Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Robot Penelusur Daerah Bencana Alam Gempa Bumi Dengan Kontrol Smartphone Android T1 612007077 BAB II
BAB II
KONSEP DASAR SISTEM
ROBOT PENELUSUR DAERAH BENCANA ALAM GEMPA BUMI
DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID
Konsep dasar robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan kontrol
smartphone Android terdiri dari dua komponen mendasar yang saling berkaitan.
Komponen yang pertama adalah sistem (robot) dan IP kamera. Sedangkan yang kedua
adalah smartphone Android sebagai antarmuka untuk operator yang akan mengontrol
pergerakan dan arah robot serta dapat memantau keadaan sebuah ruangan atau lokasi
reruntuhan bangunan yang sedang ditelusuri. Pada bab ini akan dijelaskan kedua
komponen utama tersebut sehingga membentuk sistem secara keseluruhan. Selain itu akan
dijelaskan pula prinsip kerja sistem yang akan direalisasikan dan perbedaan sistem yang
akan dibuat dengan sistem yang ada pada umumnya.
2.1
Gambaran Sistem
Robot penelusur yang akan direalisasikan ini memiliki sistem yang berbeda dengan
sistem yang ada pada umumnya. Perbedaan paling terlihat terdapat pada bagian
pengontrolnya. Sistem pengontrol robot penelusur yang ada saat ini pada umumnya
menggunakan remote sebagai pengontrolnya dengan fitur yang masih sederhana, dan ada
pula robot penelusur ruangan yang masih menggunakan koneksi kabel dan menggunakan
perangkat komputer sebagai pengontrolnya sehingga tidak efisien dan tidak praktis dalam
penggunaannya. Gambar 2.1 merupakan gambaran dari robot penelusur pada umumnya
.
Gambar 2.1 Robot penelusur pada umumnya
4
Pada perancangan ini telah direalisasikan sebuah robot penelusur yang dapat
dikendalikan oleh sebuah aplikasi mobile pada smartphone Android. Selain sebagai
pengendali robot, smartphone Android juga berfungsi untuk menampilkan hasil tangkapan
dari kamera.
Pada sistem yang akan dibuat ini juga dilengkapi sensor suhu untuk mengetahui
suhu ruangan yang sedang ditelusur, dan juga dapat mengetahui tagangan baterai pada
sistem sehingga ketika tegangan baterai sudah mendekati ambang batas, maka user dapat
segera mengembalikan robot untuk mengganti baterai. Perancangan ini menggunakan
media komunikasi wifi sehingga lebih fleksibel dan praktis dalam instalasi maupun
pemakaiannya. Robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi yang telah
direalisasikan dalam skripsi ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Sistem robot penelusur yang telah direalisasikan
Berikut adalah penjelasan dari Gambar 2.2 sistem robot penelusur sebagai berikut:
1. Mengontrol pergerakan robot
Operator dapat mengontrol pergerakan robot, maju, mundur, ke kiri atau ke kanan
dan juga dapat mengontrol lengan packbot
2. Menerima streaming video
Pengguna dapat menerima dan melihat data streaming video yang dikirimkan oleh
IP kamera.
5
3. Mengontrol gerak IP kamera
Pengguna juga dapat mengontrol pergerakan IP kamera seperti ke atas, ke bawah,
ke kanan dan ke kiri.
4. Mengetahui tegangan baterai pada sistem
Pengguna dapat mengetahui kondisi baterai pada sistem, apakah baterai masih ukup
untuk sistem atau tidak.
5. Mengetahui suhu ruangan
Pengguna dapat mengetahui susu suatu ruangan yang sedang di telusuri.
2.2
Prinsip Kerja Sistem
Prinsip kerja dari robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan
pengontrol smartphone berbasis Android ini adalah sebuah robot yang dilengkapi dengan
kamera untuk membantu tim penyelamat untuk melihat kondisi suatu reruntuhan bangunan
disaat sedang mencari para korban, dimana kamera tersebut dapat mengirimkan suatu
objek gambar kepada tim penyelamat, robot juga dilengkapi dengan sensor-sensor yang
dapat mengetahui suhu suatu ruangan yang sedang ditelusuri dan juga mengetahui
tegangan baterai pada robot.
Agar dapat melakukan pengontrolan terhadap robot maka smartphone Android
memerlukan sebuah media komunikasi Wifi. Untuk menjalankan robot secara keseluruhan
maka pertama kali pengguna harus terhubung dengan access point yang ada pada sistem.
Setelah pengguna terhubung dengan jaringan wireless yang disediakan oleh sistem maka
pengguna sudah dapat menerima hasil capture gambar oleh kamera tersebut. Selain itu
juga pengguna telah dapat mengontrol arah gerak robot, mengetahui suhu dalam ruangan
dan mengetahui tegangan baterai pada sistem robot.
Selanjutnya sistem dapat terus mengirim dan menerima data selama masih dalam
jangkauan wifi. Ketika sudah berada di luar jangkauan jaringan wifi sistem maka
komunikasi data akan terputus sehingga operator harus kembali menyambungkan
smartphone Android dengan jaringan wifi yang tersedia untuk dapat melakukan
pengontrolan robot secara keseluruhan.
6
2.3
Komponen Pembentuk Sistem
Perancangan robot penelusur dengan pengontrol smartphone berbasis Android ini
membutuhkan komponen-komponen tertentu yang memiliki fungsi-fungsi tertentu
sehingga sistem dapat berjalan dengan baik. Pada sub bab ini akan dijelaskan komponenkomponen yang digunakan pada sistem. Pertama adalah mekanik robot yang mampu
melewati medan terjal dan berbatu, yang kedua perlunya sebuah jaringan wifi sebagai
media komunikasi data yang ada pada sistem, maka diperlukan suatu alat yang dapat
menangani fungsi tersebut. Komponen yang dapat digunakan untuk menyediakan jaringan
wifi tersebut adalah wireless router yang dapat menyediakan access point yang stabil.
Komponen selanjutnya adalah kamera yang mampu mengambil gambar dengan hasil yang
baik dan dapat berkomunikasi dengan wireless router, kamera juga dilengkapi motor servo
untuk mengetahui kadaan sekeliling reruntuhan.
Untuk dapat mengendalikan sistem secara keseluruhan makan dibutuhkan sebuah
mikrokontroler yang berfungsi sebagai otak dari sistem yang mana di dalam
mikrokontroler tersebut telah tertanam perangkat lunak. Selain itu juga dibutuhkan motor
DC yang dilengkapi dengan gearbox sebagai penggerak robot. Motor DC yang digunakan
tidak memungkinkan jika langsung di pasang pada keluaran mikrokontroler, maka
dibutuhkan driver motor sebagai pengontrol motor DC dan pengatur arah putaran motor
searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.
Sebagai catu daya pada perancangan sistem ini digunakan baterai dengan kapasitas
11,1V 8800mAh. Agar operator dapat mengetahui suhu di dalam ruangan maka sensor
suhu diletakkan pada bagian luar robot, dan juga memberi masukan adc ke mikrokontroler
untuk membaca tegangan baterai pada sistem. Karena komponen yang digunakan
memerlukan tegangan yang berbeda maka dibutuhkan komponen untai regulator untuk
memenuhi kebutuhan tagangan setiap komponen yang digunakan sehingga sistem dapat
bekerja dengan baik.
Sebagai kontrol dan antarmuka operator maka dibutuhkan aplikasi pada
smartphone Android. Dengan aplikasi ini maka operator dapat melakukan kontrol terhadap
keseluruhan sistem yang ada pada robot dan menerima data gambar dari IP kamera. Blok
diagram sistem secara keseluruhan serta komponen - komponennya dapat dilihat pada
Gambar 2.3.
7
Gambar 2.3 Blok diagram keseluruhan sistem
Berikut ini adalah komponen-komponen yang dibutuhkan untuk merancang robot
penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan pengontrol smartphone berbasis
Android :
1. Mekanik robot
2. Wireless Router
3. IP kamera
4. Mikrokontroler
5. Program mikrokontroler untuk kontrol robot.
6. Motor DC gearbox
7. Driver motor utama
8. Driver motor packbot
9. Baterai
10. Sensor suhu
11. Sensor tegangan
12. Untai regulator.
13. Program aplikasi pada smartphone Android
8
KONSEP DASAR SISTEM
ROBOT PENELUSUR DAERAH BENCANA ALAM GEMPA BUMI
DENGAN KONTROL SMARTPHONE ANDROID
Konsep dasar robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan kontrol
smartphone Android terdiri dari dua komponen mendasar yang saling berkaitan.
Komponen yang pertama adalah sistem (robot) dan IP kamera. Sedangkan yang kedua
adalah smartphone Android sebagai antarmuka untuk operator yang akan mengontrol
pergerakan dan arah robot serta dapat memantau keadaan sebuah ruangan atau lokasi
reruntuhan bangunan yang sedang ditelusuri. Pada bab ini akan dijelaskan kedua
komponen utama tersebut sehingga membentuk sistem secara keseluruhan. Selain itu akan
dijelaskan pula prinsip kerja sistem yang akan direalisasikan dan perbedaan sistem yang
akan dibuat dengan sistem yang ada pada umumnya.
2.1
Gambaran Sistem
Robot penelusur yang akan direalisasikan ini memiliki sistem yang berbeda dengan
sistem yang ada pada umumnya. Perbedaan paling terlihat terdapat pada bagian
pengontrolnya. Sistem pengontrol robot penelusur yang ada saat ini pada umumnya
menggunakan remote sebagai pengontrolnya dengan fitur yang masih sederhana, dan ada
pula robot penelusur ruangan yang masih menggunakan koneksi kabel dan menggunakan
perangkat komputer sebagai pengontrolnya sehingga tidak efisien dan tidak praktis dalam
penggunaannya. Gambar 2.1 merupakan gambaran dari robot penelusur pada umumnya
.
Gambar 2.1 Robot penelusur pada umumnya
4
Pada perancangan ini telah direalisasikan sebuah robot penelusur yang dapat
dikendalikan oleh sebuah aplikasi mobile pada smartphone Android. Selain sebagai
pengendali robot, smartphone Android juga berfungsi untuk menampilkan hasil tangkapan
dari kamera.
Pada sistem yang akan dibuat ini juga dilengkapi sensor suhu untuk mengetahui
suhu ruangan yang sedang ditelusur, dan juga dapat mengetahui tagangan baterai pada
sistem sehingga ketika tegangan baterai sudah mendekati ambang batas, maka user dapat
segera mengembalikan robot untuk mengganti baterai. Perancangan ini menggunakan
media komunikasi wifi sehingga lebih fleksibel dan praktis dalam instalasi maupun
pemakaiannya. Robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi yang telah
direalisasikan dalam skripsi ini dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2 Sistem robot penelusur yang telah direalisasikan
Berikut adalah penjelasan dari Gambar 2.2 sistem robot penelusur sebagai berikut:
1. Mengontrol pergerakan robot
Operator dapat mengontrol pergerakan robot, maju, mundur, ke kiri atau ke kanan
dan juga dapat mengontrol lengan packbot
2. Menerima streaming video
Pengguna dapat menerima dan melihat data streaming video yang dikirimkan oleh
IP kamera.
5
3. Mengontrol gerak IP kamera
Pengguna juga dapat mengontrol pergerakan IP kamera seperti ke atas, ke bawah,
ke kanan dan ke kiri.
4. Mengetahui tegangan baterai pada sistem
Pengguna dapat mengetahui kondisi baterai pada sistem, apakah baterai masih ukup
untuk sistem atau tidak.
5. Mengetahui suhu ruangan
Pengguna dapat mengetahui susu suatu ruangan yang sedang di telusuri.
2.2
Prinsip Kerja Sistem
Prinsip kerja dari robot penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan
pengontrol smartphone berbasis Android ini adalah sebuah robot yang dilengkapi dengan
kamera untuk membantu tim penyelamat untuk melihat kondisi suatu reruntuhan bangunan
disaat sedang mencari para korban, dimana kamera tersebut dapat mengirimkan suatu
objek gambar kepada tim penyelamat, robot juga dilengkapi dengan sensor-sensor yang
dapat mengetahui suhu suatu ruangan yang sedang ditelusuri dan juga mengetahui
tegangan baterai pada robot.
Agar dapat melakukan pengontrolan terhadap robot maka smartphone Android
memerlukan sebuah media komunikasi Wifi. Untuk menjalankan robot secara keseluruhan
maka pertama kali pengguna harus terhubung dengan access point yang ada pada sistem.
Setelah pengguna terhubung dengan jaringan wireless yang disediakan oleh sistem maka
pengguna sudah dapat menerima hasil capture gambar oleh kamera tersebut. Selain itu
juga pengguna telah dapat mengontrol arah gerak robot, mengetahui suhu dalam ruangan
dan mengetahui tegangan baterai pada sistem robot.
Selanjutnya sistem dapat terus mengirim dan menerima data selama masih dalam
jangkauan wifi. Ketika sudah berada di luar jangkauan jaringan wifi sistem maka
komunikasi data akan terputus sehingga operator harus kembali menyambungkan
smartphone Android dengan jaringan wifi yang tersedia untuk dapat melakukan
pengontrolan robot secara keseluruhan.
6
2.3
Komponen Pembentuk Sistem
Perancangan robot penelusur dengan pengontrol smartphone berbasis Android ini
membutuhkan komponen-komponen tertentu yang memiliki fungsi-fungsi tertentu
sehingga sistem dapat berjalan dengan baik. Pada sub bab ini akan dijelaskan komponenkomponen yang digunakan pada sistem. Pertama adalah mekanik robot yang mampu
melewati medan terjal dan berbatu, yang kedua perlunya sebuah jaringan wifi sebagai
media komunikasi data yang ada pada sistem, maka diperlukan suatu alat yang dapat
menangani fungsi tersebut. Komponen yang dapat digunakan untuk menyediakan jaringan
wifi tersebut adalah wireless router yang dapat menyediakan access point yang stabil.
Komponen selanjutnya adalah kamera yang mampu mengambil gambar dengan hasil yang
baik dan dapat berkomunikasi dengan wireless router, kamera juga dilengkapi motor servo
untuk mengetahui kadaan sekeliling reruntuhan.
Untuk dapat mengendalikan sistem secara keseluruhan makan dibutuhkan sebuah
mikrokontroler yang berfungsi sebagai otak dari sistem yang mana di dalam
mikrokontroler tersebut telah tertanam perangkat lunak. Selain itu juga dibutuhkan motor
DC yang dilengkapi dengan gearbox sebagai penggerak robot. Motor DC yang digunakan
tidak memungkinkan jika langsung di pasang pada keluaran mikrokontroler, maka
dibutuhkan driver motor sebagai pengontrol motor DC dan pengatur arah putaran motor
searah jarum jam atau berlawanan arah jarum jam.
Sebagai catu daya pada perancangan sistem ini digunakan baterai dengan kapasitas
11,1V 8800mAh. Agar operator dapat mengetahui suhu di dalam ruangan maka sensor
suhu diletakkan pada bagian luar robot, dan juga memberi masukan adc ke mikrokontroler
untuk membaca tegangan baterai pada sistem. Karena komponen yang digunakan
memerlukan tegangan yang berbeda maka dibutuhkan komponen untai regulator untuk
memenuhi kebutuhan tagangan setiap komponen yang digunakan sehingga sistem dapat
bekerja dengan baik.
Sebagai kontrol dan antarmuka operator maka dibutuhkan aplikasi pada
smartphone Android. Dengan aplikasi ini maka operator dapat melakukan kontrol terhadap
keseluruhan sistem yang ada pada robot dan menerima data gambar dari IP kamera. Blok
diagram sistem secara keseluruhan serta komponen - komponennya dapat dilihat pada
Gambar 2.3.
7
Gambar 2.3 Blok diagram keseluruhan sistem
Berikut ini adalah komponen-komponen yang dibutuhkan untuk merancang robot
penelusur daerah bencana alam gempa bumi dengan pengontrol smartphone berbasis
Android :
1. Mekanik robot
2. Wireless Router
3. IP kamera
4. Mikrokontroler
5. Program mikrokontroler untuk kontrol robot.
6. Motor DC gearbox
7. Driver motor utama
8. Driver motor packbot
9. Baterai
10. Sensor suhu
11. Sensor tegangan
12. Untai regulator.
13. Program aplikasi pada smartphone Android
8