Realisasi Robot Swarm Dalam Membagi Tugas Memadamkan Api.
i
REALISASI ROBOT SWARM DALAM MEMBAGI TUGAS MEMADAMKAN API
Disusun Oleh:
Nama : Dita Kostian Malahayati NRP : 0422045
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha, Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65, Bandung, Indonesia,
email : dita.malahayati@gmail.com
ABSTRAK
Kemajuan teknologi saat ini khususnya dalam bidang elektronika berkembang dengan sangat pesat. Salah satu penyebabnya adalah kebutuhan manusia akan teknologi yang praktis dan dapat dikontrol secara otomatis. Sistem yang sudah dapat bekerja secara otomatis diantaranya adalah robot. Robot juga dapat ditempatkan di daerah berbahaya, misalnya untuk menyelamatkan korban di tempat terjadinya kebakaran. Bahkan saat ini sudah dikembangkan robot yang dapat bekerjasama dengan robot lainnya secara otomatis yang dinamakan Robot Swarm. Dua atau lebih robot dapat bekerjasama dalam menjalankan satu tugas secara bersamaan.
Dalam Tugas Akhir ini telah direalisasikan Robot Swarm pemadam api yang diadopsi dari Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) 2008 pada Divisi Expert Swarm. Robot Swarm pemadam api ini didesain untuk dapat bekerja sama menelusuri lorong-lorong suatu ruangan dan mencari sebuah boneka lalu mencari titik api di masing-masing ruangan dan memadamkannya. Pada waktu memadamkan api robot telah dilengkapi kipas yang dapat memadamkan sumber api. Selain itu juga Robot Swarm ini dilengkapi dengan modul RF XBee-PRO yang digunakan sebagai media transmisi untuk kedua robot berkomunikasi. Robot Swarm pemadam api ini dapat diterapkan di berbagai industri yang rawan terhadap kebakaran.
Tingkat keberhasilan dari realisasi Robot Swarm ini mencapai 64%. Sedangkan kegagalan dari realisasi Robot Swarm ini diakibatkan oleh beberapa hal diantaranya beban robot yang terlalu berat serta penggunaan track (rel ban) yang kurang baik sehingga memperlambat gerak robot.
(2)
ii
REALIZATION OF SWARM ROBOT IN SHARING TASKS
TO EXTINGUISH FIRE
Composed by:
Name : Dita Kostian Malahayati
Nrp : 0422045
Electrical Engineering Department, Engineering Faculty, Maranatha Christian University,
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH No. 65, Bandung, Indonesia, email : dita.malahayati@gmail.com
ABSTRACT
Technology’s Development nowadays especially in electronic is growing fast. One of the causes is the human need of practical technology and control automatically. One of the system that can work automatically is robot. Robot can placed at dangerous area, for example robot can save a victim on fire place. Even at this time man has developed a robot that can be able to work with other robot automatically it called Swarm Robot. Two or more robots are be able to run their tasks simultaneously.
In this Final Project has realized a fire extinguish Swarm Robot by adopting from “Kontes Robot Cerdas Indonesia (KRCI) 2008”in Expert Swarm Division. This fire extinguish Swarm Robot is designed to be able to corporate in the alley of a room and finding a doll then searching a fire in each room to extinguish it. At the time when robot extinguish the fire, the robot has equipped by a fan to extinguish the fire. The Swarm Robot also equipped with a RF XBee Pro Module that used as a transmission media for two robots to communicate. This extinguish Swarm Robot can be use in various industry that vulnerable to fire.
Level of success from the realization of this Robot Swarm reach 64%. While the failure of the realization is caused by some parts of the robot are too heavy and also the use of the track (rail tires) is not working properly.
(3)
v DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1
I.1 Latar Belakang ... 1
I.2 Identifikasi Masalah ... 2
I.3 Tujuan ... 2
I.4 Pembatasan Masalah ... 2
I.5 Spesifikasi Alat ... 3
I.6 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
II.1 Pengertian Robot ... 5
II.1.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Tingkat Kemampuan Melakukan Tugas ... 6
II.1.2 Klasifikasi Robot Berdasarkan Mobilitas ... 7
II.1.3 Robot Swarm ... 7
II.2 Pengontrol Mikro ... 8
II.2.1 Pengenalan ATMEL AVR RISC ... 9
II.2.2 Pengontrol Mikro ATmega16 ... 9
II.2.2.1 Fitur ATMEGA16 ... 10
II.2.2.2 Konfigurasi Pin ATMEGA16 ... 11
(4)
vi
II.2.2.4 General Purpose Register ATmega16 ... 15
II.2.2.5 Peta Memori ATmega16 ... 15
II.2.2.6 Pin Input/Output ATmega16 ... 17
II.2.2.7 USART (The Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter ) ATmega16... 18
II.3 Frekuensi ……... 20
II.4 Sensor ………... 24
II.4.1 Sensor Jarak Inframerah SHARP GP2D12 ... 24
II.4.1.1 Teori Operasi ... 24
II.4.1.2 Output Non Linear ... 26
II.4.2 Sensor Api Hamatsu UVTron R2868 ... 28
II.4.3 Sensor Thermal Array TPA81 ... 29
II.4.3.1 Komunikasi pada TPA 81 ... 30
II.4.3.2 Register pada TPA 81 ... 31
II.5 I2C ………... 32
II.6 Lilin dan Boneka ... 36
II.7 Konfigurasi Lapangan ... 37
II.8 Modul RF Maxstream Xbee PRO ... 38
II.8.1 Fitur Utama Xbee PRO ... 38
II.8.2 Pin Signal ... 39
II.8.3 Operasi Modul RF ... 41
II.8.3.1 Komunikasi Serial ... 41
II.8.3.2 Aliran Data UART ... 41
II.8.3.3 Data Serial ... 41
II.8.3.4 Paket dari Serial ke RF ... 42
II.8.3.5 Flow Control ... 43
II.8.3.6 Penyangga DI (Data In) ... 43
(5)
vii
II.8.4 Pengalamatan ... 44
II.8.4.1 Mode Unicast ... 44
II.8.4.2 Mode Broadcast ... 45
II.8.5 Lapisan Fisik Xbee PRO ... 45
II.9 Modulasi ………... 46
II.9.1 Direct Sequence Spread Spectrum ( DSSS )... 47
II.9.2 Modulasi QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) ... 47
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ... 49
III.1 Perancangan ……... 49
III.1.1 Spesifikasi Alat ... 49
III.1.2 Perancangan Diagram Blok Sistem ... 51
III.1.3 Perancangan dan Realisasi Robot Swarm ... 53
III.2 Realisasi Perangkat Keras ... 57
III.2.1 Rangkaian Motor Driver Pengontrol Gerak Robot ... 58
III.2.2 Realisasi Perancangan Rangkaian Sensor dan Modul RF Xbee PRO ... 59
III.2.2.1 Sensor Jarak ... 59
III.2.2.1.1 Pengukuran Inframerah GP2D12 dan Konversi Jarak ke dalam Cm... 59
III.2.2.2 Sensor Suhu Thermal Array TPA81 ... 60
III.2.2.3 Sensor Api Hamatsu UVTron R2868 ... 62
III.2.3 Modul RF Xbee PRO ... 63
III.2.4 Pengontrol Mikro ATmega16 ... 64
III.2.4.1 Rangkaian Clock Generator ... 64
III.2.4.2 Rangkaian Reset ... 65
III.2.4.3 Rangkaian Antarmuka ke Rangkaian Luar ( input/ output ) ... 65
(6)
viii
III.2.4.4 Rangkaian Keseluruhan Pengontrol Mikro
ATmega16 ... 66
III.3 Algoritma Pemrograman pada ATmega16 ... 68
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISA ... 73
IV.1 Pengujian Sensor Inframerah Sharp GP2D12 ... 73
IV.2 Pengujian Sensor Api UVtron ... 76
IV.3 Pengujian Sensor Suhu Thermal Array TPA81 ... 77
IV.3.1 Pengukuran Suhu Api Lilin Berdasarkan Jarak Sensor Suhu Thermal Array TPA81 Terhadap Api Lilin ... 78
IV.3.2 Pengukuran Suhu Lampu 15 Watt Berdasarkan Jarak Sensor Suhu Thermal Array TPA81 Terhadap Lampu 15 Watt ... 79
IV.4 Pengujian Modul RF Xbee PRO ... 81
IV.5 Pengujian Pola Gerakan Robot Swarm ... 83
IV.6 Pengujian Waktu Keseluruhan Robot Swarm Menjalankan Tugas ... 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 91
V.1 Kesimpulan ………... 91
V.2 Saran ………... 92
DAFTAR PUSTAKA………... 93
LAMPIRAN A FOTO ROBOT SWARM
LAMPIRAN B PROGRAM PADA PENGONTROL MIKRO ATMEGA16
(7)
ix
DAFTAR TABEL
Tabel II.1 Fungsi Khusus Port B...12
Tabel II.2 Fungsi Khusus Port C...12
Tabel II.3 Fungsi Khusus Port D ...13
Tabel II.4 Konfigurasi Port ATmega16...18
Tabel II.5 Baud Rate ...20
Tabel II.6 Frecuency Bands ...22
Tabel II.7 Register pada TPA 81 ...31
Tabel II.8 Pin Signal Xbee-PRO...40
Tabel II.9 Contoh Konfigurasi Data Unicast Mode ...45
Tabel II.10 Lebar Frekuensi dan Kecepatan Data ZigBee ...46
Tabel IV.1 Tabel Hasil Pengukuran Sensor Jarak Inframerah GP2D12 Robot A Terhadap Obyek Dinding Multiplex ...74
Tabel IV.2 Tabel Hasil Pengukuran Sensor Jarak Inframerah GP2D12 Robot B Terhadap Obyek Dinding Multiplex ...75
Tabel IV.3 Tabel Keberadaan Api Lilin Terhadap Jarak Robot A dengan Posisi Sensor Api dan Lilin Berhadapan Tegak Lurus 180º...76
Tabel IV.4 Tabel Keberadaan Api Lilin Terhadap Jarak Robot B dengan Posisi Sensor Api dan Lilin Berhadapan Tegak Lurus 180º...77
Tabel IV.5 Besar Suhu Api Lilin Terhadap Perubahan Kedudukan Sensor Suhu Robot A ...78
Tabel IV.6 Besar Suhu Api Lilin Terhadap Perubahan Kedudukan Sensor Suhu Robot B ...79
Tabel IV.7 Besar Suhu Lampu 15 Watt Terhadap Perubahan Kedudukan Sensor Suhu Robot A...80
Tabel IV.8 Besar Suhu Lampu 15 Watt Terhadap Perubahan Kedudukan Sensor Suhu Robot B ...81
(8)
x
Tabel IV.9 Pengiriman Data dari Robot A ke Robot B Tanpa Penghalang...82
Tabel IV.10 Pengiriman Data dari Robot A ke Robot B dengan Penghalang ...82
Tabel IV.11 Tabel Keseluruhan Gerak Robot A Kondisi 1 ...83
Tabel IV.12 Tabel Keseluruhan Gerak Robot B Kondisi 1 ...84
Tabel IV.13 Tabel Keseluruhan Gerak Robot A Kondisi 2 ...86
Tabel IV.14 Tabel Keseluruhan Gerak Robot B Kondisi 2 ...87
Tabel IV.15 Tabel Waktu Keseluruhan Robot Menjalankan Tugas pada Kondisi 1 ...89
Tabel IV.16 Tabel Waktu Keseluruhan Robot Menjalankan Tugas pada Kondisi 2...90
(9)
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin ATmega16 ... 11
Gambar 2.2 Diagram Blok ATmega16 ... 14
Gambar 2.3 General Purpose Register ATmega16 ... 15
Gambar 2.4 Pemetaan Memori ATmega16 ... 16
Gambar 2.5 Pemetaan Memori Data ATmega16 ... 17
Gambar 2.6 Blok USART ... 19
Gambar 2.7 Pola Pantulan Sinar Inframerah ... 25
Gambar 2.8 Perbandingan Jarak Baca Sensor Jarak Inframerah Sharp ... 26
Gambar 2.9 Karakteristik Sensor Jarak Inframerah Sharp GP2D12... 27
Gambar 2.10 Sensor Api Hamatsu UVTron R2868 ... 28
Gambar 2.11 Grafik Respon Hamatsu UVTron R2868 ... 28
Gambar 2.12 Modul C3074 ... 29
Gambar 2.13 TPA81 Thermal Array ... 30
Gambar 2.14 Sudut Pandang TPA81 ... 31
Gambar 2.15 Pemasangan Resistor Pull-Up pada I2C Bus ... 33
Gambar 2.16 Perangkat pada Jalur I2C Bus ... 33
Gambar 2.17 Start-Stop Sequence pada Transmisi I2C ... 34
Gambar 2.18 Kondisi Jalur SDA dan Jalur SCL pada Pengiriman Data ... 34
Gambar 2.19 Pengiriman Alamat Slave pada Sebuah Sequence Protokol I2C ... 35
Gambar 2.20 Dudukan Lampu Bohlam 15 Watt dan Lilin ... 36
Gambar 2.21 Model Lapangan ... 37
Gambar 2.22 Modul RF Xbee PRO ... 38
Gambar 2.23 Pin Signal Xbee PRO ... 39
(10)
xii
Gambar 2.25 Paket Data UART 0x1F (desimal nomor 31) yang Dikirim Melalui Modul RF. Contoh Format Data adalah 8-N-1 (bit-paritas-#
Stop bit) ... 42
Gambar 2.26 Flow Control Xbee PRO ... 43
Gambar 2.27 Kode Binary QPSK ... 48
Gambar 3.1 Diagram Blok Robot A dan B ... 52
Gambar 3.2 Dimensi Robot Swarm A Tampak Depan ... 54
Gambar 3.3 Dimensi Robot Swarm A Tampak Samping ... 54
Gambar 3.4 Dimensi Robot Swarm A Tampak Atas ... 55
Gambar 3.5 Dimensi Robot Swarm B Tampak Depan ... 56
Gambar 3.6 Dimensi Robot Swarm B Tampak Samping ... 56
Gambar 3.7 Dimensi Robot Swarm B Tampak Atas ... 57
Gambar 3.8 Skematik Rangkaian Driver L293D untuk Motor DC ... 58
Gambar 3.9 Sensor Jarak Inframerah GP2D12 ... 59
Gambar 3.10 Diagram Alir Sensor Jarak Inframerah GP2D12 ... 60
Gambar 3.11 Diagram Alir Pembacaan Suhu oleh Thermal Array TPA81 . 62 Gambar 3.12 Derajat Sensitivitas Hamatsu R2868 ... 63
Gambar 3.13 Ilustrasi Pendeteksian Sensor Api UVtron Hamatsu R2868 .. 63
Gambar 3.14 Rangkaian Clock Generator ... 65
Gambar 3.15 Rangkaian Reset ... 65
Gambar 3.16 Skematik Pengontrol Mikro ATmega16 ... 67
Gambar 3.17 Diagram Alir Program Utama ... 69
Gambar 3.18 Diagram Alir Program Telusur Dinding Kiri ... 70
Gambar 3.19 Diagram Alir Program Telusur Dinding Kanan ... 71
Gambar 3.20 Diagram Alir Deteksi Panas ... 72
Gambar 4.1 Pola Gerakan Kedua Robot di Lantai 1 dan Lantai 2 (Kondisi 1)... 85
Gambar 4.2 Foto Gerakan Robot A di Lantai 1 (Kondisi 1) ... 85
(11)
xiii
Gambar 4.4 Pola Gerakan Kedua Robot di Lantai 1 dan Lantai 2
(Kondisi 2) ... 88 Gambar 4.5 Foto Gerakan Robot A di Lantai 1 (Kondisi 2) ... 88 Gambar 4.6 Foto Gerakan Robot B di Lantai 2 (Kondisi 2) ... 89
(12)
LAMPIRAN A
(13)
LAMPIRAN A FOTO ROBOT SWARM
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
LAMPIRAN B
PROGRAM PADA PENGONTROL
ATMEGA16
(22)
LAMPIRAN B
PEMROGRAMAN PADA PENGONTROL MIKRO ATMEGA16
/***************************************************** This program was produced by the
CodeWizardAVR V1.25.3 Standard Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com
Project : Robot Swarm Version :
Date : 2/6/2007
Author : Dita Kostian Malahayati Company : Universitas Kristen Maranatha Comments :
Chip type : ATmega16 Program type : Application Clock frequency : 11.059200 MHz Memory model : Small
External SRAM size : 0 Data Stack size : 256
*****************************************************/
#include <mega16.h> #include <delay.h> #include <math.h>
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long #define kipas PORTB.5
(23)
// I2C Bus functions #asm
.equ __i2c_port=0x18 ;PORTB .equ __sda_bit=1
.equ __scl_bit=0 #endasm
#include <i2c.h>
// Alphanumeric LCD Module functions #asm
.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm
#include <lcd.h>
#define RXB8 1 #define TXB8 0 #define UPE 2 #define OVR 3 #define FE 4 #define UDRE 5 #define RXC 7
#define FRAMING_ERROR (1<<FE) #define PARITY_ERROR (1<<UPE) #define DATA_OVERRUN (1<<OVR)
#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE) #define RX_COMPLETE (1<<RXC)
// USART Receiver buffer #define RX_BUFFER_SIZE 8 char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE];
#if RX_BUFFER_SIZE<256
(24)
#else
unsigned int rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter; #endif
// This flag is set on USART Receiver buffer overflow bit rx_buffer_overflow;
// USART Receiver interrupt service routine
bit bayi_ditemukan;
uchar jumlah_lilin_yang_dipadamkan;
interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void) {
char status,data; status=UCSRA; data=UDR;
if(data=='b'){ data=0;
bayi_ditemukan=1; // terima berita bayi sudah ketemu }
if(data=='l'){ data=0;
jumlah_lilin_yang_dipadamkan++; // terima berita bahwa lilin sudah di padamkan }
if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0) {
(25)
if (++rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_wr_index=0; if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE)
{ rx_counter=0; rx_buffer_overflow=1; }; }; } #ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_
// Get a character from the USART Receiver buffer #define _ALTERNATE_GETCHAR_ #pragma used+ char getchar(void) { char data; while (rx_counter==0); data=rx_buffer[rx_rd_index];
if (++rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0; #asm("cli") --rx_counter; #asm("sei") return data; } #pragma used-#endif
// Standard Input/Output functions #include <stdio.h>
#include <delay.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x60
unsigned char read_adc(unsigned char adc_input) {
(26)
delay_us(10); ADCSRA|=0x40;
while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCH; } //===============================================stop void stop(void) { PORTD.2=0; PORTD.3=0; PORTD.6=0; PORTD.7=0; } //===============================================maju void maju(void) { PORTD.2=0; PORTD.3=1; PORTD.4=1; PORTD.5=1; PORTD.6=0; PORTD.7=1; delay_ms(100); } //===============================================belok_kanan void belok_kanan(void) { PORTD.2=1; PORTD.3=0; PORTD.4=0;
(27)
PORTD.5=1; PORTD.6=0; PORTD.7=1; delay_ms(100); }
//===============================================belok_kiri void belok_kiri(void)
{
PORTD.2=0; PORTD.3=1; PORTD.4=1; PORTD.5=0; PORTD.6=1; PORTD.7=0; delay_ms(100); }
//===============================================baca_IR uchar IR_kanan;
uchar IR_kiri; uchar IR_depan; void baca_IR(void) {
uchar kanan; uchar kiri; uchar depan;
kiri=read_adc(0);
IR_kiri=2141.72055 * (pow(kiri,-1.078867)); // agar dalam cm
depan=read_adc(1);
(28)
kanan=read_adc(2);
IR_kanan=2141.72055 * (pow(kanan,-1.078867)); // agar dalam cm }
//==========================================telusur_dinding_kiri #define beeper PORTB.7
void telusur_dinding_kiri(void) {
baca_IR(); if(IR_depan>20) {
if(IR_kiri<=14) belok_kanan();
else if(IR_kiri>15 && IR_kiri<19) maju(); else if(IR_kiri>=19)belok_kiri();
} else {
if(IR_depan<23 || IR_kiri<19) belok_kanan();
} }
//==========================================telusur_dinding_kanan
void telusur_dinding_kanan(void) {
baca_IR(); if(IR_depan>20) {
(29)
if(IR_kanan<=14) belok_kiri();
else if(IR_kanan>15 && IR_kanan<19) maju(); else if(IR_kanan>=19)belok_kanan();
} else {
if(IR_depan<23 || IR_kanan<19) belok_kiri();
} }
//===============================================TPA_read uchar data_temperatur[8];
void TPA_read(void) {
uchar i;
for (i=0;i<8;i++) {
delay_ms(40); i2c_start(); i2c_write(0xD0); i2c_write(i+2); i2c_start(); i2c_write(0xD1);
data_temperatur[i]=i2c_read(0); i2c_stop();
} }
(30)
//===============================================deteksi_panas #define uvtron PORTB.4
bit lilin_ditemukan; bit deteksi_lilin; bit deteksi_bayi;
void deteksi_panas(void){ uchar temperatur;
uchar k; TPA_read(); for (k=0;k<8;k++){
temperatur =data_temperatur[k]; if (temperatur>100)
{
if(PINB.4==1)deteksi_lilin=1; if(PINB.4==0)deteksi_bayi=1; }
}
}
//===============================================main
void main(void) {
DDRB=0x70; DDRD=0xFC;
UCSRA=0x00; UCSRB=0x98; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00;
(31)
UBRRL=0x47;
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84;
i2c_init(); lcd_init(16); #asm("sei") bayi_ditemukan=0; DDRB.4=0; beeper=0;
jumlah_lilin_yang_dipadamkan=0; lilin_ditemukan=0;
kipas=0; while (1)
{
if(bayi_ditemukan==0) {
telusur_dinding_kiri(); deteksi_panas(); if(deteksi_bayi)
{
bayi_ditemukan=1; stop();
putchar('b'); beeper=1; delay_ms(2000); beeper=0; deteksi_lilin=0; }
(32)
else if(deteksi_lilin) {
lilin_ditemukan=1; deteksi_lilin=0; }
}
else if(bayi_ditemukan==1)
{
if(lilin_ditemukan)telusur_dinding_kanan(); else if(!lilin_ditemukan)telusur_dinding_kiri(); deteksi_panas();
if(deteksi_lilin) {
stop(); putchar('l'); kipas=1; delay_ms(3000); kipas=0;
jumlah_lilin_yang_dipadamkan++; deteksi_lilin=0;
if( jumlah_lilin_yang_dipadamkan>1) {
stop(); for(;;){} }
} }
(33)
1 BAB I PENDAHULUAN
Universitas Kristen Maranatha
BAB I PENDAHULUAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat yang digunakan dan sistematika penulisan.
I.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi belakangan ini semakin meningkatkan kreasi manusia dalam menciptakan peralatan dengan tujuan meningkatkan kualitas hidup. Sebagai pendekatan praktis, perancangan dan pembuatan robot semakin berkembang seiring dengan tujuan dan latar belakang pembuatan robot.
Bukan hanya dibuat oleh perseorangan namun robot pun seringkali dilombakan dalam suatu kompetisi. Di Indonesia sendiri ada suatu kompetisi robotika tingkat nasional yang bernama Kontes Robot Cerdas Indonesia.
Dengan semakin berkembangnya pembuatan robot mulai dikembangkanlah pembuatan robot yang lebih dari satu yang dapat bekerjasama untuk melakukan satu tugas secara bersamaan. Robot-robot seperti ini dinamakan Robot Swarm.
Dalam Kontes Robot Cerdas Indonesia, Robot Swarm termasuk dalam kategori Expert Swarm. Maka dalam Tugas Akhir ini direalisasikanlah Robot Swarm dalam membagi tugas untuk memadamkan api.
Untuk merealisasikan komunikasi antar Robot Swarm tersebut, diperlukan rancangan komunikasi yang tepat untuk robot-robot tersebut. Robot yang akan digunakan adalah dua robot beroda yang akan berkomunikasi satu sama lain untuk dapat memadamkan api dan menemukan boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt.
(34)
2 BAB I PENDAHULUAN
Universitas Kristen Maranatha
I.2 Identifikasi Masalah
Masalah yang akan diidentifikasi adalah bagaimana mengatur komunikasi dua arah antar dua robot agar dapat bekerjasama menemukan letak boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan memadamkan api.
I.3 Tujuan
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah merealisasikan Robot Swarm dalam membagi tugas untuk menemukan boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt kemudian memadamkan api.
I.4 Pembatasan Masalah
Tugas Akhir ini dibatasi oleh beberapa hal di bawah ini :
1. Pembatasan tugas yang akan dilakukan oleh Robot Swarm adalah hanya menemukan letak boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan memadamkan api.
2. Kedua Robot Swarm akan bekerjasama untuk mencari satu boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan mencari dua buah api lilin lalu memadamkannya dengan waktu maksimum 6 menit sesuai dengan peraturan yang ada pada Kontes Robot Cerdas Indonesia 2008 untuk Divisi Expert Swarm.
3. Kerjasama yang akan dilakukan robot adalah mencari satu boneka dan memadamkan 2 titik api secara bersamaan. Robot yang lebih dulu menemukan boneka akan mengkomunikasikan kepada robot lainnya sehingga robot yang lain dapat menghentikan pencarian boneka dan melanjutkan tugas untuk mencari api. Sebelum salah satu robot menemukan boneka, robot lain tidak akan mencari api karena boneka menjadi prioritas utama pencarian.
4. Model lapangan yang akan dilalui oleh Robot Swarm adalah lapangan dengan konfigurasi tetap.
(35)
3 BAB I PENDAHULUAN
Universitas Kristen Maranatha 5. Lebar dari lapangan yang akan dilalui robot minimum adalah 38 cm. Pembatasan ini disesuaikan berdasarkan lebar robot dan batas navigasi dari robot.
6. Api lilin dan bohlam tidak diletakkan dalam satu ruangan.
I.5 Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat pada Tugas Akhir realisasi Robot Swarm untuk memadamkan api ini adalah :
1. Robot dapat menemukan titik api, memadamkan api dan menemukan letak boneka yang akan disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt.
2. Robot yang digunakan adalah dua buah robot beroda dengan sistem differential drive
3. Robot akan berkomunikasi pada frekuensi 2,4 GHz
4. Robot tidak akan saling bertabrakan satu sama lain karena adanya pemasangan sensor jarak inframerah SHARP GP2D12 di bagian depan robot.
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dibahas tentang pengantar robotika, pengontrol mikro AVR, sensor jarak Inframerah SHARP GP2D12, sensor api UV Tron, sensor suhu TPA81 Thermal Array, modul XBee PRO, konfigurasi lapangan serta dudukan bohlam dan lilin yang akan digunakan.
(36)
4 BAB I PENDAHULUAN
Universitas Kristen Maranatha
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Dalam bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan realisasi rangkaian pengontrol mikro, rangkaian sensor, diagram blok sistem, dan algoritma pemrograman Robot Swarm.
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian alat yang telah direalisasi, pengambilan data pengamatan dan analisisnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bagian penutup Tugas Akhir ini berisi tentang kesimpulan dan saran
(37)
91 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.
V. 1 Kesimpulan
Dengan memperhatikan data pengamatan dan analisis pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa:
1. Kedua Robot Swarm dapat dikontrol dengan menggunakan pengontrol mikro ATmega 16 untuk melakukan manuver belok kiri, belok kanan, berputar, menanjak dan menuruni turunan serta dapat membedakan api lilin dengan panas suhu boneka yang disimulasikan oleh lampu bohlam 15 Watt.
2. Kedua Robot Swarm dapat mengelilingi lapangan secara keseluruhan hanya terkadang menyinggung dinding tetapi tidak sampai menabrak dinding atau sekat dalam pergerakannya.
3. Secara keseluruhan kedua Robot Swarm dapat menyelesaikan tugasnya untuk mencari bohlam, mencari api, memadamkan api dan mengkomunikasikan penemuan bohlam maupun api dengan tingkat keberhasilan 64%.
4. Algoritma yang digunakan telah dapat mencari dan memadamkan api lilin serta menemukan bohlam 15 Watt pada konfigurasi lapangan yang digunakan.
(38)
92 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Universitas Kristen Maranatha
V. 2 Saran
Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Pengembangan algoritma pada saat terdapat api lilin dan korban dalam satu ruangan yang sama sehingga robot dapat membedakan api lilin dan lampu bohlam.
2. Mekanik Robot Swarm terutama track (rel ban) dibuat lebih baik dan disesuaikan dengan beban pada Robot Swarm agar robot berjalan dengan lebih baik dan lebih cepat.
(39)
93
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto,H., Buku Panduan : “Pelatihan Mikrokontroler AVR ATMega 16”, 2008.
2. Budiharto, Widodo. “Panduan Paktikum Mikrokontroler AVR ATmega16”, Jakarta: PT Elex Media Komputindo, 2007.
3. Budiharto, Widodo,“Membuat Robot Cerdas”, Jakarta : Gramedia, 2006. 4. Kurnia, J., Laporan Tugas Akhir : ”Realisasi Robot Mobil Tank Untuk
Menjelajahi Medan Yang Tidak Rata”, Teknik Elektro Universitas Kristen Maranatha Bandung, 2008.
5. Riyanto, Sigit“Robotika, Sensor dan Akuator”, Yogyakarta: Graha Ilmu, 2007
6. Winoto,Ardi , “Mikrokontroler AVR Atmega 8/16/32/8535 dan
Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR”, Bandung: Informatika Bandung, 2008.
7. http://www.atmel.com 8. http://www.avrbeginers.net
9. http:// www.ekstrarobotik.tripod.com 10. http://www.indomicron.co.cc
11. http://www.MaxStream.net 12. http://www.robot indonesia.com
13. http://www.acroname.com/robotics/info/articles/sharp/sharp.html
14. http://digilib.petra.ac.id/viewer.php?page=1&submit.x=0&submit.y=0&qual= high&fname=/jiunkpe/s1/elkt/2006/jiunkpe-ns-s1-2006-23402103-4605-antena-chapter2.pdf
(1)
BAB I PENDAHULUAN
I.2 Identifikasi Masalah
Masalah yang akan diidentifikasi adalah bagaimana mengatur komunikasi dua arah antar dua robot agar dapat bekerjasama menemukan letak boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan memadamkan api.
I.3 Tujuan
Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah merealisasikan Robot Swarm dalam membagi tugas untuk menemukan boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt kemudian memadamkan api.
I.4 Pembatasan Masalah
Tugas Akhir ini dibatasi oleh beberapa hal di bawah ini :
1. Pembatasan tugas yang akan dilakukan oleh Robot Swarm adalah hanya menemukan letak boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan memadamkan api.
2. Kedua Robot Swarm akan bekerjasama untuk mencari satu boneka yang disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt dan mencari dua buah api lilin lalu memadamkannya dengan waktu maksimum 6 menit sesuai dengan peraturan yang ada pada Kontes Robot Cerdas Indonesia 2008 untuk Divisi Expert Swarm.
3. Kerjasama yang akan dilakukan robot adalah mencari satu boneka dan memadamkan 2 titik api secara bersamaan. Robot yang lebih dulu menemukan boneka akan mengkomunikasikan kepada robot lainnya sehingga robot yang lain dapat menghentikan pencarian boneka dan melanjutkan tugas untuk mencari api. Sebelum salah satu robot menemukan boneka, robot lain tidak akan mencari api karena boneka menjadi prioritas utama pencarian.
(2)
BAB I PENDAHULUAN
Universitas Kristen Maranatha 5. Lebar dari lapangan yang akan dilalui robot minimum adalah 38 cm. Pembatasan ini disesuaikan berdasarkan lebar robot dan batas navigasi dari robot.
6. Api lilin dan bohlam tidak diletakkan dalam satu ruangan.
I.5 Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat pada Tugas Akhir realisasi Robot Swarm untuk memadamkan api ini adalah :
1. Robot dapat menemukan titik api, memadamkan api dan menemukan letak boneka yang akan disimulasikan oleh sebuah bohlam 15 Watt.
2. Robot yang digunakan adalah dua buah robot beroda dengan sistem differential drive
3. Robot akan berkomunikasi pada frekuensi 2,4 GHz
4. Robot tidak akan saling bertabrakan satu sama lain karena adanya pemasangan sensor jarak inframerah SHARP GP2D12 di bagian depan robot.
I.6 Sistematika Penulisan
Sistematika dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah, spesifikasi alat, serta sistematika penulisan.
BAB II LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dibahas tentang pengantar robotika, pengontrol mikro AVR, sensor jarak Inframerah SHARP GP2D12, sensor api UV Tron, sensor suhu TPA81 Thermal Array, modul XBee PRO, konfigurasi lapangan serta dudukan bohlam dan lilin yang akan digunakan.
(3)
BAB I PENDAHULUAN
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Dalam bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan realisasi rangkaian pengontrol mikro, rangkaian sensor, diagram blok sistem, dan algoritma pemrograman Robot Swarm.
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
Dalam bab ini akan dibahas tentang pengujian alat yang telah direalisasi, pengambilan data pengamatan dan analisisnya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bagian penutup Tugas Akhir ini berisi tentang kesimpulan dan saran –saran untuk pengembangan lebih lanjut dari realisasi Robot Swarm.
(4)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Universitas Kristen Maranatha BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari Tugas Akhir dan saran-saran yang perlu dilakukan untuk perbaikan di masa mendatang.
V. 1 Kesimpulan
Dengan memperhatikan data pengamatan dan analisis pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa:
1. Kedua Robot Swarm dapat dikontrol dengan menggunakan pengontrol mikro ATmega 16 untuk melakukan manuver belok kiri, belok kanan, berputar, menanjak dan menuruni turunan serta dapat membedakan api lilin dengan panas suhu boneka yang disimulasikan oleh lampu bohlam 15 Watt.
2. Kedua Robot Swarm dapat mengelilingi lapangan secara keseluruhan hanya terkadang menyinggung dinding tetapi tidak sampai menabrak dinding atau sekat dalam pergerakannya.
3. Secara keseluruhan kedua Robot Swarm dapat menyelesaikan tugasnya untuk mencari bohlam, mencari api, memadamkan api dan mengkomunikasikan penemuan bohlam maupun api dengan tingkat keberhasilan 64%.
4. Algoritma yang digunakan telah dapat mencari dan memadamkan api lilin serta menemukan bohlam 15 Watt pada konfigurasi lapangan yang digunakan.
(5)
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
V. 2 Saran
Saran-saran yang dapat diberikan untuk perbaikan dan pengembangan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Pengembangan algoritma pada saat terdapat api lilin dan korban dalam satu ruangan yang sama sehingga robot dapat membedakan api lilin dan lampu bohlam.
2. Mekanik Robot Swarm terutama track (rel ban) dibuat lebih baik dan disesuaikan dengan beban pada Robot Swarm agar robot berjalan dengan lebih baik dan lebih cepat.
(6)