Perancangan Hexapod Robot Pemadam Api Du 116
PERANCANGAN HEXAPOD ROBOT PEMADAM API
DU 116 LAPORAN PENGGANTI TUGAS AKHIRDisusun untuk memenuhi syarat kelulusan Pada Program Studi Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh :
Cucu Herlani 1.02.04.071
Pembimbing : Yusrila Yeka Kerlooza, M.T
Taufiq Nuzwir Nizar S.kom
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA BANDUNG 2010
DESKRIPSI LAPORAN PENGGANTI TUGAS AKHIR
Berdasarkan Surat Keputusan (SK) Rektor Universitas Komputer Indonesia No : 743/SK/ REKTOR/UNIKOM/IX/2009 Tentang Hasil Riset/Kompetisi Akademik Mahasiswa Yang Dijadikan Tugas Akhir dinyatakan bahwa mahasiswa yang berhasil mendapatkan penghargaan minimal ditingkat regional, maka secara otomatis mahasiwa tersebut mendapat nilai A untuk mata kuliah tugas akhir/skripsi dan mahasiswa tersebut wajib menyerahkan buku laporan mengenai kompetisi yang diikutinya dalam format dan isi layaknya buku skripsi atau laporan tugas akhir.
Buku laporan ini berisi tentang Perancangan Hexapod Robot Pemadam Api DU 116 yang diikut sertakan pada Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) 2010 untuk Divisi senior berkaki. Robot yang dirancang bertugas untuk memadamkan api sesuai dengan tema yang di tentukan oleh TRINITY COLLEGE "FIRE-
FIGHTING ROBOT CONTEST 2010" . Perancangan robot ini disesuaikan dengan
ketentuan perlomban dan peraturan yang ada.Perlomban KRCI 2010 di tingkat regional II dilaksanakan pada tanggal 7 dan 8 Mei 2010 di Politeknik Negeri Bandung dan berhasil mendapat peringkat ke 1 untuk divisi senior berkaki dan berhak untuk maju ke tingkat nasional. Perlomban KRCI tingkat nasional dilaksanakan pada tanggal 19 dan 20 Juni 2010 di Universitas Muhamadiah Malang. Namun, ditingkat nasional robot DU 116 hanya berhasil 2 kali dari 3 trial yang dilaksanakan dan mendapat peringkat ke 4.
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Diagram Blok ATMEGA648 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMEGA64
9 Gambar 2.3 Prinsip Kerja Ultrasonik
12 Gambar 2.4 Tabung Sensor Uvtron dan Modul Interfacenya
14 Gambar 2.5 (a). Blok Diagram Sensor Suara Bagian Pengirim 15 (b). Blok Diagram Sensor Suara Bagian Penerima 16
Gambar 2.6 Teknik PWM untun Mengatur Sudut Motor Servo18 Gambar 2.7 (a). Hitec Servo
18 (b). GWS Servo
18 Gambar 2.8
IC Regulator LM2576
19 Gambar 2.9 Lithium Polymer (LIFO)
20 Gambar 2.10 Tampilan Editor Bascom AVR
22 Gambar 2.11 Tampilan Programmer AVRprog 22
Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem23 TM
Gambar 3.2 Sensor Ultrasonik PING)))26 Gambar 3.3 Cara Kerja Sensor Ultrasonik
27 Gambar 3.4 Skematik sensor Tabrakan Limit Switch
27 Gambar 3.5 (a) Phototransistor
28 (b) Rangkaian Komparator 28
Gambar 3.6 Skema modul interface sensor Uvtron29 Gambar 3.7 Jangkauan Deteksi Sensor UVtron
29 Gambar 3.8 Komponen Motor Servo
30 Gambar 3.9 (a). Motor DC
30 (b). Kipas Pemadam 30
Gambar 3.10 Rangkaian Penghasil Suara31 Gambar 3.11 Rangkaian Penerima Bagian Penguatan
32 Gambar 3.12 Rangkaian Penerima Bagian Filter
32 Gambar 3.13 (a). IC Regulator,
34 (b). Kapasitor Polar
34 vii viii
Gambar 3.14 Skematik Regulator 5V dengan LM294060 Gambar 4.3 Tampilan Pengambilan Data Sensor Ultrasonik
Gambar 3.34 Diagram Alir Gerak Robot samakan kanan 52Gambar 3.35 Diagram Alir Gerak Robot samakan kiri 53 Gambar 3.36Diagram Alir Gerak Robot susurkiri 54
Gambar 3.37 Diagram Alir Gerak Robot susurkanan 55Gambar 4.1 Cara Kerja Sensor Ultrasonik59 Gambar 4.2 Posisi Pengujian Sensor Ultrasonik
60 Gambar 4.4
Gambar 3.32 Diagram Alir Gerak Robot Kembali ke Ruang 3 50a. Posisi Sound Damper di Depan Sensor Ultrasonik
62
b. Posisi Sound Damper di samping Sensor Ultrasonik
62 Gambar 4.5
a. Tampilan pengukuran Posisi Sound Dumper didepan sensor
63
Gambar 3.33 Diagram Alir Gerak Robot Kembali ke Ruang 4 51Diagram Alir Gerak Robot Kembali ke Ruang 2 49
34 Gambar 3.15 Skematik Regulator 5V dengan LM2576
38 Gambar 3.22 Diagram Alir Gerak Robot Keluar Ruangan 40
35 Gambar 3.16 Rancangan Mekanik Robot
35 Gambar 3.17 Ilustrasi Bagian-bagian Pembentuk Kaki Robot
36 Gambar 3.18 Ilustrasi Arah Gerakan Knee Servo dan Ancle Servo
36 Gambar 3.19 Ilustrasi Arah Gerakan Hip Servo
37 Gambar 3.20 Segitiga Kestabilan Pertama Pada Robot
37 Gambar 3.21 Segitiga Kestabilan Kedua Pada Robot
Gambar 3.23 Diagram Alir Gerak Robot Start di Ruang 1 41Gambar 3.30 Diagram Alir Gerak Robot Kembali ke Ruang 1 48 Gambar 3.31Gambar 3.24 Diagram Alir Gerak Robot Start di Ruang 2 42Gambar 3.25 Diagram Alir Gerak Robot Start di Ruang 3 43 Gambar 3.26Diagram Alir Gerak Robot Start di Ruang 4 44
Gambar 3.27 Diagram Alir Pencarian Api 45Gambar 3.28 Diagram Alir Keluar Ruangan setelah Memadamkan Api 46Gambar 3.29 Diagram Alir Cek Posisi Start untuk kembali ke home 47b. Tampilan hasil pengukuran Posisi Sound Dumper disamping sensor 63
Gambar 4.6 Posisi Lilin Terhadap UVtron65 Gambar 4.7 (a). Jangkauan Dari Tabung UVtron Horizontal 65
(b). Jangkauan Dari Tabung UVtron Vertikal 65
Gambar 4.8 Konfigurasi Lapangan Start Robot di Ruang 1 67Gambar 4.9 Konfigurasi Lapangan Start Robot di Ruang 2 69Gambar 4.10 Konfigurasi Lapangan Start Robot di Ruang 3 70Gambar 4.11 Konfigurasi Lapangan Start Robot di Ruang 4 72ix
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ............................................................................................... i
DAFTAR ISI ............................................................................................................. iv
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. viii
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................ x
LEMBAR PERNYATAAN ...................................................................................... xi
ABSTRAK ................................................................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 1
1.2 Tujuan .................................................................................................... 2
1.3 Batasan Masalah .................................................................................... 2
1.4 Metode Penelitian .................................................................................. 3
1.5 Sistematika Penulisan ............................................................................ 3
BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Ketentuan KRCI 2010 Divisi Senior Berkaki ........................................ 5
2.1.1 Definisi Robot Berkaki ................................................................ 6
2.1.2 Dimensi ........................................................................................ 6
2.1.3 Kelengkapan Pertandingan .......................................................... 6
2.1.4 Tugas Robot ................................................................................. 6
2.2 Perangkat Keras (Hardware) .................................................................. 6
2.2.1 Mikrokontroler Utama ................................................................. 6
2.2.2 Mekanik ....................................................................................... 11
2.2.3 Sensor Objek ................................................................................ 12
2.2.3.1 Sensor Dinding(Ping))Ultrasonic Distance Sensor) ........ 12
2.2.3.2 Sensor Lantai .................................................................... 13 iv
2.2.3.3 Push Button Limit Switch ................................................ 13
2.2.3.4 Sensor Api ........................................................................ 14
2.2.3.5 Sensor Suara ..................................................................... 15
2.2.4 Modul Penggerak ......................................................................... 17
2.2.5 IC Regulator ................................................................................. 18
2.2.6 Driver Kipas ................................................................................. 19
2.2.7 Catu Daya .................................................................................... 19
2.3 Perangkat Lunak (Software) .................................................................. 20
2.3.1 Bascom AVR ............................................................................... 21
2.3.2 AVRprog ...................................................................................... 22
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Hardware ................................................................................................ 24
3.1.1 Mikrokontroler ATMEGA64 ........................................................ 24
3.1.2 Sensor Navigasi ............................................................................ 25
TM
3.1.2.1 Sensor Ultrasonik (PING))) ) ........................................ 26
3.1.2.2 Sensor Tabrakan (Limit Switch) ...................................... 27
3.1.2.3 Sensor Lantai .................................................................... 27
3.1.3 Sensor Api (UVtron) ..................................................................... 28
3.1.4 Modul Penggerak dan Pemadam Api ........................................... 29
3.1.4.1 Motor Servo ...................................................................... 29
3.1.4.1 Modul Pemadam Api ........................................................ 30
3.1.5 Sensor Suara ................................................................................ 31
3.1.6.1 Modul Pemancar ............................................................... 31
3.1.6.2 Modul Penerima ............................................................... 32
3.1.7 Catu Daya ..................................................................................... 33
3.1.8 Mekanik dan Mekanisme Gerak Robot ........................................ 35
3.2 Sofware .................................................................................................. 38
3.2.1 Algoritma Dasar ........................................................................... 38
3.2.1.1 Manuver Gerak ................................................................. 38 v
3.2.1.2 Komunikasi I/O ................................................................ 38
3.2.2 Algoritma Seluruh Ruangan ........................................................ 39
BAB IV UJI COBA DAN ANALISIS SISTEM
4.1 Pendeteksian Jarak Menggunakan Sensor Ultrasonik ......................... 56
4.2 Sensor Lantai ....................................................................................... 63
4.4 Sensor Api (UVtron) ........................................................................... 64
4.5 Pengujian Kehandalan Robot .............................................................. 67
4.3.2.1 Start Robot di Ruang 1 ............................................................ 67
4.3.2.2 Start Robot di Ruang 2 ............................................................ 68
4.3.2.3 Start Robot di Ruang 3 ............................................................ 70
4.3.2.4 Start Robot di Ruang 4 ............................................................ 71
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 73
5.2 Saran .................................................................................................... 73
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 74
LAMPIRANvi
DAFTAR PUSTAKA
[1] Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, (2010). Peraturan dan Ketentuan KRCI 2010 . Jakarta. [2] Wikipedia, (2009). Pengendali Mikro. Diakses pada 5 November 2009 dari World Wide Web : http://id.wikipedia.org/wiki/Mikrokontroler. [3] Wikipedia, (2009). Ultrasonik. Diakses pada 10 November 2009 dari World Wide Web : http://id.wikipedia.org/wiki/Ultrasonik. [4] Wikipedia, (2009). Atmel_AVR. Diakses pada 5 November 2009 dari World
Wide Web : http://id.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR [5] National Semiconductor Corp., (1994). LM2940/ LM2940C 1A Low Dropout
Regulator . Diakses pada 29 Maret 2009 dari World Wide Web : http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS008822. PDF
[6] National Semiconductor Corp., (2007). LM1575/LM2575/LM2575HV SIMPLE
SWITCHER® 1A Step-Down Voltage Regulator . Diakses pada 29 Maret 2008
dari World Wide Web : http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-
pdf/view/203235/NSC/LM2575.html [7] National Semiconductor Corp., (2004). LM139/LM239/LM339/LM2901/LM3302 Low Power Low Offset Voltage Quad Comparators . Diakses pada 29 Maret 2008 dari World Wide Web : http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationalsemiconductor/DS005706. PDF
[8] National Semiconductor Corp., (2000). LM741 Operational Amplifier. Diakses pada 29 Maret 2008 dari World Wide Web :
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/9044/NSC/LM741AH.html
[9] HAMAMATSU, (1998). FLAME SENSOR UV TRON® R2868. Diakses pada
29 Maret 2008 dari World Wide Web :
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/hamamatsu/R2868.pdf [10] HAMAMATSU, (2006). UV TRON® DRIVING CIRCUIT C3704 SERIES.
Diakses pada 29 Maret 2008 dari World Wide Web :
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/hamamatsu/C3704.pdf
TM
[11] PARALLAX.inc, (2005), PING))) Ultra Sonic Range Finder (#28015) .Diakses pada 29 Maret 2008 dari World Wide Web :
http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.3.pdf
[12] National Semiconductor Corp., (1994). LM2576 3A Adjustable voltage . Diakses pada tanggal 14 januari 2009 dari World Wide Web :
Regulator
www.national.com/ds/LM/LM2576.pdf [13] Atmel,(2009) .ATMEGA64. Diakses pada 26 november 2009 dari World Wide
Web : www.atmel.com/atmel/acrobat/2490s.pdf [14] Hrxapodrobot,(2009).MSR-H01. Diakses pada 26 Agustus 2009 dari World
Wide Web : http://www.hexapodrobot.com/products/robots/Hexapod_MSR- H01.html
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Konfigurasi Pin-Pin Mikrokontroler ATmega649 Tabel 2.1 (Lanjutan) Konfigurasi Pin-Pin Mikrokontroler ATmega64
10 Tabel 2.1 (Lanjutan) Konfigurasi Pin-Pin Mikrokontroler ATmega64
11 Tabel 2.2 Beberapa instruksi dasar bascom AVR
21 Tabel 3.1 Pin-pin I/O yang digunakan pada ATmega64
24 Tabel 3.1 Lanjutan Pin-pin I/O yang digunakan pada ATmega64
25 Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor Ultrasonik
61 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor Lantai
63 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran Respon Sensor UVTron®
66 Tabel 4.4 Pengujian Kehandalan Robot dengan Start di Ruang 1
67 Tabel 4.5 Pengujian Kehandalan Robot dengan Start di Ruang 2
68 Tabel 4.6 Pengujian Kehandalan Robot dengan Start di Ruang 3
70 Tabel 4.7 Pengujian Kehandalan Robot dengan Start di Ruang 4
71
HALAMAN PENGESAHAN PERANCANGAN HEXAPOD ROBOT PEMADAM API
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Pada Program Studi Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh :
Cucu Herlani 1.02.04.071
Bandung, 06 Agustus 2010 Menyetujui,
Pembimbing I Pembimbing II Yusrila Y. Kerlooza, M.T Taufiq Nuzwir Nizar S.kom
NIP.4127.70.05.009 NIP.4127.70.05.020 Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Komputer Wendi Zarman, M.Si.
NIP.4127.70.05.010
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum Wr, Wb.
Puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan ke hadirat Illahi Rabbi atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan Hexapod Robot Pemadam Api” ini dengan lancar, shalawat serta salam semoga senantiasa tetap tercurahkan kepada junjungan Nabi Besar Muhammad SAW. Tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan, dalam menempuh pendidikan program Strata Satu (S1) pada Jurusan Teknik Komputer, program studi Ilmu Komputer Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia, serta mengikuti Kontes Robot Cerdas Indonesia 2010 yang diadakan oleh Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi.
Dengan terselesaikanya buku laporan Tugas Akhir ini, penulis berharap semoga buku laporan ini dapat membawa manfaat pembaca pada umumnya dan juga bagi penulis khususnya serta semua pihak yang berkepentingan. Penulis juga berharap agar tugas akhir ini dapat dikembangkan sehingga dapat digunakan untuk mendukung perkembangan ilmu pengetahuan dimasa yang akan datang.
Tugas Akhir ini mencakup perancangan dan implementasi perangkat keras
(hardware) dan perangkat lunak (software) dari robot DU-116 untuk
diikutsertakan pada Kontes Robot Cerdas Indonesia 2010 Divisi Senior Berkaki.Perangkat keras dan perangkat lunak dirancang sedemikian rupa agar robot dapat menemukan posisi api dan memadamkannya.
Dengan segala daya dan upaya penulis telah berusaha sebaik mungkin menyelesaikan Tugas Akhir ini, namun penulis menyadari bahwa “Tak ada yang sempurna didunia ini“ sehingga mungkin masih banyak terdapat kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini. Untuk itu, koreksi, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diperlukan demi pendekatan kesempurnaan dari Tugas Akhir ini.
Dalam penulisan tugas akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, sehingga pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Eddy Suryanto Soegoto, M.Sc, selaku Rektor Universitas Komputer
Indonesia
2. Bapak Wendi Zarman, M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer Universitas
Komputer Indonesia
3. Bapak Yusrila Y. Kerlooza, M.T, selaku Pembimbing I yang telah banyak
memberikan arahan, saran dan bimbingan kepada penulis.
4. Bapak John Adler M.Si, selaku Pembimbing II yang telah memberikan arahan dan
bimbingan kepada penulis.
5. Bapak Usep M. Ishaq, M.Si, selaku dosen Wali yang selalu memperhatikan dan
memberikan arahan kepada penulis selama menempuh studi.
6. Bapak Agus Mulyana, S.Kom, yang telah memberikan arahan, bimbingan dan
masukan kepada penulis.
7. Bapak Taufiq Nuzwir Nizar, S.Kom, selaku pembimbing robotika divisi senior
berkaki yang telah memberikan arahan, bimbingan kepada penulis.
8. Bapak dan Ibu Dosen serta Seluruh Staff Administrasi di Jurusan Teknik Komputer
Universitas Komputer Indonesia, yang telah banyak memberikan ilmu, wawasan, motivasi serta bimbingan dan bantuan kepada penulis.
9. Kedua orang tua, Ibu dan Ayah tercinta yang telah banyak berkorban dalam
membesarkan penulis, dan tak henti-hentinya memberikan perhatian, nasehat, serta motivasi selama studi. Semoga Allah SWT memberikan kemuliaan kepada keduanya baik di dunia maupun di akhirat kelak.., Amin
10. Teman-teman dalam tim Berkaki ( Galih, Didit, Heri), terima kasih telah membantu
penulis .
11. Teman-teman tim inti divisi robotika (Rudi, Wahyu, Ridyan, Irwan, Rizal, Ridwan,
Ripki,Malik,Yuda,Sopiah,Ken) juga teman-teman Divisi Robotika lainnya, terus bekerja keras.
12. Teman-teman 04-TK-02, yang telah banyak membantu selama studi maupun selama
proses penyelesaian Tugas Akhir.13. Semua pihak yang telah banyak membantu dan tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih banyak atas bantuannya.
Akhirnya tak lupa penulis ucapkan terima kasih, semoga semua kebaikan yang telah diberikan oleh semua pihak mendapatkan balasan dari Allah SWT, dan berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat Khususnya bagi Kelompok Studi Robot Cerdas UNIKOM di masa yang akan datang dan juga bagi para pembaca umumnya untuk terus kembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya Robotika di masa yang akan datang. Maju Terus Robotika Indonesia. Wassalamu’alaikum Wr.Wb
Bandung, Agustus 2010 Penulis
PROFIL PENULIS
Cucu Herlani. Lahir di Sumedang tanggal 03 Juli 1984. anak
kesatu dari 2 bersaudara Menamatkan pendidikan SLTA di SMA Negeri 1 Rancakalong (2003), dan melanjutkan studi S1 pada Jurusan Teknik Komputer di Universitas Komputer Indonesia (2004 - 2010). Mengerjakan Tugas Akhir dengan judul “Perancangan hexapod robot pemadam api (DU 116)” . sejak tahun 2007 aktif di divisi robotika unikom. Mulai tahun 2008 terlibat sebagai anggota tim divisi berkaki dengan merancang robot next-116 dan mulai memegang sebagai ketua tim yaitu pada tahun 2009 dengan mendapat peringkat 3 di regional II dengan nama robot Tarantula-116X2. Untuk tahun 2010 kembali merancang hexapod robot pemadam api dengan nama DU-116 dan memperoleh peringkat 1 di regional
II. Aktif sebagai asisten Lab. Elektronika dari tahun 2007-2009. e-mail : cuhegspr@gmail.com
cuhe_kasep@yahoo.com
website : http://cuhe-petualangsejati.blogspirit.com
no tlp : 085222534282/02292249998
Alamat : Dsn.Garawangi RT 03/ RW 06 Desa Cibunar Kec.Rancakalong Kab.Sumedang 45361.