
29
30
30
31
32
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
Desain Robot Ikan CI-G3
Data Pengukuran Sistem Kerja COG.
Data Pengukuran Sistem Kerja Motor Servo
36
37
37
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Robot ikan biomimetik telah menjadi bahan eksplorasi yang banyak
dikembangkan para peneliti dunia. University of Essex di Inggris telah membuat
G9 (Gambar 1) sebagai generasi robot ikan biomimetik terbaru (Hu et al. 2006).
Nanyang Technological University di Singapura telah mengembangkan robot ikan
Pari, Knifefish Robot, dan robot ikan Arwana. Osaka University di Jepang juga
telah mengembangkan robot ikan Pari (Kiat dan Huan 2006) (Gambar 2).
Gambar 1 Robot ikan G9 milik University of Essex.
(a)
(b)
Gambar 2 (a) Robot ikan Pari yang dibuat oleh Osaka University dan Nanyang
Technological University, (b) Robot Knifefish yang dibuat oleh
Nanyang Technological University.
engembangan robot ikan biomimetik dimulai dari sistem manuver yang
diharapkan memiliki kemiripan dengan ikan sesungguhnya di alam (Zhou et al.
2008a, Korkmaz et al. 2011, Hu et al. 2006, dan Anton et al. 2009), sistem daya
apung (Strand et al. 2005), hingga konstruksi tubuhnya yang terinspirasi dari jenis
2
ikan tertentu, seperti jenis Carangiform (Liu dan Hu 2010), Pari Manta (Moored et
al. 2011), Hiu (Long et al. 2011), dan Koi (Nilas et al. 2011). Setiap jenis ikan
memiliki karakteristik gerakan dan konstruksi yang berbeda. Sehingga memiliki
tingkat kesulitan yang berbeda pula dalam penelitian dan pengembangannya.
Robot ikan biomimetik dikembangkan dalam dua jenis, yaitu Median Paired
Fin (MPF) dan Body Caudal Fin (BCF) (Siahmansouri et al. 2011). Namun jenis
robot ikan biomimetik yang banyak dikembangkan adalah jenis Body Caudal Fin
(BCF). Robot ikan BCF banyak dikembangkan karena memiliki sensitifitas dan
efektifitas gerakan yang tinggi serta mudah dioperasikan. Selain itu juga jenis ikan
yang dapat diimitasi memiliki jumlah yang lebih banyak dibanding ikan yang
bergerak dengan paired fin. Beberapa contoh robot ikan biomimetik jenis BCF
yang sudah dibuat adalah G9 (University of Essex), Robo Tuna (Massachusetts
Institute of Technology), PPF-09, PF-200, PF-700 (National Marine Research
Institute), dan Robot Arowana (Nanyang Technological University) seperti yang
tertera pada Gambar 3 (Low 2008).
Gambar 3 Contoh-contoh robot ikan biomimetik jenis BCF yang sudah dibuat
oleh berbagai institusi.
Teknologi robot ikan biomimetik dikembangkan untuk aplikasi di bidang
kelautan (Fish dan Kocak 2011). Robot ikan berfungsi untuk berbagai macam
keperluan, diantaranya adalah pengawasan dan inspeksi daerah perairan, kegiatan
3
mata-mata, pendeteksian dan penjinakkan ranjau, pemetaan dasar laut, serta riset
biologi (Hu et al. 2006). Robot ikan juga dapat dimanfaatkan untuk pekerjaan
pada daerah yang tidak bisa dijangkau oleh manusia, seperti pada sela-sela batu
karang, sela-sela pipa bawah air, dan eksplorasi pada bagian interior kapal karam
(Zhou et al. 2008b).
Robot ikan di Indonesia belum menjadi prioritas utama bagi para peneliti
untuk fungsi yang lebih spesifik. Robot ikan yang beredar di Indonesia hanya
dimanfaatkan sebagai aksesoris dan mainan. Oleh karena itu, melihat pentingnya
manfaat dari perkembangan robot ikan tersebut terhadap Indonesia yang
merupakan negara maritim, maka dilakukan penelitian ini sebagai awal dalam
penelitian-penelitian robot ikan biomimetik selanjutnya di Indonesia. Dalam
penelitian ini akan dirancang suatu robot ikan biomimetik berjenis Body Caudal
Fin (BCF). Penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk keberlanjutan
penelitian dan pengembangan robot ikan di Indonesia di masa mendatang.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan merancang bangun robot ikan biomimetik berjenis
Body Caudal Fin (BCF) dan menguji kinerja pergerakan sirip ekor robot ikan di
dalam air.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Agustus 2013 sampai dengan
Februari 2014 di Workshop Akustik dan Instrumentasi Kelautan Departemen Ilmu
dan Teknologi Kelautan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian
Bogor.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini dapat dilihat di dalam
Tabel 1 dan Tabel 2.
1
2
3
4
5
Tabel 1 Alat yang digunakan dalam penelitian.
Kebutuhan
Jumlah Kebutuhan
Solder
1 unit
Shucker
1 unit
Gerinda
1 unit
Bor
1 unit
Obeng
1 unit
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tabel 2 Bahan yang digunakan dalam penelitian.
Kebutuhan
Jumlah Kebutuhan
Motor Servo Double Shaft
3 buah
Akrilik / Mika
1 x 1 meter
LED Inframerah
3 buah
Photodioda
3 buah
Arduino UNO R3
1 buah
Regulator LM7805
1 buah
Battery 9 Volt
1 buah
Kapasitor 25 V 1000 µF
1 buah
Resistor 10 KΩ
6 buah
Resistor 220 Ω
2 buah
Kabel 10 pin
1 meter
Grease
1 botol
Lem Araldite
1 botol
PCB Bolong
1 buah
IC MotorL293D
1 buah
Rencana Kerja
Perancangan robot ikan ini terdiri dari tiga tahap, yaitu: perencanaan,
pembuatan, dan uji coba. Perencanaan pembuatan robot ikan dapat dilihat pada
Gambar 4.
Gambar 4 Diagram alir tahapan pembuatan robot ikan.
5
Tahap perencanaan terdiri dari beberapa tahapan, di antaranya adalah
persiapan, perumusan masalah, dan perancangan penelitian. Tahap persiapan
merupakan tahapan awal untuk memulai penelitian, termasuk di dalamnya
mencari referensi bahan penelitian. Pada tahap perumusan masalah akan
ditentukan permasalahan mengenai robot ikan yang masih belum berkembang
pesat di Indonesia. Hal ini merupakan langkah awal untuk merancang penelitian
yang akan dilakukan. Pada tahap perancangan penelitian, di dalamnya berisi
pemikiran peneliti mengenai desain dan rencana kerja.
Tahap pembuatan merupakan tahap konstruksi robot ikan yang di dalamnya
terbagi menjadi tiga bagian, yaitu: bagian mekanik, bagian elektronik, dan bagian
program. Pada bagian elektronik ini dibuat rancangan schematic menggunakan
perangkat lunak dan direpresentasikan ke dalam sirkuit dalam Project Board.
Bagian mekanik dirancang menggunakan perangkat lunak Google Sketchup 8.
Program dibuat untuk memasukkan berbagai macam perintah agar robot ikan bisa
berpikir dan bergerak sesuai dengan yang diinginkan. Bahasa pemrograman yang
digunakan adalah Bahasa C dengan bantuan perangkat lunak Arduino v1.0.5
sebagai compiler. Diagram alir bagian mekanik, elektronik, dan program pada
pembuatan robot ikan CI-G3 mulai dari konstruksi hingga integrasi bagian
ditunjukkan pada Gambar 5.
*
Gambar 5 Tahapan proses konstruksi pada bagian mekanik, elektronik, dan
program
Tahap ketiga merupakan tahap uji coba yang merupakan pengujian kinerja
agar robot ikan benar-benar berfungsi dengan baik. Uji coba dilakukan di dalam
akuarium dengan dimensi 100 cm x 30 cm x 50 cm. Bagian yang diujicobakan
adalah bagian sensor, Center of Gravity, dan gerak sirip ekor.
6
Desain Kerja Sistem Robot Ikan
Sistem Kontrol Robot Ikan
Sistem kontrol robot ikan dapat dilihat pada Gambar 6. Catu daya yang
digunakan adalah baterai 9 Volt dan 6 Volt. Baterai 9 Volt digunakan untuk
menyuplai pasokan listrik dari transmitter dan receiver sensor inframerah,
mikrokontroler, dan motor DC untuk Center of Gravity. Sementara battery 6 Volt
digunakan untuk mensuplai motor servo. LM7805 digunakan untuk menurunkan
tegangan agar sesuai dengan tegangan default dari transmitter, mikrokontroler,
dan motor DC.
Gambar 6 Diagram alir prinsip kerja robot ikan.
Transmisi Sinyal
Robot ikan yang dibuat terdiri dari tiga bagian elektronik, yaitu sensor,
Center of Gravity, dan ekor. Bagian sensor terdiri dari transmitter dan receiver. Di
dalam transmitter terdapat resistor pengaman dan LED inframerah, dan di dalam
receiver terdapat resistor pull up dan photodioda. LM7805 yang mendapat suplai
listrik dari catu daya 9 volt akan mengirimkan listrik 5 volt ke transmitter dan
receiver. Transmitter akan mengirim gelombang inframerah ke medium dan
apabila mengenai objek, gelombang teresebut akan memantul kembali dan
diterima oleh receiver. Selanjutnya gelombang tersebut akan dirubah menjadi
energi listrik. Energi listrik tersebut akan mendapat penguatan melalui resistor
pull up dan selanjutnya akan masuk ke mikrokontroller unit dan diolah dalam
bahasa mesin menjadi perintah-perintah sesuai dengan bahasa pemrograman yang
dibuat. Sistem transmisi sinyal dari sensor pada robot ikan CI-G3 dapat dilihat
pada Gambar 7.
7
Gambar 7 Blok diagram sistem transmisi sinyal pada sensor
Setelah energi listrik berubah menjadi perintah-perintah dalam bahasa
mesin, mikrokontroller akan mengeksekusi perintah-perintah tersebut. Selanjutnya
energi listrik akan dikirimkan ke driver motor L293D untuk diolah kembali. Hasil
pengolahan tersebut adalah energi listrik yang mengalir ke motor DC untuk
menggerakkan beban pada Center of Gravity. Sementara di port yang lain, hasil
eksekusi akan berupa pulsa untuk menggerakkan motor servo pada ekor higga ke
sirip kaudal. Sistem transmisi sinyal dari Center of Gravity dan ekor dapat dilihat
pada Gambar 8.
Gambar 8 Blok diagram sistem transmisi sinyal pada bagian ekor dan COG
Rancang Bangun Robot Ikan Biomimetik
Desain Robot Ikan
Robot ikan yang dibuat merupakan imitasi dari jenis ikan Giant Trevally
(Caranx ignobilis) dengan nama lokal Kuwe (Gambar 9). Jenis ikan ini
8
merupakan ikan yang hidup di perairan pelagis di laut lepas, air payau, dan
terumbu karang, serta merupakan perenang yang cepat dan kuat. Tubuhnya dapat
tumbuh sampai panjang 1,7 meter.
Gambar 9 Caranx ignobilis, jenis ikan yang akan diimitasi (Sumber: FAO).
Gambar 10 Desain dan tata letak komponen elektronik dan komponen penggerak
pada robot ikan.
Gambar 10 merupakan desain robot ikan yang akan dibuat. Desain robot
ikan dibuat menggunakan perangkat lunak Google Sketchup 8 yang merupakan
perangkat lunak designer. Robot ikan yang dibuat dilengkapi dengan motor servo
3 buah sebagai penggerak sirip kaudal dan motor DC 1 buah sebagai pengatur
Center of Gravity. Sensor inframerah di bagian depan berfungsi sebagai detektor
9
halangan dan kondisi lingkungan, dan COG sebagai pengatur gerak vertikal.
Desain robot ikan secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran 1.
Komponen Elektronik
Rangkaian elektronik (schematic) prototipe robot ikan dibuat menggunakan
perangkat lunak Eagle v6.5.0. Sistem elektronik robot ikan dibuat menggunakan
LED Inframerah sebagai transmitter sensor, resistor 220 Ω digunakan untuk
mengurangi arus yang masuk agar tidak terjadi kerusakan pada LED,
mikrokontroller yang digunakan adalah ATMega328P dengan board Arduino
UNO R3. Receiver sensor yang digunakan adalah photodioda yang akan membaca
gelombang inframerah dan meneruskan sinyal ke mikrokontroler melalui pin A0,
A1, dan A2 pada Arduino UNO R3.
Motor servo digunakan untuk menggerakkan sirip kaudal. Ada 3 buah motor
servo yang digunakan dan masing-masing dihubungkan ke pin 9, pin 10, dan pin
11. Pin 5, pin 6, pin 7, dan pin 8 digunakan sebagai input ke IC Motor L293D
untuk menggerakkan motor DC pengatur COG. Rangkaian elektronik robot ikan
yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11 Rangkaian Elektronik dalam Robot Ikan CI-G3.
Daya Apung
Posisi robot ikan yang dibuat harus dalam keadaan tenggelam tetapi berada
tepat di bawah permukaan air agar dapat menghasilkan gerakan yang efisien.
Sementara posisi robot ikan yang dibuat tentunya tidak memiliki massa jenis yang
sama dengan massa jenis air (untuk mendapatkan posisi tersebut), oleh karena itu
10
perlu adanya penambahan beban dan pelampung untuk menambah gaya berat dan
gaya apung. Hukum Archimedes digunakan untuk membuat kondisi ini.
........................................................................ (1)
Dimana :
= gaya apung (N)
= massa jenis air (kg/m3)
= volume benda yang tercelup di dalam air (m3).
Gerak Sirip Ekor
Ikan Carangiform bergerak menggunakan bagian posterior dimana dua
pertiga bagian tubuhnya melakukan gerakan untuk bergerak secara vertikal
(Gambar 12). Ikan Carangiform bergerak lebih cepat dan lebih efisien dibanding
Anguiliform, karena lebih sedikit energi yang hilang saat memindahkan massa air
untuk membuat dorongan (Nilas 2011).
Gambar 12 Ilustrasi gerakan ikan: (A) Anguiliform, (B) Carangiform
Model matematik sederhana digunakan dalam menganalisis gerakan robot
ikan untuk menghasilkan gerakan normal dari ikan Carangiform. Model
matematik yang digunakan diambil berdasarkan “C” shape model milik Lighthill
(Nilas 2011). Model matematika tersebut dapat dilihat pada persamaan di bawah.
..................... (2)
Dimana :
= posisi robot ikan relatif terhadap sumbu
= koefisien linear
= koefisien kuadratik
= panjang glombang,
= frekuensi gerakan ekor.
pada waktu
11
Formula (2) menurut Liu (2010) adalah model gerakan tubuh ikan jenis
Carangiform. Sedangkan model gerakan sirip ekor didapat dengan mereduksi
dengan fungsi linear
.
diperoleh dari order pertama
untuk
, sehingga:
(
)
....................................................... (3)
........... (4)
Sehingga didapat model dari gerakan sirip kaudal
dalam fungsi
sumbu dan waktu.
Sementara sudut dari setiap joint servo dapat di ekspresikan dalam formula
di bawah ini:
(
{
Dimana :
(
))
........... (5)
= sudut joint servo pada waktu
= amplitudo maksimum pada setiap joint motor servo
= waktu yang dibutuhkan antara 3 tahap; yaitu winding
stage, peak-holding stage, dan unwinding stage
(Liu 2010).
Winding stage adalah tahapa dimana sirip ekor bergerak meliuk mendorong
massa air untuk menghasilkan gerakan. Sementara peak-holding stage adalah fase
istirahat atau delay dari tahap winding ke tahap unwinding. Sedangkan tahap
unwinding adalah gerakan meliuk sirip ekor saat kembali ke posisi awal. Tahap
unwinding sebenarnya sama dengan tahap winding, hanya saja arahnya berbeda.
12
HASIL DAN PEMBAHASAN
Robot Ikan CI-G3
Desain Robot
Robot ikan yang berhasil dibuat memiliki dimensi panjang 45 cm, lebar 10
cm, dan tinggi 18 cm, dan diberi nama CI-G3 seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 13. CI-G3 baru dilengkapi dengan sensor inframerah yang berfungsi
sebagai pendeteksi objek yang berada di hadapannya. CI-G3 merupakan desain
awal dari teknologi robot ikan di Indonesia yang diharapkan dapat bermanfaat di
masa depan, diantaranya adalah: sebagai pendeteksi bom, pengusir penyu dalam
budidaya rumput laut, mata-mata kapal perang asing, pemetaan dasar laut, dan
riset biologi (Hu et al. 2006).
Konstruksi CI-G3 terdiri dari beberapa bagian, diantaranya adalah catu
daya, sensor, kotak kompartemen, motor servo, dan COG. Catu daya yang
digunakan terdiri dari dua bagian, yaitu satu bagian untuk mikrokontroller, sensor,
dan motor DC, serta satu bagian lagi catu daya khusus untuk motor servo. Catu
daya yang digunakan untuk mikrokontroller, sensor dan motor DC adalah catu
daya dengan tegangan 9 volt yang diletakkan di dalam kotak kompartemen.
Sementara catu daya khusus untuk motor servo adalah 6 volt yang terdiri dari 4
buah baterai AA (1,5 volt). Seluruh bagian dirancang kedap air agar air dari
lingkungan tidak masuk ke dalam sistem yang dapat menyebabkan terjadinya
hubungan arus pendek dan merusak sistem elektronik.
Gambar 13 Robot ikan CI-G3 yang dilengkapi dengan sensor inframerah.
Sensor yang digunakan sebanyak tiga buah dan berfungsi mendeteksi
halangan dan objek. Satu buah berada di depan untuk mendeteksi halangan di
depan robot, satu buah masing-masing di kiri dan kanan untuk mendeteksi
halangan di samping robot. Kotak komponen dibuat menggunakan akrilik mika
dan dirancang kedap air yang di dalamnya terdiri dari Arduino UNO R3 dan
Arduino shield, heat shink, dan baterai 9 volt. COG dibuat menggunakan satu
buah motor DC dan pemberat. Motor servo digunakan sebanyak tiga buah: dua
buah digunakan untuk menggerakkan bagian ekor dan satu lainnya digunakan
13
untuk menggerakkan sirip kaudal. Spesifikasi robot ikan secara lengkap dapat
dilihat pada Tabel 3 dibawah ini.
Tabel 3 Spesifikasi robot ikan CI-G3
No.
Parameter
Spesifikasi
1. Robot Ikan
Jenis : Carangiform
Ukuran : 45 cm x 10 xm x 18 cm
Berat : 770 gram
Frekuensi kepakkan sirip kaudal : 0,56 Hz
Material kerangka : akrilik
2. Microcontroller unit
Chip : ATMega 328P
Board : Arduino UNO R3
Supply voltage : 5 volt
Clock : 16 MHz
Bootloader : 512 byte
Baudrate : 115200
3. Motor Controller
Chip : L293D
Tipe : Quadruple half-h driver
Supply voltage (Vcc1): 5 volt
Output voltage (Vcc2): 5 volt
Current : 600 mA
4. Sensor
Transmitter : LED inframerah 5 mm
Panjang gelombang : 940 nm
Current : 100 mA
Voltage : 5 volt
Receiver : Photodioda 5 mm
5. Motor Servo
Tipe : Double Shaft Metal Gearbox
Torsi : 10 kg.cm
Rotation range : 180°
Berat : 66 gram
Ukuran : 40.8 mm x 20.7 mm x 42.8 mm
Kecepatan : 0,2 detik/60°
Supply voltage : 6 volt
Rangka Robot Ikan
Rangka adalah bagian terpenting dari robot ikan karena dapat menopang
semua beban (termasuk komponen elektronik) dan menciptakan bentuk yang
kokoh. Rangka CI-G3 dibuat menggunakan akrilik/mika dengan ketebalan 2 mm
(Gambar 14). Alasan digunakannya akrilik ini adalah agar rangka robot ikan tidak
terlalu berat sehingga tidak melewati batas maksimum torsi dari motor servo yang
digunakan. Ketebalan 2 mm adalah ketebalan akrilik yang efisien untuk
digunakan. Semakin tipis akrilik yang digunakan semakin tidak kokoh dan mudah
patah. Semakin tebal akrilik yang digunakan maka semakin berat rangkanya dan
tidak dapat digerakkan oleh motor servo.
14
Gambar 14 Rangka CI-G3.
Salah satu robot ikan yang juga menggunakan akrilik (polikarbon) adalah
robot ikan yang dibuat oleh Rossi et al. (2011). Akrilik yang digunakan adalah
akrilik dengan ketebalan 1 mm. Akrilik digunakan karena memiliki fleksibilitas
yang tinggi (Rossi et al. 2011). Namun menurut hasil uji coba yang dilakukan,
akrilik dengan ketebalan 1 mm tidak memiliki daya tahan yang kuat untuk
menahan beban yang digunakan dalam konstruksi robot ikan CI-G3. Oleh karena
itu dalam pembuatan CI-G3, akrilik dengan ketebalan 2 mm adalah akrilik yang
baik digunakan.
Motor Servo
Ikan Giant Trevally bergerak menggunakan otot-otot tubuh hingga sirip
kaudal. Sehingga aktuator pada robot ikan yang dibuat diletakkan pada bagian
tubuh hingga sirip kaudal sesuai dengan karakteristik ikan Giant Trevally. Motor
servo digunakan sebagai aktuator untuk menggerakkan robot ikan. Motor servo
digunakan dengan kelebihan yang dapat diatur besar sudutnya. Dibanding
menggunakan motor DC, pengaturan sudut motor servo lebih akurat. Motor servo
juga memiliki rasio-torsi-beban yang lebih tinggi (0.82 N-cm/g) dibanding motor
DC dan motor stepper (Kim et al. 2011).
Motor servo yang digunakan adalah motor servo double shaft dengan torsi
10 kg.cm (Gambar 15) sebanyak 3 buah. Servo ke-1 digunakan untuk
menggerakkan joint 1, servo ke-2 untuk menggerakkan joint 2, dan servo ke-3
untuk menggerakkan joint 3 yang tersambung ke sirip kaudal. Gambar 16
menunjukkan posisi penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo pada joint 1 digerakkan 30° ke kanan dan ke kiri, sementara
untuk servo pada joint 2 digerakkan 40° ke arah kanan dan kiri, dan untuk servo di
joint 3 digerakkan 45° ke kanan dan kiri tetapi dengan kecepatan yang berbeda.
Motor servo ke-1 dan ke-2 diatur dengan delay 10 ms, sementara motor servo ke3 diatur dengan delay 5 ms. Motor servo ke-3 dibuat lebih cepat dan sudutnya
lebih besar dengan tujuan memperoleh dorongan yang lebih kuat untuk
memindahkan massa air. Hal ini berhubungan dengan letak motor servo ke-3 yang
berada di bagian belakang yang tersambung langsung dengan sirip kaudal.
15
Gambar 15 Motor servo double shaft dengan torsi 10 kg.cm.
Gambar 16 Penempatan motor servo pada robot ikan.
Motor servo sangat sensitif dengan air, karena di dalam motor servo terdapat
komponen elektronik untuk mengatur gerakannya. Oleh karena itu, motor servo
perlu diberi lapisan kedap air di bagian-bagian yang rentan terhadap masuknya air
ke dalam casing servo. Lapisan yang digunakan untuk melindungi motor servo
adalah lem Araldite yang anti air. Dalam body case motor servo terdapat dua
bagian sambungan yang harus dilapisi agar air tidak masuk ke dalam servo dan
menyebabkan kerusakan. Penambahan greace pada gear motor servo juga
diperlukan untuk menghindari air yang masuk dari bagian shaft motor servo.
Gambar 17 merupakan motor servo yang telah diberikan lapisan kedap air.
Gambar 17 Motor servo yang telah dilapisi pelindung air.
16
Center of Gravity
Ikan memiliki organ di dalam tubuhnya yang berfungsi untuk mengatur
densitas tubuhnya. Organ ini dikenal dengan gelembung renang. Dengan adanya
gelembung renang, ikan dapat mengatur densitas dengan memompa volume udara
ke dalam gelembung renang tersebut sehingga ikan dapat melakukan gerakan
secara vertikal (tenggelam, mengapung, melayang) (Low 2008 dalam Wuhrmann
2009). Volume udara tersebut dipompa berdasarkan tekanan hidrostatik sehingga
dapat merubah daya apung (buoyancy) ikan (Watanabe et al. 2008). Sistem
gelembung renang tersebut kemudian direalisasikan menjadi buoyancy tank oleh
Kiat dan Huan (2006). Selain buoyancy tank, ada juga adaptasi dari system daya
apung yaitu Center of Gravity (Zhou et al 2008c).
Sistem Center of Gravity selanjutnya diaplikasikan di dalam robot ikan CIG3 yang digunakan untuk mengatur ballast. Center of Gravity dibuat
menggunakan motor DC sebagai penggerak, dan pemberat (Gambar 18). Besar
beban yang digunakan adalah 20 gram yang diletakkan di bagian tengah kepala.
Gambar 18 Konstruksi COG pada robot ikan CI-G3
Gambar 19 Ilustrasi COG robot ikan CI-G3: (a) neutral buoyancy, (b) negative
buoyancy, (c) positive buoyancy.
17
Gambar 19 adalah ilustrasi sistem Center of Gravity pada robot ikan CI-G3.
Pada saat robot ikan bergerak menyelam, motor DC berputar dan membuat
pemberat bergerak ke depan. Pergerakkan pemberat ke depan ini membuat robot
ikan di bagian depan lebih berat dan robot ikan menjadi condong ke bawah.
Sementara ketika robot ikan akan bergerak mengapung, motor DC berputar
berlawanan arah dan membuat pemberat bergerak ke belakang, dan posisi robot
ikan menjadi condong ke atas. Hal ini diakibatkan karena robot ikan mengalami
kelebihan berat di bagian belakang. Pergerakkan robot ikan untuk menyelam dan
mengapung dibantu oleh motor servo sebagai aktuator.
Komponen Elektronik
Perangkat elektronik yang digunakan terdiri dari mikrkokontroller, Arduino
shield, sensor, dan battery. Semua perangkat dibuat kedap air agar terhindar dari
hubungan arus pendek yang disebabkan oleh keberadaan air dalam lingkungan
elektronik. Mikrokontroller, Arduino shield, dan baterai dimasukkan ke dalam
ruang kedap air yang diletakkan pada bagian kepala robot ikan agar semua
komponen dapat beroperasi dengan baik (Gambar 20).
Gambar 20 Tata letak komponen elektronik robot ikan CI-G3
Mikrokontroller
Mikrokontroller sangat penting dalam pembuatan robot ikan yang berguna
untuk menyimpan, dan memproses perintah-perintah dari programer.
Mikrokontroller yang digunakan dalam pembuatan robot ikan CI-G3 adalah
ATMega 328P. Mikrokontroller ATMega 328P dipasang ke papan
mikrokontroller jenis Arduino UNO R3. Gambar 21 merupakan ilustrasi papan
Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller ATMega 328P.
Arduino UNO R3 menyediakan 6 pin analog input dan 11 pin digital I/O.
Pin analog input terdiri dari A0, A1, A2, A3, A4, dan A5. Pin A0, A1, dan A2
digunakan untuk input sensor inframerah pada robot ikan CI-G3. Ketiga pin
tersebut akan mendeteksi nilai analog dari sensor, selanjutnya mikrokontroller
akan merubah nilai analog tersebut menjadi nilai digital yang besarnya 0 hingga
1023. Nilai digital tersebut digunakan sebagai pengatur gerakan motor servo.
18
Gambar 21 Papan Arduino UNO R3 yang telah terpasang mikrokontroller
ATMega 328P.
Pin 5, 6, 7, dan 8 digunakan sebagai output digital untuk menggerakkan
motor DC melalui driver motor IC L293D. Pin 9, 10, dan 11 digunakan sebagai
output sinyal ke motor servo. Pin-pin tersebut telah dirancang untuk digital output
yang berbasis PWM (Pulse Width Modulation) pada Arduino UNO. Prinsip PWM
digunakan untuk menggerakkan motor servo (Zhou et al. 2008b).
Arduino Shield
Arduino Shield merupakan perangkat tambahan yang dirancang untuk
membuat rangkaian elektronik agar mudah dipasang ke papan Arduino UNO R3.
Arduino Shield dirancang menggunakan perangkat lunak Eagle v6.5.0 yang
selanjutnya dicetak pada papan PCB layer ganda. Gambar 22(a) merupakan
rancangan Arduino Shield yang dibuat untuk aplikasi robot ikan. Arduino shield
yang telah dirancang selanjutnya diimport ke dalam perangat lunak Google
Sketchup 8 untuk melihat bentuk 3D dan akurasinya. Sehingga pada tahap ini
Arduino Shield dapat dicek dan direvisi menjadi lebih sempurna. Gambar 22(b)
merupakan ilustrasi Arduino Shield dalam tampilan 3D.
Gambar 22 (a)Arduino Shield yang dirancang untuk aplikasi robot ikan, (b)
Arduino Shield dalam tampilan 3D.
Arduino Shield yang dirancang terdiri dari beberapa bagian, yaitu bagian
sensor, driver motor (L293D), power, dan pin output. Bagian sensor yang
terpasang dalam Arduino Shield adalah resistor pull up 30 KΩ (3 buah resistor 10
KΩ yang dipasang seri) dan resistor LED 110 Ω (2 buah resistor 220 Ω yang
dipasang paralel). Resistor LED berguna untuk mengurangi arus yang masuk ke
19
LED inframerah agar LED tidak mudah terbakar dan tahan lama. Driver motor
L293D digunakan untuk menggerakkan motor pengendali COG. Bagian Power
terdiri dari skun dan IC LM7805, dimana skun berfungsi untuk menghubungkan
baterai ke Arduino Shield dan IC LM7805 berfungsi untuk menurunkan tegangan
baterai menjadi 5 volt yang merupakan tegangan operasional dari mikrokontroller,
sensor, driver motor, dan motor DC. Pin output digunakan sebagai konektor dari
Arduino Shield ke motor servo, motor DC, dan sensor inframerah.
Setelah dirancang dengan sempurna, Arduino shield dicetak ke dalam papan
PCB layer ganda. Papan PCB layer ganda digunakan karena lebih multifungsi dan
hemat dibanding PCB layer tunggal. Arduino Shield yang telah dicetak dapat
dilihat pada Gambar 23.
Gambar 23 Arduino Shield yang telah dicetak pada PCB layer ganda.
Sensor Gerak
Sensor merupakan salah satu bagian tambahan dari robot ikan CI-G3 dan
berfungsi sebagai pendeteksi halangan yang berada di sekitar robot. Sensor yang
digunakan merupakan sensor infra merah yang diaplikasikan sebagai sensor jarak.
Sensor inframerah banyak digunakan pada robot ikan sebagai pendeteksi objek
oleh para peneliti sebelumnya (Guan et al. 2010; Guan 2009; Liu dan Hu 2006).
LED inframerah digunakan pada bagian pemancar (transmitter) yang berfungsi
untuk memancarkan cahaya inframerah. Sensor cahaya fotodioda dipasang pada
bagian penerima (receiver). Keduanya dipasang dalam satu modul dan pada LED
inframerah diberikan penutup berupa heatshrink (selongsong bakar) yang
berfungsi untuk memfokuskan cahaya inframerah agar terpancar ke arah depan
(Gambar 24). Hal ini juga berguna untuk mengurangi cahaya inframerah yang
masuk ke photodioda dari arah samping yang dapat menyebabkan derau (noise)
dan membuat nilai sensor selalu tinggi.
20
Gambar 24 (a) Modul sensor jarak menggunakan LED inframerah dan
photodiode, (b) Posisi penempatan sensor pada robot ikan.
Photodioda digunakan sebagai penerima karena photodioda merupakan
sensor yang paling peka terhadap keberadaan cahaya. Photodioda merupakan
sensor cahaya yang paling peka dibanding LDR dan phototransistor (Fajar 2011).
Photodioda dihubungkan ke resistor pull up yang berguna sebagai penguat
sinyal. Resistor pull up yang digunakan adalah resistor dengan ukuran 10 KΩ
sebanyak 3 buah yang dirangkai secara seri sehingga mendapatkan nilai total
resistansi sebesar 30 KΩ (Gambar 25). Hal tersebut sangat diperlukan karena
keluaran dari sensor photodioda sangat kecil, sehingga diperlukan penguat untuk
menghasilkan sinyal yang lebih besar agar dapat diproses oleh mikrokontroller.
Gambar 25 Resistor pull up sebesar 30 KΩ yang dihubungkan ke photodioda.
Bahasa Pemrograman
Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C yang merupakan
bahasa tingkat menengah. Bahasa pemrograman ini digunakan untuk membuat
suatu perintah pada robot ikan maupun mesin yang lain. Bahasa pemrograman
yang telah dibuat selanjutnya diproses melalui suatu compiler ke dalam bahasa
mesin yang hanya dimengerti oleh mesin tertentu. Compiler yang digunakan
untuk membuat perintah dalam pembuatan robot ikan adalah Arduino v1.0.5.
Gambar 26 menunjukkan tampilan Arduino v1.0.5.
21
Gambar 26 Antar muka Arduino v1.0.5.
Inisialisasi
Inisialisasi merupakan bagian dari pemrograman yang berfungsi untuk
mendeklarasikan suatu variabel. Inisialisasi yang digunakan pada robot ikan
adalah int dan Servo. Int adalah inisialisasi untuk variabel yang nilainya
merupakan bilangan bulat dengan ukuran 32 bit. Inisialisasi Servo merupakan
pendeklarasian penggunaan servo dan membuat suatu variabel untuk mengontrol
motor servo. Inisialisasi program secara lengkap dapat dilihat pada kode berikut:
#include
int
int
int
int
int
int
int
int
int
int
int
servo1Pin=9;
servo2Pin=10;
servo3Pin=11;
PD1=A0;
PD2=A1;
PD3=A2;
pos1;
pos2;
pos3;
motor[]={7,8};
batas=800;
Servo servo1;
Servo servo2;
Servo servo3;
Inisialisasi terdiri dari pemberian header files dari fungsi library yang sesuai
kebutuhan dengan diawali “#include” (Kusuma, 2012). “#include”
digunakan sebagai bentuk dasar untuk mengoperasikan motor servo. Servo1Pin
merupakan variabel yang digunakan untuk servo pertama, Servo2Pin untuk servo
kedua, dan Servo3Pin untuk servo ketiga. “int Servo1Pin = 9” merupakan
pendeklarasian bahwa servo pertama dihubungkan ke pin 9 pada Arduino. PD1,
PD2, dan PD3 merupakan variabel yang digunakan untuk photodioda1,
22
photodioda 2, dan photodioda 3. “int PD1=A0” adalah pendeklarasian bahwa
photodioda 1 dihubungkan ke pin A0 pada Arduino. pos1, pos2, dan pos3
digunakan untuk mendeklarasikan posisi servo 1, servo 2, dan servo 3. “int
motor[]={7,8}” adalah pendeklarasian untuk motor DC yang dihubungkan ke pin
7 dan pin 8 pada Arduino. “int batas1=800”, “int batas2=700”, “int batas3=600”
merupakan pendeklarasian untuk nilai ambang batas pendeteksian photodioda
pertama, photodioda kedua, dan photodioda ketiga. “Servo servo1”, “Servo
servo2”, dan “Servo servo3” merupakan pendeklarasian variabel untuk mengatur
servo 1, servo 2, dan servo 3.
Konfigurasi
Konfigurasi merupakan bagian pengaturan dari variabel yang telah
dideklarasi pada bagian inisialisasi. Konfigurasi diletakkan setelah inisialisasi.
Konfigurasi dimulai dengan kalimat “void setup()” dan mesin akan
mengkonfigurasi atau mengeksekusi perintah-perintah yang ada di dalam tanda “{
}”. Di bawah ini merupakan perintah-perintah dalam pengkonfigurasian untuk
membuat robot ikan.
void setup(){
pinMode(PD1,INPUT);
pinMode(PD2,INPUT);
pinMode(PD3,INPUT);
Serial.begin(9600);
servo1.attach(servo1Pin);
servo2.attach(servo2Pin);
servo3.attach(servo3Pin);
int i;
for(i=0;ibatasR && L>batasL;
int KIRI=R