T1 612011028 BAB III

BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dijelaskan mengenai konsep dasar sistem, perancangan mekanik
robot, perangkat lunak dari algoritma robot, serta metode pengujian robot.
2.1.Konsep Dasar Sistem
Untuk membuat algoritma yang baik, sebelumnya harus ada sebuah sistem
perangkat keras yang berguna untuk membantu kinerja dari algoritma yang diinginkan
dalam mencapai tujuan suatu robot itu dibuat. Blok diagram 3.1. menunjukkan sistem dari
robot.
Start
Sound Activation
Stop
TPA 81
Uvitron

Atmega 128

Motor
Depan Kanan

Motor

Depan Kiri

Motor
Belakang

Motor
Belakang Kiri

Driver Motor

Sensor
SRF
Sensor IR

Semprotan Air

Rotary encoder

CMUCam5


Mikrokontroler

Lengan Penjepit

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem.
Blok diagram sistem pada gambar 3.1. dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu
sistem yang telah ada (dibatasi garis berwarna hitam) dan sensor yang akan ditambahkan
(berwarna merah).

22

1. Sistem yang telah ada pada robot
Sistem yang telah ada pada robot meliputi mikrokontroler utama driver kipas
dan driver motor. Mikrokontroler utama mendapat masukan dari sound activation
untuk memulai pergerakan robot.
Mikrokontroler utama juga digunakan untuk mengolah data dari sensor
jarak SRF04, data dari sensor api UVTRON dan data dari sensor suhu TPA81. Selain
itu mikrokontroler utama mendapat masukan dari sensor infrared, sensor garis dan
sensor warna.
Selain digunakan untuk mengolah data yang didapat dari sensor

mikrokontroler utama juga memberikan instruksi kepada driver motor untuk
bergerak dan memberi instruksi kepada driver motor untuk mengaktifkan pemadam.
2. Sensor yang Ditambahkan
Sensor yang akan ditambahkan adalah Cmucam5 sebagai kamera untuk
mendeteksi warna dari led biru indikator cradle dan juga tanda secondary safe zone.
Cmucam5 akan dipasang dibagian depan robot.

23

3.2.

Perancangan Mekanik Robot
Bagian ini menjelaskan tentang perancangan mekanik robot yang dibuat serta

lengan penjepit robot.
3.2.1. Rancangan Desain Robot
Gambar 3.2 menunjukan rancangan desain mekanik dari robot beroda yang dibuat.

Gambar 3.2. Rancangan Desain Mekanik.


24

3.2.2. Rancangan Desain Lengan Penjepit
Lengan penjepit merupakan bagian tambahan khusus untuk level 3. Lengan ini
berfungsi sebagai alat yang bisa mengangkat serta membawa baby cradle boneka dari
lokasi ditemukan menuju ke secondary safe zone. Lengan penjepit terdiri dari sebuah
lengan dengan 2 servo untuk bergerak secara vertikal.Kedua servo berikutnya berada
di ujung sebagai penggerak horizontal bagian terdepan. Berikut gambar desain dari
lengan penjepit:

Gambar 3.3. Lengan Penjepit (Tampak Samping)
Lengan penjepit terdiri dari 2 bagian yaitu lengan dan juga penjepit. Servo
pertama menempel pada bagian robot dan mampu bergerak secara vertikal. Servo
pertama akan disambungkan dengan akrilik sepanjang 15cm. Servo kedua menempel
pada ujung akrilik dan tersambung dengan akrilik sepanjang 15cm. Servo kedua
berfungsi menggerakan lengan agar bisa dilipat sehingga ukurannya tidak melebihi
dimensi robot. Servo nomor 3 dan 4 berada pada ujung dari lengan. Pada tiap servo
terdapat akrilik berukuran panjang 5cm. Ketika posisi sudah berada tepat diatas baby
cradle maka servo nomor 3 dan 4 akan membuka secara horizontal secara berlawanan
sehingga penjepit akan tersangkut pada baby cradle.


25

4
1

2

3

Gambar 3.4. Lengan Penjepit Sebelum Dipasang
Lengan penjepit akan dipasang dibagian teratas dari robot dan tidak melebihi
dimensi P=31 x L=31 x T=27.
Ketika menjalankan algoritma lengan penjepit memiliki 4 posisi utama yaitu:
1. Posisi lengan penjepit standby
Posisi ini merupakan posisi standby dari lengan penjepit. Pada posisi ini
lengan penjepit berada diatas robot dalam kondisi terlipat. Posisi ini
digunakan ketika robot melakukan pencarian sebelum menemukan baby
cradle. Posisi ini akan digambarkan oleh gambar berikut:


Gambar 3.5: Posisi Standby Lengan Penjepit (Tampak Samping)

26

2. Posisi lengan penjepit turun
Posisi ini merupakan posisi dimana lengan penjepit turun dan berada pada
posisi horizontal. Posisi ini digunakan ketika robot akan bersiap menjepit dan
mengangkat babycradle. Posisi ini akan digambarkan oleh gambar berikut:

Gambar 3.6: Posisi Lengan Penjepit Turun(Tampak Atas)
3. Posisi membawa baby cradle
Posisi ini merupakan posisi dimana lengan penjepit berada pada posisi
standby seperti pada nomor 1, namun kondisi lengan membuka sehingga baby
cradle akan tersangkut pada lengan. Posisi ini digunakan ketika robot
melakukan pencarian safe zone. Posisi ini akan digambarkan oleh gambar
berikut:

Gambar 3.7: Posisi Ujung Lengan Penjepit Terbuka (Tampak Samping)

27


4.

Posisi menurunkan baby cradle
Posisi ini merupakan posisi mirip dengan posisi nomor 2, namun
perbedaannya saat ini lengan penjepit berada pada posisi terbuka membawa
baby cradle. Posisi ini digunakan ketika robot bersiap

menurunkan dan

melepaskan baby cradle di safe zone. Posisi ini akan digambarkan dengan
gambar berikut:

Gambar 3.8: Posisi Ujung Terbuka Melewati Dinding (Tampak Atas)

28

3.2.3. Realisasi Mekanik Robot

Gambar 3.9. Realisasi Desain Mekanik.

Keterangan dari gambar 3.9. adalah sebagai berikut :
1. Tombol Stop
2. Mic untuk Sound Activation
3. LED Indikator
4. Tombol Start
5. Tanda Arah Depan Robot
6. Kompas
7. Servo Penggerak Capit
8. Servo Penggerak Lengan Pertama
9. Servo Penggerak Lengan Kedua
10. CMUCam5

29

Mekanik robot terdiri dari badan, lengan penjepit dan roda. Untuk
bagian badan robot, digunakan bahan aluminium 3 mm. Penggunaan bahan
tersebut dikarenakan bahan ringan dan kuat, sehingga robot akan kokoh dan
tidak mudah mengalami kerusakan mekanik. Sedangkan untuk bagian
lengan penjepit digunakan bahan akrilik 3 mm. Bagian roda berbahan nylon
dengan diameter 8 cm dan didukung dengan karet sebagai ban dari roda.

3.3.

Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian ini akan dijelaskan tentang perancangan perangkat lunak algoritma

robot. Pada KRPAI 2016 level 3, ada 2 area yaitu area A tempat robot start dan area B
tempat dimana diletakan baby cradle dan target secondary safe zone. Lapangan
pertandingan KRPAI level 3 dapat dilihat pada gambar 3.10.

Gambar 3.10. Lapangan Pertandingan [11, h.50].
Untuk dapat menyelesaikan KRPAI level 3 robot harus mampu menemukan baby
cradle di salah satu ruang di area B dengan posisi tertentu. Setelah berhasil menemukan
robot juga harus mampu mengangkat dan membawa baby cradle ke safe zone. Untuk
meletakan baby cradle di safe zone robot harus mampu menemukan target secondary safe
zone. Setelah menemukan target, robot akan meletakan baby cradle dibalik dinding yang
bertarget.

30

Robot memiliki dua algoritma untuk menyelesaikan penyelamatan pada KRPAI

level 3. Algoritma pertama adalah algoritma robot dalam melakukan pencarian serta
mengangkat baby cradle. Algoritma kedua adalah algoritma robot setelah berhasil
mengangkat baby cradle dan melakukan pencarian target secondary safe zone serta
meletakan baby cradle di safe zone.
3.3.1. Algoritma Pertama Pencarian Baby Cradle
Ketika robot mendeteksi garis di pintu room pada area B maka robot akan
mengetahui apakah ruang tersebut selain ruang 1 dan 2 dari pembacaan kompas dan
srf. Jika ruang tersebut adalah ruang 3 maka robot akan melakukan penelusuran
dalam ruang mencari led penanda, jika tidak ditemukan robot akan keluar dan
mencari keranjang bayi di ruang lain. Jika yang dimasuki adalah ruang 1 maka
robot akan melakukan telusur sampai jarak tertentu. Jika sampai jarak tersebut
belum di temukan led penanda, maka robot akan melanjutkan telusur dan keluar
ruangan. Jika ruang yang di masuki adalah ruang 3 maka robot kan melakukan
penelusuran mencari keranjang bayi. Jika robot menemukan tanda dari baby cradle,
robot akan memposisikan diri untuk bersiap mengangkat baby cradle dengan
lengan penjepitnya. Jika ruang yang dimasuki adalah ruang 4 maka robot akan
menghadap kanan dan melihat apakah ada led biru atau tidak. Jika tidak ada maka
robot akan keluar, jika ada robot akan memposisikan diri bersiap mengangkat
target. Posisi robot akan menghadap sisi baby cradle yang terdapat tanda led biru.
Setelah robot berada dalam posisi,lengan penjepit akan turun keatas baby cradle

dan membuka, lengan akan tersangkut di celah baby cradle. Setelah itu lengan
penjepit akan mengangkat baby cradle ke atas robot agar tidak mengganggu kinerja
darisensor.

31

Gambar 3.11. Diagram Alir Algoritma Pencarian Baby Cradle (Bagian Pertama)

32

Gambar 3.12. Diagram Alir Algoritma Pencarian Baby Cradle (Bagian kedua)

33

3.3.2. Algoritma Kedua Pencarian Target Secondary safe zone
Setelah robot keluar room sambil membawa baby cradle,robot akan menelusuri
area B sambil melakukan scanning mencari secondary safe zone. Ketika tanda
secondary safe zone sudah ditemukan maka robot akan memposisikan diri
menghadap ke tanda. Setelah berada diposisi tepat didepan tanda, lengan
penjepit kemudian diturunkan melewati dinding. Setelah lengan turun dan baby
cradle berada diseberang dinding, lengan penjepit yang tadinya membuka akan
ditutup sehingga baby cradle akan jatuh di luar dinding dan robot berhasil
menyelesaikan tugas. Gambar 3.13 berikut menunjukan algoritma pencarian
secondary safe zone:

34

START

Follow dinding & scanning
secondary safe zone

Mendapat secondary
safe zone?

NO

YES
Posisikan badan menghadap
secondary safezone

Turunkan lengan penjepit
melewati sisi dinding

Tutup lengan penjepit sehingga
babycradle terlepas

END

Gambar 3.13. Diagram Alir Algoritma Pencarian Secondary safe zone

35

3.4.

Metode Pengujian
Bagian ini akan menjelaskan tentang metode pengujian dari skripsi ini.

Pengujian algoritma pertama akan dilakukan pada letak baby cradle di setiap room di
area B. Pengujian algoritma kedua akan dilakukan pada 11 titik target secondary safe
zone di area B.
3.4.1. Konfigurasi Letak Baby Cradle
Pengujian algoritma pertama akan dilakukan pada konfigurasi baby cradle di
area B seperti pada gambar 3.14. sebagai berikut :

ROOM 1
ROOM 4

1.1
4.1

1.2

4.2

3.2

2.1

3.1
ROOM 3

2.2

ROOM 2

Gambar 3.14. Konfigurasi Letak Baby Cradle.
Pengujian algoritma pertama berfokus pada proses robot dalam menemukan led
tanda baby cradle dan melakukan pengangkatan. Untuk pengujian skripsi ini robot akan
langsung diletakan di dekat ruang yang terdapat baby cradle, dan dinyatakan berhasil
jika robot mampu menemukan baby cradle dan kemudian mengangkatnya dengan
lengan penjepit.

36

3.4.2. Konfigurasi Letak Secondary safe zone

1

11

10

2

9

ROOM 1

ROOM 4

8

ROOM 3
ROOM 2
3

7
6

5

Gambar 3.15. Konfigurasi Letak Secondary safe zone.

4

Pengujian Algoritma kedua berfokus pada proses robot setelah berhasil
mengangkat baby cradle dengan lengan penjepit dan melakukan pencarian target tanda
secondary safe zone. Untuk pengujian dimulai ketika robot sudah berhasil mengangkat
baby cradle di dalam ruang dan keluar mencari target. Robot dinyatakan berhasil ketika
berhasil menemukan target dan mampu meletakan baby cradle ke balik dinding yang
terdapat target secondary safe zone.

37