3.2.4. Proses Pergerakan Tangan Kanan dan Kiri
Proses pergerakan tangan kanan dan kiri ditunjukkan pada gambar 3.9. Prinsip kerja dari proses pergerakan kedua tangan tersebut akan dilakukan pada saat sensor PIR
mendeteksi keberadaan manusia dan sensor ultrasonik bagian tengah mendeteksi jarak kurang dari 2 meter. Pada proses ini, pergerakan tangan kanan dan kiri dilakukan secara
bersamaan dan motor servo1 pada bagian kepala tidak melakukan pergerakan sehingga kepala robot tetap menghadap kedepan.
a b
c d f
Gambar 3.9. Proses pergerakan tangan kanan dan kiri
3.2.5. Perancangan Rangkaian Penyearah
Rangkaian penyearah ini berfungsi untuk menghasilkan tegangan catu arus searah sebesar 5V
DC
, 6V
DC
dan 12V
DC
. Rangkaian catu daya memperoleh catu atau sumber tegangan dari jala-jala listrik PLN. Tegangan AC 220 volt diturunkan terlebih dahulu
melalui trafo 3A, penurunan tegangan menjadi 18V
AC
dan 12 V
AC
. Tegangan 18V
AC
dan 12V
AC
tersebut kemudian diserahkan oleh dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh.
Komponen pengatur tegangan 12V
DC
yaitu LM7812T, dengan nilai arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 12V
DC
akan digunakan untuk catu daya relay dan modul mp3. Rangkaian catu daya 12V
DC
ditunjukkan pada gambar 3.10a. Sedangkan pengaturan nilai tegangan 5V
DC
menggunakan komponen LM7805T, dengan arus maksimal sebesar 1A. Tegangan output 5V
DC
akan digunakan untuk catu daya mikrokontroler, sensor ultrasonik, LCD dan sensor PIR. Rangkaian catu daya 5V
DC
ditunjukkan pada gambar 3.10b.
Gambar 3.10. Rangkaian catu daya 12 dan 5 volt
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 12V
DC
, dilakukan seperti persamaan 2.16 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 18V
AC
V
M
, arus maksimal yang
diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 14,5V
DC
V
MIN
, sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C
1
sebagai berikut : V
M
= 18
2 − 1,4 = 24,05V Vr
PP
= −
�
= 24,05
− 14,5 = 9,55V V
r rms
=
� 4
∗ ∗
1
∗ 3
=
3
=
2 3
=
9,55 2
3
= 2,756V
V
r rms
=
� 4
∗ ∗
1
∗ 3
2,756 =
1 4
∗50∗
1
∗ 3
2,756 =
1 346 ,41
∗
1
346,41 ∗
1
∗ 2,756 = 1 954,70
∗
1
= 1
1
=
1 954,70
= 1,047 10
−3
1
= 1047µ Pada perhitungan nilai minimal C
1
diperoleh sebesar 1047µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C
1
sebesar 2200µF yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C
1
sebesar 2200µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C
1
sebesar 2200µ F, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C
2
yang digunakan adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7812T.
Pada penyearah 12V
DC
, digunakan indikator LED sebagai penanda bahwa rangkaian penyearah telah bekerja. Berdasarkan persamaan 2.10 diperoleh nilai resistor
R
1
sebagai berikut :
1
= −
�
�
�
1
= 12
− 1,5 10 10
−3
= 1050 Ω
Dengan nilai tegangan output regulator sebesar 12V
DC
V
OUT
, tegangan minimal LED sebesar 1,5V
DC
V
MIN LED
dan arus minimal LED sebesar 10m �
�
. Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai resistor R
1
sebesar 1050Ω. Pada perancangan indikator LED digunakan resistor R
1
sebesar 1000Ω, sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir pada LED sebesar
10,5 . LED akan menyala karena arus minimal yang
dibutuhkan LED adalah 10mA. Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 5V
DC
, dilakukan seperti persamaan 2.16 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 12V
AC
V
M
, arus maksimal yang diinginkan sebesar 1A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 7,5V
DC
V
MIN
, sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C
3
sebagai berikut : V
M
= 12
2 − 1,4 = 15,57V Vr
PP
= −
�
= 15,57
− 7,5 = 8,07V
V
r rms
=
� 4
∗ ∗
3
∗ 3
=
3
=
2 3
=
8,07 2
3
= 2,329V
V
r rms
=
� 4
∗ ∗
3
∗ 3
2,329 =
1 4
∗50∗
3
∗ 3
2,329 =
1 346,41
∗
3
346,41 ∗
3
∗ 2,329 = 1 806,78
∗
3
= 1
3
=
1 806 ,78
= 1,239 10
−3
3
= 1239µ Pada perhitungan nilai minimal C
3
diperoleh sebesar 1239µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C
3
sebesar 2200µF yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C
3
sebesar 2200µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C
3
sebesar 2200µ F, maka diperoleh nilai ripple sebesar 1,312V. Penentuan nilai kapasitor C
4
yang digunakan adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7805T.
Pada penyearah 5V
DC
, digunakan indikator LED sebagai penanda bahwa rangkaian penyearah telah bekerja. Berdasarkan persamaan 2.10 diperoleh nilai resistor R
2
sebagai berikut :
2
= −
�
�
� 2
= 5
− 1,5 10 10
−3
= 350 Ω
Dengan nilai tegangan output regulator sebesar 5V
DC
V
OUT
, tegangan minimal LED sebesar 1,5V
DC
V
MIN LED
dan arus minimal LED sebesar 10m �
�
. Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai resistor R
2
sebesar 350Ω. Pada perancangan indikator LED digunakan resistor R
2
sebesar 330Ω, sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir pada LED sebesar
10,6 . LED akan menyala karena arus minimal yang
dibutuhkan LED adalah 10mA. Pada penyearah 6V
DC
, tegangan AC 220 volt diturunkan terlebih dahulu melalui trafo 5A menjadi 15V
AC
. Tegangan 15V
AC
tersebut kemudian diserahkan oleh dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh. Penyearah 6V
DC
menggunakan rangkaian current booster dengan konfigurasi feedback pair yang berfungsi untuk
memperbesar arus output, tegangan output 6V
DC
akan digunakan untuk mencatu motor servo. Pada rangkaian ini digunakan transistor TIP2955 dan TIP3055 sebagai penguat arus
dan regulator LM7806T sebagai penurun tegangan menjadi 6V
DC
. Rangkaian catu daya 6V
DC
ditunjukkan pada gambar 3.11.
Gambar 3.11. Rangkaian catu daya 6 volt
Pada perancangan ini, arus regulator LM7806T dibatasi sebesar 100mA. Satu buah motor servo membutuhkan arus 410mA. Rangkaian current booster dengan konfigurasi
feedback pair akan mendrive 7 buah motor servo, dengan demikian arus yang harus di drive sebesar 7x410mA=2870mA. Berdasarkan persamaan 2.12 dapat diketahui nilai
resistor R
1
yang dibutuhkan, berikut perhitungannya :
V
R1
= = 0,7
R
1
=
0,7 100 10
−3
= 7Ω I
C
= 2870
− 100 = 2770mA
IC = � + 1 ∗ �
2
I
Bq2
=
� �+1
=
2770 35+1
= 76mA I
Cq2
= �
2
= � ∗ �
1
I
Bq1
=
�
2
�
=
76 35
= 2,17mA
Pada perhitungan nilai resistor R
1
diperoleh sebesar 7Ω, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai resistor R
1
sebesar 7,5Ω yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran.
Perhitungan nilai kapasitor untuk penyearah 6V
DC
, dilakukan seperti persamaan 2.16 dengan nilai tegangan output trafo diketahui sebesar 15V
AC
V
M
, arus maksimal yang
diinginkan sebesar 2,87A dan tegangan input minimal IC regulator sebesar 8,6V
DC
V
MIN
, sehingga diperoleh nilai minimal kapasitor C
1
sebagai berikut : V
M
= 15
2 − 1,4 = 19,81V Vr
PP
= −
�
= 19,81
− 8,6 = 11,21V V
r rms
=
� 4
∗ ∗
1
∗ 3
=
3
=
2 3
=
6,97 2
3
= 3,23V
V
r rms
=
� 4
∗ ∗
1
∗ 3
3,23 =
2,87 4
∗50∗
1
∗ 3
3, 23 =
2,87 346 ,41
∗
1
346,41 ∗
1
∗ 3,23 = 2,87 1118,90
∗
1
= 2,87
1
=
2,87 1118 ,90
= 2,565 10
−3
1
= 2565µ Pada perhitungan nilai minimal C
1
diperoleh sebesar 2565µF, nilai tersebut tidak terdapat di pasaran sehingga digunakan nilai kapasitor C
1
sebesar 4700µF yang mendekati nilai perhitungan dan terdapat di pasaran. Pemilihan nilai C
1
sebesar 4700µF akan berdampak memperkecil ripple. Jika menggunakan C
1
sebesar 4700µ F, maka diperoleh nilai ripple sebesar 0,614V. Penentuan nilai kapasitor C
2
yang digunakan adalah 100nF disesuaikan berdasarkan datasheet IC regulator LM7806T.
Pada penyearah 6V
DC
, digunakan indikator LED sebagai penanda bahwa rangkaian penyearah telah bekerja. Berdasarkan persamaan 2.10 diperoleh nilai resistor R
2
sebagai berikut :
2
= −
�
�
� 2
= 6
− 1,5 10 10
−3
= 450 Ω
Dengan nilai tegangan output regulator sebesar 6V
DC
V
OUT
, tegangan minimal LED sebesar 1,5V
DC
V
MIN LED
dan arus minimal LED sebesar 10m �
�
. Berdasarkan perhitungan diperoleh nilai resistor R
2
sebesar 450Ω. Pada perancangan indikator LED digunakan resistor R
2
sebesar 430Ω, sehingga diperoleh nilai arus yang mengalir pada LED sebesar
10,6 . LED akan menyala karena arus minimal yang
dibutuhkan LED adalah 10mA.
3.2.6. Perancangan Rangkaian LCD
LCD digunakan untuk menampilkan data output dari sensor PIR dan ultrasonik. LCD yang digunakan adalah LCD 16x2 yang memiliki tipe LMB162A. LCD 16x2 bertipe
ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Dalam perancangan ini mode yang digunakan untuk menuliskan data ke LCD
digunakan sebanyak 4 bit mode nibble. Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan port B.4, port B.5 dan port B.6 digunakan sebagai
port pengatur interface LCD. Berdasarkan datasheet tegangan kontras Vcc LCD maksimum sebesar 5V
DC
, sehingga dalam perancangan digunakan sebuah resistor variabel sebesar 10KΩ yang
berfungsi untuk membatasi tegangan yang masuk ke pin Vcc LCD. Rangkaian LCD dengan mode 4 bit ditunjukkan pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Rangkaian LCD
3.2.7. Perancangan Rangkaian Relay
Rangkaian relay ini berfungsi untuk mengaktifkan modul mp3, dimana modul mp3 adalah sumber suara robot. Rangkaian ini menggunakan transistor yang difungsikan
sebagai saklar yang akan mengaktifkan modul mp3. Rangkaian relay ditunjukkan pada gambar 3.13.
Gambar 3.13. Rangkaian relay
Pada perancangan perangkat keras rangkaian relay, sumber tegangan relay 12V
DC
dan nilai resistansi relay sebesar 400Ω sehingga dengan menggunakan persamaan 2.9
diperoleh nilai arus kolektor saturasi sebagai berikut :
� =
12 400
Ω
= 30x10
-3
A
Transistor 2N2222 memiliki beta DC β sebesar 100 sehingga berdasarkan persamaan 2.8, nilai arus basis minimum I
Bmin
diperoleh dengan perhitungan sebagai berikut :
I
Bmin
=
30 10
−3
100
= 3 10
−4
A
Nilai tegangan output dari port mikrokontroler diketahui sebesar 5V
DC
sebagai nilai tegangan V
BB
, sehingga besarnya nilai resistor basis maksimum R
B
dapat dihitung berdasarkan persamaan 2.6 sebagai berikut :
R
B
=
5 −0.7
3 10
−4
= 14333.33 Ω
Nilai R
B
dipilih sebesar 10k
dengan pertimbangan agar lebih mudah diperoleh di pasaran dan agar arus basis I
b
yang dihasilkan lebih besar dari batas minimumnya. Oleh karena itu, nilai arus basis yang diperoleh dengan persamaan 2.6 sebagai berikut :
I
B
=
5 −0.7
10 Ω
= 4.3 10
−4
3.2.8. Motor Servo
Pada perancangan ini menggunakan 6 buah motor servo sebagai penggerak tangan kanan dan kiri robot dan 1 buah motor servo sebagai penggerak kepala robot. Motor servo
yang digunakan merk motor servo TowerPro MG945, seperti ditunjukkan pada gambar 2.9.
Rangkaian motor servo terdiri dari tiga port yaitu Vcc, ground dan data. Jalur data terhubung dengan port C.1, port C.2, port C.3, port C.4, port C.5, port C.6 dan port C.7
pada mikrokontroler sebagai jalur pengiriman pulsa PWM untuk mengaktifkan motor servo dan mengatur sudut putarnya. Gambar 3.14 berikut merupakan skematik motor servo.
Gambar 3.14. Skematik motor servo
Interrupt timer digunakan sebagai pembangkit PWM. Secara prinsip, sebuah timer adalah sebuah counter penghitung. Tugas timer hanya menghitung, timer selalu
menyimpan hitungannya saat menghitung dari 1 hingga 255 8 bit. Naiknya hitungan timer dan berapa lama jeda antar hitungan ini ditentukan dari siklus pencacah
mikrokontroler mode timer. Pada perancangan ini, timer di-set agar menghitung sampai 255. Dan jika sudah mencapai 255, maka timer overflow akan memberikan sinyal,
disinilah PWM bekerja dan menginstruksikan timer untuk menghitung lagi dari 0. Demikian seterusnya terjadi jika nilai 255 tercapai.
Perbandingan nilai lebar pulsa terhadap overflow motor servo selama T=20ms adalah nilai OCR, yang merupakan cacahan pulsa selama 1ms sampai 2ms. Perhitungan
overflow interrupt sebagai pembangkit PWM untuk mengatur sudut putar motor servo berdasarkan persamaan 2.1 sebagai berikut.
Frekuensi kristal = 12.000000 Hz Timer Overflow =
1
FF+1 =
1 12.000000
x255+1 =
2,133 10
−5
Dengan demikian, berdasarkan persamaan 2.3 nilai OCR yang dihasilkan selama 20ms adalah
20 2,133 10
−5
= 937. Untuk menghitung nilai OCR yang diinginkan ditunjukkan pada tabel 3.1 berikut ini.
Tabel 3.1. Perhitungan sudut putar motor servo Merk servo
Arah Putaran Sudut Putar
Nilai OCR =
� �
TowerPro MG945
Kiri lebar pulsa 1 ms
1 10
−3
2,133 10
−5
= 47
Tengah lebar pulsa 1,5 ms 45
1,5 10
−3
2,133 10
−5
= 70
Kanan lebar pulsa 2 ms 90
2 10
−3
2,133 10
−5
= 94
3.2.9. Sensor PIR
Sensor PIR yang digunakan dalam perancangan ini berupa modul yang terintegrasi dengan sensor PIR tersebut. Bentuk fisik sensor yang digunakan dalam perancangan ini
ditunjukkan pada gambar 2.5.
Sensor PIR akan mengeluarkan logika 1 saat sensor mendeteksi manusia dan logika 0 saat sensor tidak mendeteksi manusia dalam jangkauan 5 meter. Sensor akan diletakkan
di bagian tengah pada dada robot, sehingga jika ada gerakan manusia didepan robot, maka akan terdeteksi oleh sensor. Rangkaian sensor PIR terdiri dari tiga port yaitu Vcc, ground
dan data. Output dari sensor akan dihubungkan dengan portA.0 pada mikrokontroler seperti ditunjukkan pada gambar 3.15. Prinsip kerja dari sensor ini adalah jika sensor
mendeteksi adanya gerakan manusia, maka output sensor akan menghasilkan tegangan sebesar 3,5V. Sedangkan jika sensor tidak mendeteksi adanya gerakan manusia, maka
output sensor akan menghasilkan tegangan sebesar 0V. Hasil Pengukuran tegangan output sensor PIR ditunjukkan pada tabel 3.2 dan pola radiasi sensor PIR ditunjukkan pada
gambar 3.16.
Gambar 3.15. Skematik sensor PIR
Gambar 3.16. Pola radiasi sensor PIR Tabel 3.2. Data percobaan sensor PIR
No Jarak cm Sudut
Vout Sensor Volt
1 10
20 2
50 3
100
Tabel 3.2. Lanjutan Data percobaan sensor PIR No Jarak cm
Sudut Vout Sensor
Volt
1 150
20 2
200 3
250 4
10
20 dan
160 3,35
5 50
3,35 6
100 3,35
7 150
3,35 8
200 3,35
9 250
3,35 10
10
160 11
50 12
100 13
150 14
200 15
250
3.2.10. Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik yang digunakan dalam perancangan ini merupakan sensor ultrasonik PING buatan Parallax. Bentuk fisik sensor yang digunakan dalam perancangan
ini ditunjukkan pada gambar 2.3. Sensor PING mendeteksi jarak objek dengan cara memancarkan gelombang
ultrasonik 40KHz dalam waktu tertentu dan kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor PING memancarkan gelombang ultrasonik sesuai dengan pulsa trigger dari mikrokontroler
sebagai pengendali. Gambar 2.4 menunjukkan timing diagram dari sensor PING. Sensor ultrasonik akan dihubungkan pada portA.1, port A.2 dan port A.3 pada
mikrokontroler, seperti ditunjukkan pada gambar 3.17.
Gambar 3.17. Skematik sensor ultrasonik
Mikrokontroler dirancang untuk memicu sensor PING. Sensor PING akan aktif ketika mikrokontroler mengirimkan pulsa trigger pulsa hight
out
selama 5µs. Setelah memperoleh pulsa tersebut sensor akan memulai pengukuran jarak. Pada saat
memancarkan sinyal, sensor PING akan mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG dan pada saat menerima pantulan, sensor PING akan memberikan output low pada pin SIG.
Gelombang ultrasonik yang dipancarkan dengan kecepatan 344.424mdetik atau 1cm setiap 29.034µs, akan mengenai manusia dan memantulkan kembali ke sensor. Lebar
pulsa high t
IN
akan sesuai dengan lama waktu yang ditempuh gelombang ultrasonik untuk 2 kali jarak objek. Selanjutnya mikrokontroler akan mengukur lebar pulsa high t
IN
dan mengkonversi kebentuk jarak berdasarkan persamaan 2.4. Dalam perancangan ini untuk
menentukan lebar pulsa tersebut menggunakan fungsi delay pada mikrokontroler. Pada saat pin SIG berlogika high, mikrokontroler akan mencacah naik sampai pin SIG berlogika
low. Jika pin SIG berlogika low, maka mikrokontroler akan menghentikan proses pencacahan. Nilai cacahan ini akan digunakan sebagai nilai lebar pulsa. Salah satu contoh
perhitungan lebar pulsa untuk jarak 2 meter, ditunjukkan sebagai berikut:
Jarak =
∗0,034442 2
dalam cm 200 =
∗0,034442 2
400 = ∗ 0,034442
400 0,034442
= Lebar pulsa =
11613,72743
Hasil Pengukuran jarak menggunakan sensor ultrasonik ditunjukkan pada tabel 3.3 dan pola radiasi sensor PIR ditunjukkan pada gambar 3.18.
Gambar 3.18. Pola radiasi sensor ultrasonik Tabel 3.3. Data Percobaan Sensor Ultrasonik
No Jarak Sebenarnya cm
Sudut Pengukuran Sensor Ultrasonik cm
1 10
70 302,2
2 50
302,2 3
100 302,2
4 150
302,2 5
200 302,2
6 250
302,2 7
10
70 dan
110 10,1
8 50
50,9 9
100 101,3
10 150
151,4 11
200 201,5
12 10
110 302,2
13 50
302,2 14
100 302,2
15 150
302,2 16
200 302,2
17 250
302,2
3.2.11. Perancangan Sistem Minimum Mikrokontroler ATmega8535
Rangkaian sistem minimum berfungsi sebagai IO untuk mengolah data dari sensor PIR dan ultrasonik dan mengontrol sudut putar motor servo yang telah diprogram.
Mikrokontroler membutuhkan sistem minimum yang terdiri dari rangkaian eksternal yaitu, rangkaian osilator dan rangkaian reset.
Rangkaian osilator ditunjukkan pada gambar 3.19. Perancangan rangkaian osilator menggunakan kristal dengan frekuensi 12Mhz dan menggunakan kapasitor 22pF
datasheet pada pin XTAL
1
dan XTAL
2
di mikrokontroler.
Gambar 3.19. Rangkaian osilator ATmega8535
Gambar 3.20 menunjukkan rangkaian reset mikrokontroler ATmega8535. Rangkaian reset bertujuan untuk memaksa proses kerja pada mikrokontroler diulang dari
awal. Jika tombol reset ditekan, maka pin reset akan mendapat input logika rendah, sehingga mikrokontroler akan mengulang proses eksekusi program dari awal. Pada
perancangan rangkaian reset digunakan resistor sebesar 10kΩ dan kapasitor sebesar 10µF
berdasarkan gambar 2.2.
Gambar 3.20. Rangkaian reset ATmega8535
Perancangan pengunaan port sebagai input dan output pada mikrokontroler disesuaikan dengan kebutuhan. Port yang akan digunakan adalah port A, port B dan port
C. Port A digunakan sebagai port input dari sensor ultrasonik dan PIR. Port A.0 digunakan sebagai port input dari sensor PIR, sedangkan port A.1, port A.2 dan port A.3 akan
digunakan untuk port input dari sensor ultrasonik. Port B.0, port B.1, port B.2 dan port B.3 digunakan sebagai port data, sedangkan port B.4, port B.5 dan port B.6 digunakan
sebagai port pengatur interface LCD. Pada port C digunakan sebagai port output. Port C.0 digunakan sebagai port output relay, sedangkan port C.1, port C.2, port C.3, port C.4, port
C.5, port C.6 dan port C.7 digunakan sebagai pengontrol motor servo. Tabel 3.4 menunjukkan pengunaan port-port yang akan digunakan pada mikrokontroler
ATmega8535.
Tabel 3.4. Penggunaan port-port pada mikrokontroler No Nama Port
Keterangan
1 PortA.0
Sensor PIR 2
PortA.1 Sensor Ultrasonik 1
3 PortA.2
Sensor Ultrasonik 2 4
PortA.3 Sensor Ultrasonik 3
5 PortB.0
DB 7 LCD 6
PortB.1 DB 6 LCD
7 PortB.2
DB 5 LCD 8
PortB.3 DB 4 LCD
9 PortB.4
Enable LCD 10 PortB.5
RW LCD 11 PortB.6
RS LCD 12 PortC.0
Relay 13 PortC.1
Motor Servo 1 14 PortC.2
Motor Servo 2 15 PortC.3
Motor Servo 3 16 PortC.4
Motor Servo 4 17 Port C.5
Motor Servo 5 18 PortC.6
Motor Servo 6 19 PortC.7
Motor Servo 7
Secara keseluruhan rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega8535 ditunjukkan pada gambar 3.21.
Gambar 3.21. Rangkaian sistem minimum ATmega8535
3.3. Perancangan Perangkat Lunak
3.3.1. Diagram Alir Utama
Diagram alir utama ditunjukkan pada gambar 3.22. Program utama menunjukkan proses mikrokontroler secara keseluruhan. Setelah start, program melakukan inisialisai
terhadap port-port mikrokontroler yang digunakan untuk proses pengendalian alat. Jika sensor PIR mendeteksi manusia, maka mikrokontroler akan mengaktifkan semua sensor
ultrasonik kemudian menghitung jarak manusia tersebut, hal ini untuk mencari arah dan posisi manusia. Simbol S pada diagram alir merupakan sensor ultrasonik yang digunakan
untuk mendeteksi jarak manusia. Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan 3 buah sensor ultrasonik yaitu S1, S1 dan S3. Jika manusia berada kurang sama dengan 2 meter
dari robot, maka mikrokontroler akan mengaktifkan motor servo untuk mengarahkan kepala robot ke arah posisi manusia, kemudian mengaktifkan relay dan mengerakkan
tangan sesuai arah manusia terdeteksi. Jika manusia terdeteksi berada di sebelah kiri robot, maka mikrokontroler akan mengaktifkan motor servo tangan kanan dan jika manusia
terdeteksi disebelah kanan robot, maka mikrokontroler akan mengaktifkan motor servo tangan kiri. Sedangkan jika manusia terdeteksi berada di depan robot, maka mikrokontroler
akan mengaktifkan semua motor servo tangan kanan dan kiri robot.
Start
Inisialisasi Port Mikrokontroler
PIR = ON
Aktifkan Semua Sensor Ultrasonik
Hitung Jarak Sensor Ultrasonik
Tampilkan Data Di LCD
S1 = 2m S2 = 2m
S3 = 2m Ya
Tidak
Ya Tidak
Tidak Tidak
Ya Ya
Gerakkan Tangan Kanan
dan Kepala Gerakkan
Semua Tangan
Gerakkan Tangan Kiri
dan Kepala
Stop Baca Data PIR
Gambar 3.22. Diagram alir utama
3.3.2. Diagram Alir Tangan kanan dan Kepala
Diagram alir tangan kanan dan kepala ditunjukkan pada gambar 3.23. Subrutin ini dipakai untuk melakukan pergerakan pada tangan kanan dan kepala robot. Gerakan ini
menggunakan empat buah motor servo, yang bergerak secara bergantian. Pada saat subrutin ini dieksekusi mikrokontroler akan mengaktifkan timer 1 dan relay sehingga
modul mp3 akan on. Proses selanjutnya mikrokontroler akan memberikan pulsa sebesar 2ms ke motor servo 1 sehingga kepala robot bergerak 90
mengarah ke manusia. Setelah
itu mikrokontroler memberikan pulsa sebesar 1,5ms ke motor servo 4, 2ms ke motor servo 3 dan 2 secara bergantian sehingga tangan kanan robot terangkat dengan sudut 90
. Setelah itu motor servo 4 diberi pulsa 1ms selama 10ms dan pulsa 2ms selama 10ms, sehingga
telapak tangan kanan robot akan terlihat seperti melambai. Dalam proses melambaikan telapak tangan, motor servo 4 akan bergerak dengan perubahan sudut 90
. Proses ini akan berulang selama 5 detik dengan memanfaatkan timer 1. Jika timer 1 sama dengan 5 detik,
maka mikrokontroler akan menonaktifkan relay sehingga modul mp3 kembali off. Setelah modul mp3 dinonaktifkan, timer 1 akan off dan mikrokontroler akan memberikan pulsa
1,5ms ke motor servo 1 sehingga kepala robot akan kembali ke posisi awal. Proses selanjutnya mikrokontroler akan memberikan pulsa sebesar 1,5ms ke motor servo 4, 1ms
ke motor servo 3 dan 2 agar tangan kanan robot kembali ke posisi awal.
Mulai
PortC.1 = Servo1 PortC.2 = Servo2
PortC.3 = Servo3 PortC.4 = Servo4
PortC.0 = Relay
Servo1 90 Derajat Servo4 45 Derajat
Servo3 90 Derajat Servo2 90 Derajat
Timer1 =
5 detik Relay ON
Timer1 ON
Servo4 0 Derajat
Servo4 90 Derajat
Servo1 45 Derajat Servo4 45 Derajat
Servo3 0 Derajat Servo2 0 Derajat
Kembali
Ya Tidak
Tunda 10ms
Tunda 10ms
Relay OFF Timer1 OFF
Gambar 3.23. Diagram alir tangan kanan dan kepala
3.3.3. Diagram Alir Tangan kiri dan Kepala
Diagram alir tangan kiri dan kepala ditunjukkan pada gambar 3.24. Subrutin ini dipakai untuk melakukan pergerakan pada tangan kiri dan kepala robot. Gerakan ini
menggunakan empat buah motor servo, yang bergerak secara bergantian. Pada saat subrutin ini dieksekusi mikrokontroler akan mengaktifkan timer 1 dan relay sehingga
modul mp3 akan on. Proses selanjutnya mikrokontroler akan memberikan pulsa sebesar 1ms ke motor servo 1 sehingga kepala robot bergerak 0
mengarah ke manusia. Setelah itu mikrokontroler memberikan pulsa sebesar 1,5ms ke motor servo 7, 2ms ke motor servo 6
dan 5 secara bergantian sehingga tangan kiri robot terangkat dengan sudut 90 . Setelah itu
motor servo 7 di beri pulsa 1ms selama 10ms dan pulsa 2ms selama 10ms, sehingga telapak tangan kiri akan terlihat seperti melambai. Dalam proses melambaikan telapak
tangan, motor servo 7 akan bergerak dengan perubahan sudut 90 . Proses ini akan berulang
selama 5 detik dengan memanfaatkan timer 1. Jika timer 1 sama dengan 5 detik, maka mikrokontroler akan menonaktifkan relay sehingga modul mp3 kembali off. Setelah modul
mp3 dinonaktifkan timer 1 akan off dan kemudian mikrokontroler akan memberikan pulsa 1,5ms ke motor servo 1 sehingga kepala robot akan kembali ke posisi awal. Proses
selanjutnya mikrokontroler akan memberikan pulsa sebesar 1,5ms ke motor servo 7, 1ms ke motor servo 6 dan 5 agar tangan kanan robot kembali ke posisi awal.
Mulai
PortC.1 = Servo1 PortC.5 = Servo5
PortC.6 = Servo6 PortC.7 = Servo7
PortC.0 = Relay
Servo1 0 Derajat Servo7 45 Derajat
Servo6 90 Derajat Servo5 90 Derajat
Timer1 =
5 detik Relay ON
Timer1 ON
Servo7 0 Derajat
Servo7 90 Derajat
Servo1 45 Derajat Servo7 45 Derajat
Servo6 0 Derajat Servo5 0 Derajat
Kembali
Ya Tidak
Tunda 10ms
Tunda 10ms
Relay OFF Timer1 OFF
Gambar 3.24. Diagram alir tangan kiri dan kepala
3.3.4. Diagram Alir Tangan kanan dan Kiri
Diagram alir tangan kanan dan kiri ditunjukkan pada gambar 3.25. Subrutin ini dipakai untuk melakukan pergerakan pada tangan kanan dan kiri. Gerakan tangan ini
menggunakan enam buah motor servo, dan bergerak secara bergantian. Pada saat subrutin ini dieksekusi mikrokontroler akan mengaktifkan timer 1 dan relay sehingga modul mp3
akan on. Proses selanjutnya mikrokontroler akan memberikan pulsa sebesar 1,5ms ke motor servo 4 dan 7, 2ms ke motor servo 6, 3, 2 dan 5 sehingga tangan kanan dan kiri
robot terangkat dengan sudut 90 . Setelah itu motor servo 7 dan 4 di beri pulsa 1ms selama
10ms dan pulsa 2ms selama 10ms, sehingga telapak tangan kanan dan kiri robot akan terlihat seperti melambai. Proses ini akan berulang selama 5 detik dengan memanfaatkan
timer 1. Jika timer 1 sama dengan 5 detik, maka mikrokontroler akan menonaktifkan relay sehingga modul mp3 kembali off. Setelah modul mp3 dinonaktifkan timer 1 akan off dan
kemudian mikrokontroler akan memberikan pulsa 1,5ms ke motor servo 7 dan 4, 1ms ke motor servo 6, 3, 2 dan 5 agar tangan kanan dan kiri robot kembali ke posisi awal.
Mulai
PortC.7 = Servo7 PortC.6 = Servo6
PortC.5 = Servo5 PortC.4 = Servo4
PortC.3 = Servo3 PortC.2 = Servo2
PortC.0 = Relay
Servo4 45 Derajat Servo7 45 Derajat
Servo6 90 Derajat Servo3 90 Derajat
Servo2 90 Derajat Servo5 90 Derajat
Relay ON Timer1 ON
Timer1 =
5 detik
Servo7 90 Derajat Servo4 90 Derajat
Servo4 45 Derajat Servo7 45 Derajat
Servo6 0 Derajat Servo3 0 Derajat
Servo2 0 Derajat Servo5 0 Derajat
Kembali
Ya Tidak
Tunda 10ms
Relay OFF Timer1 OFF
Servo7 0 Derajat Servo4 0 Derajat
Tunda 10ms
Gambar 3.25. Diagram alir tangan kanan dan kiri
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi mengenai hasil pengamatan dari robot penerima tamu. Hasil pengamatan berupa pengujian sensor PIR dalam mendeteksi gerakan manusia, sensor ultrasonik dalam
mendeteksi jarak manusia terhadap robot, pergerakan motor servo sebagai penggerak tangan dan kepala robot dan tingkat keberhasilan robot secara keseluruhan.
4.1. Bentuk Fisik Robot dan Hardware Elektronik
4.1.1. Bentuk Fisik Robot
Bentuk fisik robot penerima tamu secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 4.1, 4.2 dan 4.3. Gambar 4.1 menunjukkan peletakkan sensor ultrasonik, sensor PIR, speaker, LCD
dan motor servo.
Gambar 4.1. Tampak depan
Gambar 4.2. Tampak samping kanan Gambar 4.3. Tampak samping kiri
60
4.1.2. Hardware Elektronik
Hardware elektronik terdiri dari modul mp3, penyearah 6 volt, modul amplifier, penyearah 5 volt, relay, penyearah 12 volt, mikrokontroler A dan mikrokontroler B. Gambar
hardware elektronik secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 4.4.
Gambar 4.4. Hardware elektronik
Keterangan gambar 4.4. a.
Modul mp3 b.
Penyearah 6 volt c.
Modul Amplifier d.
Penyearah 5 volt e.
Relay f.
Penyearah 12 volt g.
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler A h.
Rangkaian sistem minimum mikrokontorler B
Gambar 4.5. Penyearah 6 volt Gambar 4.6. Rangkaian relay
Gambar 4.7. Penyearah 5 volt Gambar 4.8. Penyearah 12 volt
Gambar 4.9. Mikrokontroler A Gambar 4.10. Mikrokontroler B
Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan 1 buah mikrokontroler ATmega8535, namun pada hasil pembuatan tugas akhir ini menggunakan 2 buah mikrokontroler
ATmega8535 yaitu mikrokontroler A dan B seperti ditunjukkan pada gambar 4.9. dan 4.10. Mikrokontroler A digunakan untuk mengontrol sensor PIR dan sensor ultrasonik serta
menampilkan data pada LCD. Sedangkan mikrokontroler B digunakan untuk mengontrol relay dan motor servo. Rangkaian keseluruhan mikrokontroler A dan mikrokontroler B dapat dilihat
pada lampiran L68 dan L69. Penggunaan 1 buah mikrokontroler menyebabkan sensor ultrasonik tidak bekerja dengan baik, oleh karena itu digunakan 2 buah mikrokontroler. Tabel
perbandingan hasil antara menggunakan 1 buah mikrokontroler dan 2 buah mikrokontroler secara lengkap dapat dilihat pada tabel lampiran L41
– L64. Tabel 4.1 menunjukkan hasil perbandingan persentase error antara sensor ultrasonik dengan menggunakan 1 dan 2 buah
mikrokontroler.
Tabel 4.1. Hasil perbandingan persentase error pengukuran sensor ultrasonik dengan menggunakan 1 dan 2 buah mikrokontroler
Jarak Sebenarnya
cm Persentase Error
Pengukuran Sensor Ultrasonik
Menggunakan 1 buah Mikrokontroler
Persentase Error Pengukuran Sensor
Ultrasonik Menggunakan 2 buah
Mikrokontroler S1
S2 S3
S1 S2
S3
25 0,684
0,748 0,752
0,06 0,056
0,052 50
0,776 0,806
0,824 0,048
0,048 0,056
75 0,7213
0,7053 0,721
0,0213 0,02
0,024 100
0,682 0,717
0,753 0,062
0,058 0,066
125 0,6296
0,6472 0,671
0,0176 0,016
0,023 150
0,6206 0,6386
0,656 0,0406 0,0373
0,043 175
0,612 0,6251
0,639 0,0194 0,0171
0,019 200
0,6215 0,627
0,629 0,0405
0,039 0,044
225 0,636
0,6382 0,654
0,0155 0,0137 0,013
250 0,6484
0,6604 0,675
0,0284 0,0264 0,027
275 0,6538
0,6618 0,667
0,0112 0,0105 0,011
300 0,5933
0,5993 0,604
0,041 0,0363
0,039 ∑
7,8785 8,0739
8,245 0,4055 0,3783
0,417
Berdasarkan tabel 4.1, jumlah hasil persentase error pengukuran sensor ultrasonik menunjukkan hasil yang berbeda. Jika menggunakan 1 buah mikrokontroler, maka error yang
terjadi cukup besar, sedangkan jika menggunakan 2 buah mikrokontoler, maka error yang terjadi relatif lebih kecil. Berikut salah satu contoh perhitungan jumlah persentase error rata-
rata menggunakan 1 dan 2 buah mikrokontroler untuk sensor ultrasonik S1 dengan 12 macam jarak :
Perhitungan jumlah persentase error rata-rata menggunakan 1 buah mikrokontroler : −
= 12
= 7,8785
12 = 0,648575
Perhitungan jumlah persentase error rata-rata menggunakan 2 buah mikrokontroler : −
= 12
= 0,4055
12 = 0,0337
4.2. Pengujian Keberhasilan
Pengujian dilakukan dengan cara melakukan 3 jenis percobaan dengan jarak manusia terhadap robot secara bervariasi. Hasil pengujian dapat dilihat secara lengkap pada tabel
pengujian yang tertera pada lampiran L1 – L13. Hasil pengujian rata-rata waktu yang
dibutuhkan robot dalam menyapa manusia adalah 8,9 detik. Tabel 4.2 menunjukkan hasil pengujian waktu respon robot dalam menyapa manusia.
Tabel 4.2. Hasil pengujian waktu respon robot dalam mendeteksi manusia
Pengujian Ke
Data PIR Volt
Waktu Detik
1 3,35
2,5 2
3,35 2,5
3 3,35
2,6 4
3,35 2,4
5 3,35
2,5 6
3,35 2,6
7 3,35
2,4 8
3,35 2,5
9 3,35
2,5 10
3,35 2,5
Rata-rata 2,5
Berdasarkan tabel 4.2, rata-rata waktu respon robot dalam menyapa manusia adalah 2,5 detik.
4.2.1. Pengujian Robot Dalam Mendeteksi Manusia dengan Jarak 150cm
Pengujian robot dalam mendeteksi manusia dilakukan dengan cara manusia berjalan di depan robot dengan jarak 150cm. Pada saat sensor PIR mendeteksi gerakan manusia dan
sensor ultrasonik mendeteksi jarak 150cm, robot melakukan pergerakan sesuai pendeteksian sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Tabel 4.3 menunjukkan hasil rata-rata pengujian sensor
ultrasonik dalam mendeteksi manusia dengan jarak 150cm.
Tabel 4.3. Hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik dalam mendeteksi manusia dengan jarak 150cm
Jarak Sebenarnya
cm Rata-rata pengukuran sensor ultrasonik
Data S1 cm Data S2 cm Data S3 cm
150 156,1
155,6 156,5
Berdasarkan tabel 4.3, rata-rata pembacaan sensor ultrasonik dengan jarak 150cm adalah 156,1, 155,6 dan 156,5 cm untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Data pembacaan
sensor ultrasonik memiliki error rata-rata dengan jarak sebenarnya yaitu sebesar 4,06, 3,73 dan 4,33 untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Error jarak yang terjadi tidak
mempengaruhi robot dalam menyapa manusia. Hal tersebut dikarenakan batas jarak maksimal robot dalam menyapa manusia adalah 200cm.
Pada pengujian ini, pada saat sensor ultrasonik S1 mendeteksi jarak 150cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kanan dan kepala. Pada saat sensor ultrasonik S2 mendeteksi
jarak 150cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kanan dan kiri. Sedangkan pada saat sensor ultrasonik S3 mendeteksi jarak 150cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kiri
dan kepala. Berdasarkan hasil pengujian, rata-rata waktu yang dibutuhkan dalam menyapa manusia adalah 8,9 detik dan rata-rata waktu respon robot dalam menyapa manusia adalah 2,5
detik. Pengujian dengan jarak 150cm secara lengkap terdapat pada tabel lampiran L1 – L4.
Tingkat keberhasilan dalam pengujian ini adalah 100.
4.2.2. Pengujian Robot Dalam Mendeteksi Manusia dengan Jarak 200cm
Pengujian ini dilakukan dengan cara manusia berjalan di depan robot dengan jarak 200cm. Pada saat sensor PIR mendeteksi gerakan manusia dan sensor ultrasonik mendeteksi
jarak 200cm, robot melakukan pergerakan sesuai pendeteksian sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Tabel 4.4 menunjukkan hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik dalam mendeteksi
manusia dengan jarak 200cm.
Tabel 4.4. Hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik dalam mendeteksi manusia dengan jarak 200cm
Jarak Sebenarnya cm
Rata-rata pengukuran sensor ultrasonik Data S1 cm Data S2 cm Data S3 cm
200 208,1
207,7 208,9
Berdasarkan tabel 4.4, rata-rata pembacaan sensor ultrasonik dengan jarak 200cm adalah 208,1, 207,7 dan 208,9 cm untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Data pembacaan
sensor ultrasonik memiliki error rata-rata dengan jarak sebenarnya yaitu sebesar 4,05, 3,95 dan 4,35 untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3.
Pada pengujian ini, pada saat sensor ultrasonik S1 mendeteksi jarak 200cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kanan dan kepala. Pada saat sensor ultrasonik S2 mendeteksi
jarak 200cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kanan dan kiri. Sedangkan pada saat sensor ultrasonik S3 mendeteksi jarak 200cm robot dapat melakukan pergerakan tangan kiri
dan kepala. Berdasarkan hasil pengujian, rata-rata waktu yang dibutuhkan dalam menyapa manusia adalah 8,9 detik dan rata-rata waktu respon robot dalam menyapa manusia adalah 2,5
detik. Pengujian dengan jarak 200cm secara lengkap terdapat pada tabel lampiran L5 – L8.
Tingkat keberhasilan dalam pengujian ini adalah 70. Kegagalan robot dalam pengujian ini dikarenakan bentuk tubuh manusia yang tidak
rata, sehingga robot mendeteksi jarak manusia lebih dari 209. Nilai 209 diperoleh dari pembulatan nilai 208,9 yang merupakan nilai rata-rata pada saat pendeteksian jarak 200cm
untuk sensor ultrasonik S3. Sedangkan untuk sensor ultrasonik S1 dan S2 adalah 208.
4.2.3. Pengujian Robot Dalam Mendeteksi Manusia dengan Jarak 250cm
Pengujian ini dilakukan dengan cara manusia berjalan di depan robot dengan jarak 250cm. Robot tidak melakukan pergerakan saat sensor PIR mendeteksi manusia dan sensor
ultrasonik S1, S2 dan S3 mendeteksi jarak lebih dari 200cm. Tabel 4.5 menunjukkan hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik dalam mendeteksi manusia dengan jarak 250cm.
Tabel 4.5. Hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik dalam mendeteksi manusia dengan jarak 200cm
Jarak Sebenarnya
cm Rata-rata pengukuran sensor ultrasonik
Data S1 cm Data S2 cm Data S3 cm
250 257,1
256,6 256,9
Berdasarkan tabel 4.5, rata-rata pembacaan sensor ultrasonik dengan jarak 150cm adalah 257,1, 256,6 dan 256,9 cm untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Data pembacaan
sensor ultrasonik memiliki error rata-rata dengan jarak sebenarnya yaitu sebesar 2,84, 2,64 dan 2,76 untuk sensor ultrasonik S1, S2 dan S3. Error jarak yang terjadi tidak
mempengaruhi robot dalam tidak menyapa manusia. Hal tersebut dikarenakan batas jarak maksimal robot dalam menyapa manusia adalah 200cm.
Pada pengujian ini, pada saat sensor ultrasonik S1 mendeteksi jarak 250cm robot tidak melakukan pergerakan tangan kanan dan kepala. Pada saat sensor ultrasonik S2 mendeteksi
jarak 250cm robot tidak melakukan pergerakan tangan kanan dan kiri. Sedangkan pada saat sensor ultrasonik S3 mendeteksi jarak 250cm robot tidak melakukan pergerakan tangan kiri
dan kepala. Pengujian dengan jarak 250cm secara lengkap terdapat pada tabel lampiran L9 –
L12. Pada pengujian ini robot tidak melakukan pergerakan. Hal tersebut dikarenakan batas
jarak robot dalam melakukan pergerakan adalah 200cm. Tingkat keberhasilan dalam pengujian ini adalah 100.
4.2.4. Pengujian Pergerakan Robot
4.2.4.1. Pergerakan Tangan Kanan dan Kepala Robot
Pergerakan tangan kanan dan kepala robot ditunjukkan pada gambar 4.11. Pergerakan ini akan dilakukan oleh robot pada saat sensor ultrasonik S1 mendeteksi jarak
sebenarnya antara manusia dengan robot kurang dari 200cm.
a b c
d e f Gambar 4.11. Pergerakan tangan kanan dan kepala
Gambar 4.11 a menunjukkan kondisi awal robot sebelum mendeteksi manusia. Pada saat sensor ultrasonik S1 mendeteksi jarak kurang dari 200cm, kepala robot menghadap
ke kanan dengan sudut 45 seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.11 b. Proses selanjutnya,
robot mengangkat tangan kanan dengan sudut 90 seperti pada gambar 4.11 c dan d.
Setelah tangan kanan terangkat, robot melambaikan telapak tangan kanan dengan perubahan sudut 45
sampai 0 dan 45
sampai sudut 90 seperti ditunjukkan pada gambar 4.11 e dan
f.
4.2.4.2. Pergerakan Tangan Kiri dan Kepala Robot
Pergerakan tangan kanan dan kepala robot ditunjukkan pada gambar 4.12. Pergerakan ini akan dilakukan oleh robot pada saat sensor ultrasonik S3 mendeteksi jarak
sebenarnya antara manusia dengan robot kurang dari 200cm.
a b c
d e f Gambar 4.12. Pergerakan tangan kiri dan kepala
Gambar 4.12 a menunjukkan kondisi awal robot sebelum mendeteksi manusia. Pada saat sensor ultrasonik S3 mendeteksi jarak kurang dari 200cm, kepala robot menghadap
ke kiri dengan sudut 45 seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12 b. Proses selanjutnya,
robot mengangkat tangan kiri dengan sudut 90 seperti pada gambar 4.12 c dan d. Setelah
tangan kiri terangkat, robot melambaikan telapak tangan kiri dengan perubahan sudut 45 sampai 0
dan 45 sampai sudut 90
seperti ditunjukkan pada gambar 4.12 e dan f.
4.2.4.3. Pergerakan Tangan Kanan dan Kiri
Pergerakan tangan kanan dan kiri akan dilakukan pada saat sensor ultrasonik S2 mendeteksi jarak sebenarnya antara manusia dengan robot kurang dari 200cm. Pergerakan
tangan kanan dan kiri ditunjukkan pada gambar 4.13. Proses pergerakan ini sama dengan pergerakan tangan kanan dan kiri, namun untuk pergerakan kedua tangan dilakukan secara
bersamaan hanya pada bagian kepala tidak melakukan pergerakan.
a b
c d Gambar 4.13. Pergerakan tangan kanan dan kiri
4.3. Analisa Hasil Pengujian
Persentase keberhasilan robot ditunjukkan pada tabel 4.6. Berdasarkan tabel 4.6 robot berhasil menyapa manusia pada jarak 150cm dengan tingkat keberhasilan sebesar 100 dan
pada jarak 200cm dengan tingkat keberhasilan sebesar 70. Sedangkan pada jarak 250cm robot berhasil tidak menyapa manusia, karena jarak yang digunakan sebagai batas maksimal
untuk menyapa manusia adalah 200cm. Tingkat keberhasilan robot dalam tidak menyapa manusia pada jarak 250cm sebesar 100.
Tabel 4.6. Persentase keberhasilan robot
Jarak cm Total Persentase
150 100
200 70
250 100
Perhitungan persentase rata-rata keberhasilan robot:
= 100 + 70 + 100
3 = 90
Berdasarkan tabel persentase keberhasilan robot, diperoleh persentase rata-rata keberhasilan yaitu sebesar 90. Nilai persentase rata-rata 90 menunjukkan bahwa robot
penerima tamu telah dapat bekerja dengan baik.
4.4. Pengujian Sensor PIR
Pengujian sensor PIR dilakukan dengan cara mengukur tegangan output sensor ketika sensor mendeteksi dan tidak mendeteksi gerakan manusia pada jarak, tinggi dan sudut yang
berbeda. Hasil pengujian sensor PIR secara lengkap dapat dilihat pada tabel lampiran L14 –
L40. Tabel 4.7 menunjukkan hasil pengujian sensor PIR dalam mendeteksi manusia.
Tabel 4.7. Hasil pengujian sensor PIR dalam mendeteksi manusia
Jarak cm
Tinggi cm
Sudut Vout Sensor PIR Volt
Keterangan
0 - 450 50
20 dan
160 Tidak Terdeteksi
60 Tidak Terdeteksi
70 Tidak Terdeteksi
80 Tidak Terdeteksi
90 3,35
Terdeteksi 100
3,35 Terdeteksi
110 3,35
Terdeteksi 120
3,35 Terdeteksi
130 3,35
Terdeteksi 90
20 Tidak Terdeteksi
90 160
Tidak Terdeteksi
Berdasarkan tabel 4.7, hasil pengujian tegangan output sensor PIR pada saat mendeteksi gerakan manusia yaitu 3,35 volt. Sedangkan pada saat sensor tidak mendeteksi
gerakan manusia tegangan output sensor adalah 0 volt. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi gerakan manusia dengan tinggi manusia minimal 90cm dan sudut maksimal 140
didepan sensor. Berdasarkan hasil pengujian, sensor PIR telah dapat bekerja dengan baik dalam
mendeteksi gerakan manusia dengan jarak kurang dari 200cm.
4.5. Pengujian Sensor Ultrasonik
Pengujian sensor ultrasonik dilakukan dengan cara mengukur jarak sensor ultrasonik terhadap manusia dengan jarak 25cm
– 300cm, kemudian dibandingkan dengan pengukuran menggunakan penggaris. Hasil pengujian sensor ultrasonik dapat dilihat secara lengkap pada
tabel percobaan yang tertera pada tabel lampiran L41 – L52. Tabel 4.8 menunjukkan hasil
rata-rata pengujian sensor ultrasonik.
Tabel 4.8. Hasil rata-rata pengujian sensor ultrasonik
Jarak Sebenarnya cm
Rata-rata Pengukuran Sensor Ultrasonik cm
S1 S2
S3
25 26,5
26,4 26,3
50 52,4
52,4 52,8
75 76,6
76,5 76,8
100 106,2
105,8 106,6
125 127,2
127 127,9
150 156,1
155,6 156,5
175 178,4
178 178,4
200 208,1
207,8 208,9
225 228,5
228,1 228,1
250 257,1
256,6 256,9
275 278,1
277,9 278,1
300 312,3
310,9 311,8
Berdasarkan tabel 4.8, hasil pengujian sensor ultrasonik, terdapat error antara jarak sebenarnya dengan jarak yang terdeteksi oleh sensor. Pada tugas akhir ini, jarak yang
digunakan sebagai batas maksimal untuk pendeteksian manusia adalah 200cm, sehingga dilakukan perhitungan error untuk jarak tersebut. Perhitungan persentase error yang terjadi
pada pengujian sensor ultrasonik dilakukan sebagai berikut: Perhitungan persentase error sensor ultrasonik S1 :
= −
− 100
= 208,1
− 200 200
100 = 4,05
Perhitungan persentase error sensor ultrasonik S2 : =
− −
100 =
207,8 − 200
200 100
= 3,9
Perhitungan persentase error sensor ultrasonik S3 :
= −
− 100
= 208,9
− 200 200
100 = 4,45
Nilai 208 digunakan sebagai batasan maksimal untuk pengujian jarak antara robot dengan manusia. Nilai tersebut diperoleh dari hasil pembulatan nilai rata-rata untuk jarak
200cm pada sensor ultrasonik S1 dan S2. Sedangkan pada sensor ultrasonik S3 digunakan nilai 209 sebagai jarak maksimal yang berasal dari pembulatan nilai rata-rata yang diperoleh
dari hasil pengujian sensor ultrasonik S3.
4.6. Pengujian Pergerakan Motor Servo Sebagai Pengerak Tangan dan
Kepala Robot
Pengujian dilakukan dengan cara mengukur sudut putar pergerakan motor servo dalam proses mengerakkan tangan kanan, tangan kiri dan kepala robot. Pengujian dilakukan dengan
menggunakan busur derajat. Gambar 4.14 menunjukkan hasil pengujian perubahan sudut putar motor servo untuk pergerakan tangan kanan dan kepala robot.
Gambar 4.14. Pengujian sudut putar motor servo 1
Berdasarkan gambar 4.14, kondisi awal motor servo 1 berada pada sudut 90 kemudian
motor servo 1 diberi nilai OCR sebesar 45 sehingga motor servo 1 dapat bergerak searah jarum jam dengan perubahan sudut 45
sehingga motor servo 1 berada pada sudut 135 .
a b Gambar 4.15. Pengujian sudut putar motor servo 3
Berdasarkan gambar 4.15 a, kondisi awal motor servo 3 berada pada sudut 180 . Jika
motor servo 3 diberi nilai OCR sebesar 94, maka motor servo 3 bergerak berlawanan arah jarum jam dengan perubahan sudut sebesar 90
. Namun hal tersebut berbeda dengan hasil yang ditunjukkan saat motor servo sudah terpasang pada badan robot seperti ditunjukkan pada
gambar 4.15 b. Motor servo 3 seharusnya bergerak 90 , ternyata dari hasil pengujian motor
servo 3 bergerak 89 . Hal ini disebabkan karena adanya beban pada motor servo 3, namun
beban tersebut tidak berpengaruh pada pergerakan secara keseluruhan.
a b
Gambar 4.16. Pengujian sudut putar motor servo 2
Berdasarkan gambar 4.16 a, kondisi awal motor servo 2 berada pada sudut 180 . Jika
motor servo 2 diberi nilai OCR sebesar 94, maka motor servo 2 bergerak berlawanan arah jarum jam dengan perubahan sudut sebesar 90
. Namun hal tersebut berbeda dengan hasil yang ditunjukkan saat motor servo 2 sudah terpasang pada badan robot seperti ditunjukkan
pada gambar 4.16 b. Motor servo 2 seharusnya bergerak 90 , ternyata dari hasil pengujian
motor servo 2 bergerak 89 . Hal ini disebabkan karena adanya beban pada motor servo 2,
namun beban tersebut tidak berpengaruh pada pergerakan secara keseluruhan.
a b
Gambar 4.17. Pengujian sudut putar motor servo 4
Berdasarkan gambar 4.17, kondisi awal motor servo 4 berada pada sudut 90 kemudian
motor servo 4 diberi nilai OCR sebesar 45 sehingga motor servo 4 dapat bergerak searah dengan arah jarum jam dengan perubahan sudut 45
. Kemudian motor servo 4 diberi nilai OCR sebesar 94 sehingga motor servo 4 bergerak berlawanan arah jarum jam dengan
perubahan sudut 90 sehingga motor servo 4 berada pada sudut 135
.
a b
Gambar 4.18. Pengujian sudut putar motor servo 1
Berdasarkan gambar 4.18, kondisi awal motor servo 1 berada pada sudut 90 kemudian
motor servo 1 diberi nilai OCR sebesar 94 sehingga motor servo 1 dapat bergerak berlawanan arah dengan jarum jam dan perubahan sudut yang terjadi sebesar 45
sehingga motor servo 1 berada pada sudut 45
.
a b
Gambar 4.19. Pengujian sudut putar motor servo 6
Berdasarkan gambar 4.19 a, kondisi awal motor servo 6 berada pada sudut 0 . Jika
motor servo 6 diberi nilai OCR sebesar 45, maka motor servo 6 bergerak searah jarum jam dengan perubahan sudut sebesar 90
. Namun hal tersebut berbeda dengan hasil yang ditunjukkan saat motor servo sudah terpasang pada badan robot seperti ditunjukkan pada
gambar 4.19 b. Motor servo 6 seharusnya bergerak 90 , ternyata dari hasil pengujian motor
servo 6 bergerak 88 . Hal ini disebabkan karena adanya beban pada motor servo 6, namun
beban tersebut tidak berpengaruh pada pergerakan secara keseluruhan.
a b Gambar 4.20. Pengujian sudut putar motor servo 5