Realisasi Robot Hexapod Sebagai Robot Pemadam Api Berdasarkan KRPAI 2013 - Hexapod Robot Realization Fire Fighting Robot Based on KRPAI 2013.
REALISASI ROBOT HEXAPOD SEBAGAI ROBOT PEMADAM
API BERDASARKAN KRPAI 2013
Disusun oleh :
William
0922058
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH no 65, Bandung 40164, Indonesia
Email : wil_dow@hotmail.com
ABSTRAK
Pada perancangan dan perealisasian sebuah robot berkaki, faktor-faktor
penting yang harus diperhatikan adalah kestabilan dan kecepatan robot dalam
bermanuver menelusuri maze sambil menghindari maupun melewati rintangan seperti
uneven floor, furniture, boneka anjing. Oleh karena itu dirancanglah sebuah robot
berkaki berjenis hexapod atau berkaki enam. Alasan dibuatnya robot berkaki enam
adalah robot berkaki enam memiliki kestabilan lebih tinggi daripada robot berkaki
dua maupun robot berkaki empat, karena robot berkaki enam memiliki kaki penopang
lebih banyak untuk bermanuver.
Proses yang paling penting selain perancangan dan perealisasiannya robot
secara mekanik adalah perancangan algoritma robot. Pembuatan algoritma ini
bertujuan untuk robot menjalankan misi mencari dan memadamkan api dalam maze
dengan jalur tercepat dalam menemukan titik api pada kondisi tertentu. Pada
navigasinya digunakan metoda wall follower, yang nantinya ada lokasi tertentu pada
lapangan yang membuat robot berpindah wall follower. robot menggunakan sensor
ultrasonik PING, sensor api Hamamatsu UVTron, sensor photodioda. ATMEGA 128
sebagai pengontrol mikro utama, lalu CM-510 bertujuan untuk mengatur servo-servo
sebagai pengontrol servo.
Dari 14 soal konfigurasi lapangan yang diuji robot memiliki keberhasilan
75.71% dalam memadamkan api dan memiliki 54.15% dalam kembali ke home.
Kegagalan dalam navigasi robot disebabkan karena tersangkut oleh sisi pintu
ruangan, uneven floor, kegagalan robot dalam membaca lokasi perpindahan.
Kata Kunci : Robot berkaki enam, KRPAI 2013, robot pemadam api
i
Universitas Kristen Maranatha
HEXAPOD ROBOT REALIZATION AS FIRE FIGHTING
ROBOT BASED ON KRPAI 2013
Composed by :
William
0922058
Electrical Engineering, Maranatha Christian University,
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH no 65, Bandung 40164, Indonesia
Email : wil_dow@hotmail.com
ABSTRACT
In the design and realization of a legged robot , important factors that must be
considered is the stability and speed of maneuver robots to explore the maze while
avoid obstacles such as uneven or passing floor, furniture, stuffed dog. Therefore
designed a manifold legged hexapod robot or six-legged. Rationale for creating the
six-legged robot is a six-legged robot has a higher stability than the two-legged robots
and four-legged robots, because the six-legged robot has more leg to support the
robot to maneuver.
The most important process in addition to designing and realization of
mechanical robot is a robot algorithm design. This algorithm aims to manufacture a
robot on a mission looking for and extinguish the fire in the maze with the fastest
path to find fire in certain circumstances. In the navigation method used wall
follower, that will have a specific location on the ground to make robots move wall
follower. robot using PING ultrasonic sensor, flame sensor Hamamatsu UVTron,
photodiode sensors. Micro controller ATMEGA 128 as the primary, then CM - 510
aims to regulate the servo-controller servo servo.
Of 14 questions that tested the robot field configuration has a 75.71 % success
in putting out the fire and have a 54.15 % in the return to home. Failure in robot
navigation caused by stuck by the side door of the room, uneven floor, failure to read
the location of the robot in displacement.
Keywords :
Hexapod, KRPAI 2013, firefighting robot
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMINS
KATA PENGANTAR
ABSTRAK ................................................................................................. i
ABSTRACT .............................................................................................ii
DAFTAR ISI .......................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang.................................................................................................................. 1
I.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................. 2
I.3 Tujuan ............................................................................................................................... 2
I.4 Pembatasan Masalah ......................................................................................................... 3
I.5 Spesifikasi Alat ................................................................................................................. 3
I.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................................... 3
iii
Universitas Kristen Maranatha
BAB II LANDASAN TEORI
II.1 Pengantar Robotika ......................................................................................................... 5
II.1.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Mobilitasnya ...................................................... 5
II.1.2 Teori Wall Follower.......................................................................................... 10
II.1.3 Metoda Pergerakan Kaki ................................................................................... 12
II.2 ATMEGA 128 ............................................................................................................... 14
II.3 ROBOTIS CM-510 ....................................................................................................... 19
II.3.1 Komunikasi Antara CM-510 dengan ATMega128 ............................................ 23
II.4 Sensor UVTron Hamamatsu C10807 ............................................................................ 23
II.5 HaViMo......................................................................................................................... 24
II.6 Sensor GPD SHARP 2Y0A21 ....................................................................................... 27
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
III.1 Perancangan Sistem Robot Berkaki Enam..................................................... .29
III.2 Struktur Robot Berkaki Enam ........................................................................ .31
III.2.1 Sistem Elektronika Robot .................................................................. .32
III.3 Sensor ............................................................................................................. .33
III.3.1 Sensor PING ....................................................................................... .33
III.3.2 Sensor Photodioda .............................................................................. .35
III.3.3 Sensor GPD Sharp 2YA021 ................................................................ .35
III.4 Rangkaian Pengontrol ..................................................................................... .36
III.4.1 Skematik Pengontrol ATMega 128 ..................................................... .37
III.4.2 Pengontrol Motor Servo CM-510 ........................................................ .38
iv
Universitas Kristen Maranatha
III.5 Perancangan Algoritma ................................................................................... .39
III.5.1 Algoritma Pencarian Api Dan Home................................................... .39
III.5.2 Algoritma Gerakan Dasar .................................................................... .49
III.5.3 Algoritma Navigasi Umum ................................................................ .57
III.5.4 Algoritma Menghindari Boneka .......................................................... .62
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
IV.1 Pengujian Gerakan Robot ......................................................................................... .63
IV.1.1 Pengujian Algoritma Berjalan ....................................................................... .63
IV.1.2 Pengujian Pembacaan Sensor PING .............................................................. .64
IV.1.3 Pengujian Gerakan Belok .............................................................................. .69
IV.1.4 Pengujian Melewati Uneven Floor ................................................................ .70
IV.1.5 Pengujian Pembacaan Sensor Photodioda ..................................................... .75
IV.1.6 Pengujian Pembacaan Kamera Havimo ......................................................... .76
IV.2 Pengujian Performansi Pemadaman Api .................................................................... .80
IV.2.1 Pengujian Dalam Ruang 1 ............................................................................. .80
IV.2.2 Pengujian Dalam Ruang 2 ............................................................................. .83
IV.2.3 Pengujian Dalam Ruang 3 ............................................................................. .88
IV.2.4 Pengujian Dalam Ruang 4 ............................................................................. .93
IV.3 Pengujian Seluruh Maze ............................................................................................ .95
IV.4 Analisa Kegagalan Pada Robot .................................................................................. 124
v
Universitas Kristen Maranatha
BAB V SARAN DAN KESIMPULAN
V.1 Kesimpulan ................................................................................................................ .127
V.2 Saran .......................................................................................................................... .127
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... .129
LAMPIRAN A FOTO ROBOT HEXAPOD
LAMPIRAN B PERATURAN KRPAI 2013
LAMPIRAN C PROGRAM ROBOT HEXAPOD
LAMPIRAN D DATASHEET
vi
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Robot Manipulator Lengan .................................................................................. 6
Gambar 2.2 Robot Penjinak Bom............................................................................................ 6
Gambar 2.3 Robot ASIMO buatan Jepang .............................................................................. 7
Gambar 2.4 Robot Line Follower............................................................................................ 8
Gambar 2.5 Robot Berkaki Dua .............................................................................................. 9
Gambar 2.6 Robot Berkaki Empat .......................................................................................... 9
Gambar 2.7 Robot Hexapod .................................................................................................. 10
Gambar 2.8 Metoda-metoda dalam Wall Follower ............................................................... 11
Gambar 2.9 Ilustrasi Pergerakan Ripple Gait ........................................................................ 12
Gambar 2.10 Ilustrasi Pergerakan Wave Gait ....................................................................... 13
Gambar 2.11 Ilustrasi Pergerakan Tripod Gait ...................................................................... 13
Gambar 2.12 Ilustrasi Pergerakan Kaki Hexapod dalam Berbagai Metode ........................... 14
Gambar 2.13 Konfigurasi Kaki ATMEGA 128 .................................................................... 17
Gambar 2.14 Diagram Blok ATMEGA 128.......................................................................... 18
Gambar 2.15 Struktur CM-510 ............................................................................................. 19
Gambar 2.16 Tampilan Roboplus Motion ............................................................................. 21
Gambar 2.17 Tampilan Roboplus Task ................................................................................. 21
Gambar 2.18 Struktur Paket Data Serial pada CM-510 ......................................................... 23
Gambar 2.19 Driver UVTron ................................................................................................ 23
Gambar 2.20 UVTron Bulb................................................................................................... 24
Gambar 2.21 Dimensi HaViMo 2.0 ...................................................................................... 24
Gambar 2.22 Tampilan Perangkat Lunak HaViMo GUI ....................................................... 26
vii
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.23 Sensor GPD SHARP 2Y0A21 ......................................................................... 27
Gambar 3.1 Diagram Blok Pergerakan Robot Hexapod ........................................................ 30
Gambar 3.2a Desain Robot Dari Kanan ................................................................................ 31
Gambar 3.2b Desain Robot Dari Kiri .................................................................................... 31
Gambar 3.2c Desain Robot Dari Depan ................................................................................ 31
Gambar 3.2d Desain Robot Dari Belakang ........................................................................... 31
Gambar 3.3 Blok Sistem Elektronika Robot ......................................................................... 32
Gambar 3.4 Alokasi Kaki Sensor PING ................................................................................ 34
Gambar 3.5 Diagram Alir Penggunaan Sensor PING ........................................................... 34
Gambar 3.6 Skematik Sensor Photodioda .................................................................... 35
Gambar 3.7 Alokasi Kaki Sensor GPD SHARP ................................................................... 35
Gambar 3.8 Skematik Pengontrol Mikro ATMEGA 128 ...................................................... 36
Gambar 3.9 Tampilan Roboplus Motion ............................................................................... 37
Gambar 3.10 Perpindahan 5 lokasi perpindahan pencarian api ............................................. 40
Gambar 3.11 Perpindahan 5 lokasi perpindahan pencarian home ........................................ 40
Gambar 3.12 Perpindahan pada lokasi 1 ............................................................................... 41
Gambar 3.13 Perpindahan pada lokasi 2a ............................................................................. 42
Gambar 3.14 Perpindahan pada lokasi 2b ............................................................................. 42
Gambar 3.15 Perpindahan pada lokasi 3 ............................................................................... 43
Gambar 3.16 Perpindahan pada lokasi 4 ............................................................................... 44
Gambar 3.17 Perpindahan pada lokasi 5 ............................................................................... 44
Gambar 3.18 Perpindahan pada lokasi 1 ............................................................................... 45
Gambar 3.19 Perpindahan pada lokasi 2a ............................................................................. 46
Gambar 3.20 Perpindahan pada lokasi 2b ............................................................................. 46
viii
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 3.21 Perpindahan pada lokasi 3 ............................................................................... 47
Gambar 3.22 Perpindahan pada lokasi 4 ............................................................................... 48
Gambar 3.23 Perpindahan pada lokasi 5 ............................................................................... 49
Gambar 3.24 Foto robot dari sisi sebelah kanan.................................................................... 50
Gambar 3.25 Foto robot dari sisi sebelah kanan.................................................................... 50
Gambar 3.26 Diagram Alir Algorima Gerakan Maju ............................................................ 51
Gambar 3.27 IlustrasiAlgoritma Gerakan Maju .................................................................... 52
Gambar 3.28 Diagram Alir Algoritma Gerakan Koreksi Kiri ............................................... 52
Gambar 3.29 Ilustrasi Algoritma Gerakan Koreksi Kiri ........................................................ 53
Gambar 3.30 Diagram Alir Algoritma Gerakan Koreksi Kanan ........................................... 53
Gambar 3.31 Ilustrasi Algoritma Gerakan Koreksi Kanan .................................................... 54
Gambar 3.32 Diagram Alir Algoritma Gerakan Belok Kiri .................................................. 54
Gambar 3.33 Ilustrasi Algoritma Gerakan Belok Kiri ........................................................... 55
Gambar 3.34 Diagram Alir Algoritma Gerakan Belok Kanan .............................................. 55
Gambar 3.35 Ilustrasi Algoritma Gerakan Belok Kanan ....................................................... 56
Gambar 3.36 Diagram Alir Algoritma Gerakan Loncat ........................................................ 56
Gambar 3.37 Ilustrasi Algoritma Gerakan Loncat................................................................. 57
Gambar 3.38 Diagram Alir Algoritma Navigasi Robot Secara Umum ................................. 58
Gambar 3.39 Diagram Alir Algoritma Point A ..................................................................... 59
Gambar 3.40 Diagram Alir Initial ......................................................................................... 60
Gambar 3.41 Diagram Alir Cari Kiri ................................................................................... 60
Gambar 3.42 Diagram Alir Matikan Api............................................................................... 61
Gambar 3.43 Diagram Alir Hindari Boneka.......................................................................... 62
Gambar 4.1 Gambar Papan Tampak Atas ............................................................................. 65
ix
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.2 Gambar Papan Tampak Samping ...................................................................... 65
Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Tripod Gait.......................................... 66
Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Ripple Gait .......................................... 67
Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Wave Gait ........................................... 68
Gambar 4.6 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Single Kanan .............................................. 70
Gambar 4.7 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Single Kiri .................................................. 71
Gambar 4.8 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kanan ............................................. 72
Gambar 4.9 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kiri................................................. 73
Gambar 4.10 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kiri Kanan ................................... 74
Gambar 4.11 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kanan Kiri ................................... 75
Gambar 4.12 Obstacle Boneka KRPAI 2013 ........................................................................ 77
Gambar 4.13 Kondisi 1 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 77
Gambar 4.14 Kondisi 2 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 78
Gambar 4.15 Kondisi 3 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 79
Gambar 4.16 Konfigurasi Ruang 1 Api 1 .............................................................................. 81
Gambar 4.17 Konfigurasi Ruang 1 Api 2 .............................................................................. 81
Gambar 4.18 Konfigurasi Ruang 1 Api 3 .............................................................................. 82
Gambar 4.19 Konfigurasi Ruang 2 Api 1 .............................................................................. 83
Gambar 4.20 Konfigurasi Ruang 2 Api 2 .............................................................................. 84
Gambar 4.21 Konfigurasi Ruang 2 Api 3 .............................................................................. 85
Gambar 4.22 Konfigurasi Ruang 2 Api 4 .............................................................................. 86
Gambar 4.23 Konfigurasi Ruang 2 Api 5 .............................................................................. 87
Gambar 4.24 Konfigurasi Ruang 3 Api 1 .............................................................................. 89
Gambar 4.25 Konfigurasi Ruang 3 Api 2 .............................................................................. 90
x
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.26 Konfigurasi Ruang 3 Api 3 .............................................................................. 91
Gambar 4.27 Konfigurasi Ruang 3 Api 4 .............................................................................. 92
Gambar 4.28 Konfigurasi Ruang 4 Api 1 .............................................................................. 93
Gambar 4.29 Konfigurasi Ruang 4 Api 2 .............................................................................. 94
Gambar 4.30 Konfigurasi Ruang 4 Api 3 .............................................................................. 94
Gambar 4.31 Soal tipe 1 KRPAI 2013 .................................................................................. 96
Gambar 4.32 Soal tipe 2 KRPAI 2013 .................................................................................. 98
Gambar 4.33 Soal tipe 3 KRPAI 2013 ................................................................................ 100
Gambar 4.34 Soal tipe 4 KRPAI 2013 ................................................................................ 102
Gambar 4.35 Soal tipe 5 KRPAI 2013 ................................................................................ 104
Gambar 4.36 Soal tipe 6 KRPAI 2013 ................................................................................ 106
Gambar 4.37 Soal tipe 7 KRPAI 2013 ............................................................................... ..108
Gambar 4.38 Soal tipe 8 KRPAI 2013 ............................................................................... ..110
Gambar 4.39 Soal tipe 9 KRPAI 2013 ............................................................................... ..112
Gambar 4.40 Soal tipe 10 KRPAI 2013 ............................................................................. ..114
Gambar 4.41 Soal tipe 11 KRPAI 2013 ............................................................................. ..116
Gambar 4.42 Soal tipe 12KRPAI 2013 .............................................................................. ..118
Gambar 4.43 Soal tipe 13 KRPAI 2013 ............................................................................. ..120
Gambar 4.44 Soal tipe 14 KRPAI 2013 ............................................................................. ..122
Gambar 4.45 Tampilan Roboplus Motion ...................................................................... ..124
Gambar 4.46 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Uneven Floor ................................... ..125
Gambar 4.47 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Pintu 1............................................... ..125
Gambar 4.48 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Pintu 2 ............................................ 126
xi
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Kamera HaViMo 2.0 ........................................................................... 25
Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian Algoritma Berjalan Pada Lantai Arena .............................. 64
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gerakan Belok Kiri ..................................................................... 69
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Gerakan Belok Kanan ................................................................. 69
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Single Kanan ...................................... 70
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Single Kiri .......................................... 71
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kanan .................................... 72
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kiri ........................................ 73
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kiri Kanan ............................. 73
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kanan Kiri ............................. 74
Tabel 4.10 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Putih .................................................. 75
Tabel 4.11 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Abu-Abu ........................................... 75
Tabel 4.12 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Hitam ................................................ 76
Tabel 4.13 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 1 ......................... 78
Tabel 4.14 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 2 ......................... 79
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 3 ......................... 80
Tabel 4.16 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 1 ....................................................... 81
Tabel 4.17 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 2 ...................................................... 82
Tabel 4.18 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 3 ....................................................... 83
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 1 ....................................................... 84
Tabel 4.20 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 2 ....................................................... 85
Tabel 4.21 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 3 ....................................................... 86
xii
Universitas Kristen Maranatha
Tabel 4.22 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 4 ....................................................... 87
Tabel 4.23 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 5 ....................................................... 88
Tabel 4.24 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 1 ....................................................... 89
Tabel 4.25 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 2 ....................................................... 90
Tabel 4.26 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 3 ....................................................... 91
Tabel 4.27 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 4 ....................................................... 92
Tabel 4.28 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 1 ....................................................... 93
Tabel 4.29 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 2 ....................................................... 94
Tabel 4.30 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 3 ....................................................... 95
Tabel 4.31 Tabel Pengujian Soal tipe 1 KRPAI 2013 .......................................................... 97
Tabel 4.32 Tabel Pengujian Soal tipe 2 KRPAI 2013 .......................................................... 99
Tabel 4.33 Tabel Pengujian Soal tipe 3 KRPAI 2013 ........................................................ 101
Tabel 4.34 Tabel Pengujian Soal tipe 4 KRPAI 2013 ........................................................ 103
Tabel 4.35 Tabel Pengujian Soal tipe 5 KRPAI 2013 ....................................................... .105
Tabel 4.36 Tabel Pengujian Soal tipe 6 KRPAI 2013 ....................................................... .107
Tabel 4.37 Tabel Pengujian Soal tipe 7 KRPAI 2013 ....................................................... .109
Tabel 4.38 Tabel Pengujian Soal tipe 8 KRPAI 2013 ....................................................... .111
Tabel 4.39 Tabel Pengujian Soal tipe 9 KRPAI 2013 ....................................................... .113
Tabel 4.40 Tabel Pengujian Soal tipe 10 KRPAI 2013 ..................................................... .115
Tabel 4.41 Tabel Pengujian Soal tipe 11 KRPAI 2013 ..................................................... .117
Tabel 4.42 Tabel Pengujian Soal tipe 12 KRPAI 2013 ..................................................... .119
Tabel 4.43 Tabel Pengujian Soal tipe 13 KRPAI 2013 ..................................................... .121
Tabel 4.44 Tabel Pengujian Soal tipe 14 KRPAI 2013 ..................................................... .123
xiii
Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas mengenai latar belakang beserta masalah dan
tujuan dari pembuatan robot. Bab ini juga berisi mengenai spesifikasi dari robot,
serta keseluruhan isi laporan.
1.1 LATAR BELAKANG
Revolusi industri di Negara maju menjadi salah satu embrio yang
melahirkan teknologi yang terus menerus mengalami evolusi dan perkembangan.
Hal ini disebabkan oleh kompetisi untuk menciptakan teknologi yang memiliki
pengaruh besar bagi kehidupan manusia. Dengan adanya kompetisi ini melahirkan
ide-ide kreatif dan mengubah pola pikir manusia untuk lebih berkembang dalam
menciptakan teknologi seperti teknologi robotika. Pada awalnya robot
dioperasikan sebagai salah satu alat yang membantu dalam industri tapi dewasa
ini robot sudah bukan hal baru bagi manusia dimana semua aspek kehidupan
membutuhkan peran aktif dari teknologi robot tersebut. Para praktisi dan peneliti
mengembangkan teknologi robot ini bertujuan untuk membantu manusia karena
robot pada dasarnya merupakan sebuah alat yang terbentuk dari kinerja mekanika,
elektronika dan logika pemrograman yang dapat membuat robot bekerja sesuai
dengan kebutuhan.
Bentuk dan konsep perancangan dari suatu robot dipengaruhi oleh fungsi
kerja dan tujuan dari robot tersebut, sehingga tidak semua robot memiliki
mobilitas untuk bergerak dari satu area ke area lain dan ada robot yang khusus
dirancang untuk dunia industri sehingga hanya diam dan bekerja secara otomatis.
Pemerintah Indonesia sendiri mengadakan kompetisi robot di kalangan
mahasiswa dan pelajar yang bertujuan untuk pengembanan ide-ide kreatif dan
peningkatan kualitas sumber daya manusia sehingga menghasilkan inovasi baru
dalam dunia teknologi robotika tersebut. Indonesia meruapakan salah satu Negara
yang memiliki dukungan besar dalam dunia robotika. Tujuan dari kompetisi itu
1
Universitas Kristen Maranatha
2
Bab I Pendahuluan
tidak lain untuk meningkatkan kualitas sumber daya manusia khususnya dalam
bidang IPTEK dan robotika.
Kontes Robot Cerdas Indonesia atau KRCI merupakan bentuk kompetisi
yang mengedepankan perlombaan robot cerdas otomatis dalam menjalankan tugas
tertentu, dan terdapat beberapa divisi perlombaan yaitu divisi beroda, divisi
berkaki, dan divisi humanoid. Untuk perlombaan pada divisi beroda dan berkaki
mengadopsi peraturan dari kontes robot luar negeri yaitu Fire - Fighting Robot
Contest yang diadakan di Trinity College, Hartford, Connecticut, AS. Didalam
peraturan kontes robot pemadam api (Fire – Fighting Robot Contest), robot harus
memiliki kemampuan untuk menemukan dan memadamkan api di area lomba
yang sudah ditentukan. Tujuan dari perlombaan ini adalah sebagai simulasi
sebuah robot dalam usaha untuk memadamkan api di lokasi kebakaran.
Kemampuan bergerak dan bernavigasi merupakan modal yang harus
dimiliki robot untuk dapat menjalankan tugasnya tersebut. Banyak permasalahan
yang dihadapi para peserta kontes khususnya untuk KRCI devisi berkaki,
permasalahan dalam kemampuan robot untuk bergerak dan bernavigasi yang
menyebabkan robot tidak dapat menelusuri semua ruangan yang ada pada area
yang telah disediakan.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana merealisasikan hexapod sebagai robot pemadam api yang bisa
bergerak mengintari ruangan yang memiliki halangan?
2. Bagaimana mengaplikasikan tripod gait pada robot sehingga dapat bergerak
dalam ruangan dan bisa meminimalisir kemungkinan menabrak dinding?
1.3 TUJUAN
Merealisasikan sebuah hexapod sebagai robot pemadam api yang dapat
bergerak mengelilingi ruangan yang memiliki halangan dinding dan boneka anjing
dengan kecepatan berjalan 12 cm/s dan dapat bermanuver serta meminimalisir
kemungkinan menabrak dinding pada maze .
Universitas Kristen Maranatha
3
Bab I Pendahuluan
1.4 PEMBATASAN MASALAH
Karena luasnya pengaplikasian dari hexapod, untuk itu dibatasi dengan
peraturan-peraturan lomba KRPAI 2013 yaitu meliputi:
1. Ukuran robot dibatasi yaitu 46 cm x 31 cm x 27 cm.
2. Bentuk lapangan dan letak obstacle sesuai dengan peraturan Kontes Robot
Pemadam Api Indonesia dengan konfigurasi yang tetap.
3. Untuk pengujian seluruh maze, akan ada 14 soal yang diselesaikan oleh robot.
Dalam setiap konfigurasi lapangannya akan ada 2 uneven floor (polisi tidur), 1
boneka anjing, 3 furniture.
1.5 SPESIFIKASI ALAT
Robot yang dirancang merupakan robot berjenis hexapod dengan spesifikasi:
1. Berjalan dengan 6 kaki yang masing-masing tersusun atas 3 buah motor servo.
2. Menelusuri maze dengan algoritma left wall follower dan right wall follower
untuk mencari keberadaan api.
3. Dapat mengukur jarak antara 3cm sampai 172cm.
4. Dapat mendeteksi keberadaan api pada jarak 1 meter dengan menggunakan
sensor Hamamatsu UVtron.
5. Dapat melewati uneven floor dengan menggunakan sensor GPD Sharp
2Y0A21.
6. Dapat menghindari boneka anjing dengan kamera HaViMo.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi beberapa
bab sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini dibahas mengenai permasalahan yang melatarbelakangi penulisan
laporan Tugas Akhir ini, selain itu juga terdapat identifikasi, rumusan, tujuan, dan
pembatasan masalah.
Universitas Kristen Maranatha
4
Bab I Pendahuluan
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori yang akan digunakan dalam pembuatan robot
berkaki enam dengan menggunakan rangkaian pengontrol ATmega128 dan
peripheral interface berupa sensor dan motor servo
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Bab ini membahas mengenai perancangan struktur robot, posisi sensor dan motor
servo, serta algoritma yang digunakan.
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
Dalam bab ini akan dibahas mengenai kinerja dari robot yang dibuat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini akan diuraikan kesimpulan mengenai apa yang telah dibahas pada
bab sebelumnya dan saran yang dapat dipertimbangkan mengenai pembahasan
sebelumnya.
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
SARAN DAN KESIMPULAN
5.1 KESIMPULAN
Robot hexapod pemadam api dengan pengaplikasian metoda berjalan tripod
gait yang bisa bergerak mengintari ruangan yang memiliki halangan sudah berhasil
direalisasikan pada tugas akhir ini. Dengan menggunakan metoda tripod gait
menghasilkan kecepatan berjalan 12 cm/s. Keberhasilan robot dalam memadamkan
api adalah sekitar 75.71%, serta keberhasilan robot dalam kembali ke home adalah
57.14%. Waktu tempuh rata-rata robot dalam menyelesaikan misinya adalah 4.09
menit.
Dari
data
pengamatan,
robot
dapat
menyelesaikan
misinya
dalam
memadamkan api sesuai dengan ketetapan waktu lomba yaitu selama 5 menit,
sedangkan pada saat kembali ke home ada beberapa konfigurasi yang tidak selesai
sesuai dengan ketetapan waktu lomba yaitu diberikan tambahan waktu 2 menit,
terhitung dari waktu robot memadamkan api. Adapun kegagalan robot dalam misi
yang disebabkan karena tersangkut uneven floor, tersangkut pintu ruangan, dan
kegagalan sensor photodioda dalam membaca lokasi perpindahan pencarian api
maupun home
5.2
SARAN
Saran yang dapat dikembangkan dalam Tugas Akhir ini untuk mencapai hasil
yang lebih baik adalah sebagai berikut :
1. Untuk pendeteksian uneven floor yang lebih akurat sebaiknya menggunakan
sensor accelerometer.
2. Untuk pendeteksian furniture bisa mempertimbangkan menggunakan kamera
HaViMo.
127
Universitas Kristen Maranatha
3. Pemilihan servo penggerak kaki yang dimensinya lebih kecil sehingga bisa
memaksimalkan ukuran robot dan gerakan langkah kaki robot sehingga
menghasilkan kecepatan jalan yang lebih cepat.
4. Menambahkan program interrupt pada Roboplus Task agar pada saat terdeteksi
adanya perubahaan keadaan selanjutnya robot langsung dapat mengantisipasi
tanpa harus menjalankan proses yang sebelumnya.
128
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, H. 2008. Buku Panduan : Pelatihan Mikrokontroler AVR ATmega
16.
2. Loe, I.A. , Purba, R. , Hutama, Y. Realisasi Robot Firefighting Berkaki Untuk
Perlombaan KRCI Berkaki. 2011. Bandung : Universitas Kristen Maranatha.
3. Website Teori Wall Follower
(http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/teori-wall-follower)
4. Website Spesifikasi HaViMo
(http://robosavvy.com/store/product_info.php/products_id/639)
5. Website Resmi Robotis
(http://support.robotis.com/en/product/auxdevice/controller/cm510_manual.htm)
6. Datasheet
“8-bit
AVR
Microcontroller
with
128Kbytes
In-System
Programmable Flash” .(online),
(http://www.atmel.com/Images/doc2467.pdf)
7. Dr. Nathir Rawashdeh, Tareq Mamkegh, Ahmad Hindash, Mohammad AlJabari. 2011. Robot Design, Model and Control for Hexapod Robot. German
Jordanian University.
8. Datasheet “Sensor PING Parallax”. (online),
(http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/282861.pdf)
9. Website Resmi Sensor SHARP 2Y0A21
(http://www.sharpsma.com/webfm_send/1208)
10. Website Teori Klasifikasi Robot
((http://www.sman3malang.sch.id/webedu/upload/robot/robot_1.pdf)
11. Datasheet “Flame Sensor UV TRON”, Hamamatsu. (online),
(http://www.thoughtek.com.tw/C10807_TPT1025E02.pdf)
129
Universitas Kristen Maranatha
API BERDASARKAN KRPAI 2013
Disusun oleh :
William
0922058
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH no 65, Bandung 40164, Indonesia
Email : wil_dow@hotmail.com
ABSTRAK
Pada perancangan dan perealisasian sebuah robot berkaki, faktor-faktor
penting yang harus diperhatikan adalah kestabilan dan kecepatan robot dalam
bermanuver menelusuri maze sambil menghindari maupun melewati rintangan seperti
uneven floor, furniture, boneka anjing. Oleh karena itu dirancanglah sebuah robot
berkaki berjenis hexapod atau berkaki enam. Alasan dibuatnya robot berkaki enam
adalah robot berkaki enam memiliki kestabilan lebih tinggi daripada robot berkaki
dua maupun robot berkaki empat, karena robot berkaki enam memiliki kaki penopang
lebih banyak untuk bermanuver.
Proses yang paling penting selain perancangan dan perealisasiannya robot
secara mekanik adalah perancangan algoritma robot. Pembuatan algoritma ini
bertujuan untuk robot menjalankan misi mencari dan memadamkan api dalam maze
dengan jalur tercepat dalam menemukan titik api pada kondisi tertentu. Pada
navigasinya digunakan metoda wall follower, yang nantinya ada lokasi tertentu pada
lapangan yang membuat robot berpindah wall follower. robot menggunakan sensor
ultrasonik PING, sensor api Hamamatsu UVTron, sensor photodioda. ATMEGA 128
sebagai pengontrol mikro utama, lalu CM-510 bertujuan untuk mengatur servo-servo
sebagai pengontrol servo.
Dari 14 soal konfigurasi lapangan yang diuji robot memiliki keberhasilan
75.71% dalam memadamkan api dan memiliki 54.15% dalam kembali ke home.
Kegagalan dalam navigasi robot disebabkan karena tersangkut oleh sisi pintu
ruangan, uneven floor, kegagalan robot dalam membaca lokasi perpindahan.
Kata Kunci : Robot berkaki enam, KRPAI 2013, robot pemadam api
i
Universitas Kristen Maranatha
HEXAPOD ROBOT REALIZATION AS FIRE FIGHTING
ROBOT BASED ON KRPAI 2013
Composed by :
William
0922058
Electrical Engineering, Maranatha Christian University,
Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH no 65, Bandung 40164, Indonesia
Email : wil_dow@hotmail.com
ABSTRACT
In the design and realization of a legged robot , important factors that must be
considered is the stability and speed of maneuver robots to explore the maze while
avoid obstacles such as uneven or passing floor, furniture, stuffed dog. Therefore
designed a manifold legged hexapod robot or six-legged. Rationale for creating the
six-legged robot is a six-legged robot has a higher stability than the two-legged robots
and four-legged robots, because the six-legged robot has more leg to support the
robot to maneuver.
The most important process in addition to designing and realization of
mechanical robot is a robot algorithm design. This algorithm aims to manufacture a
robot on a mission looking for and extinguish the fire in the maze with the fastest
path to find fire in certain circumstances. In the navigation method used wall
follower, that will have a specific location on the ground to make robots move wall
follower. robot using PING ultrasonic sensor, flame sensor Hamamatsu UVTron,
photodiode sensors. Micro controller ATMEGA 128 as the primary, then CM - 510
aims to regulate the servo-controller servo servo.
Of 14 questions that tested the robot field configuration has a 75.71 % success
in putting out the fire and have a 54.15 % in the return to home. Failure in robot
navigation caused by stuck by the side door of the room, uneven floor, failure to read
the location of the robot in displacement.
Keywords :
Hexapod, KRPAI 2013, firefighting robot
ii
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN
PERNYATAAN ORISINALITAS LAPORAN
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMINS
KATA PENGANTAR
ABSTRAK ................................................................................................. i
ABSTRACT .............................................................................................ii
DAFTAR ISI .......................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................... viii
DAFTAR TABEL ................................................................................ xiii
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang.................................................................................................................. 1
I.2 Rumusan Masalah ............................................................................................................. 2
I.3 Tujuan ............................................................................................................................... 2
I.4 Pembatasan Masalah ......................................................................................................... 3
I.5 Spesifikasi Alat ................................................................................................................. 3
I.6 Sistematika Penulisan ....................................................................................................... 3
iii
Universitas Kristen Maranatha
BAB II LANDASAN TEORI
II.1 Pengantar Robotika ......................................................................................................... 5
II.1.1 Klasifikasi Robot Berdasarkan Mobilitasnya ...................................................... 5
II.1.2 Teori Wall Follower.......................................................................................... 10
II.1.3 Metoda Pergerakan Kaki ................................................................................... 12
II.2 ATMEGA 128 ............................................................................................................... 14
II.3 ROBOTIS CM-510 ....................................................................................................... 19
II.3.1 Komunikasi Antara CM-510 dengan ATMega128 ............................................ 23
II.4 Sensor UVTron Hamamatsu C10807 ............................................................................ 23
II.5 HaViMo......................................................................................................................... 24
II.6 Sensor GPD SHARP 2Y0A21 ....................................................................................... 27
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
III.1 Perancangan Sistem Robot Berkaki Enam..................................................... .29
III.2 Struktur Robot Berkaki Enam ........................................................................ .31
III.2.1 Sistem Elektronika Robot .................................................................. .32
III.3 Sensor ............................................................................................................. .33
III.3.1 Sensor PING ....................................................................................... .33
III.3.2 Sensor Photodioda .............................................................................. .35
III.3.3 Sensor GPD Sharp 2YA021 ................................................................ .35
III.4 Rangkaian Pengontrol ..................................................................................... .36
III.4.1 Skematik Pengontrol ATMega 128 ..................................................... .37
III.4.2 Pengontrol Motor Servo CM-510 ........................................................ .38
iv
Universitas Kristen Maranatha
III.5 Perancangan Algoritma ................................................................................... .39
III.5.1 Algoritma Pencarian Api Dan Home................................................... .39
III.5.2 Algoritma Gerakan Dasar .................................................................... .49
III.5.3 Algoritma Navigasi Umum ................................................................ .57
III.5.4 Algoritma Menghindari Boneka .......................................................... .62
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
IV.1 Pengujian Gerakan Robot ......................................................................................... .63
IV.1.1 Pengujian Algoritma Berjalan ....................................................................... .63
IV.1.2 Pengujian Pembacaan Sensor PING .............................................................. .64
IV.1.3 Pengujian Gerakan Belok .............................................................................. .69
IV.1.4 Pengujian Melewati Uneven Floor ................................................................ .70
IV.1.5 Pengujian Pembacaan Sensor Photodioda ..................................................... .75
IV.1.6 Pengujian Pembacaan Kamera Havimo ......................................................... .76
IV.2 Pengujian Performansi Pemadaman Api .................................................................... .80
IV.2.1 Pengujian Dalam Ruang 1 ............................................................................. .80
IV.2.2 Pengujian Dalam Ruang 2 ............................................................................. .83
IV.2.3 Pengujian Dalam Ruang 3 ............................................................................. .88
IV.2.4 Pengujian Dalam Ruang 4 ............................................................................. .93
IV.3 Pengujian Seluruh Maze ............................................................................................ .95
IV.4 Analisa Kegagalan Pada Robot .................................................................................. 124
v
Universitas Kristen Maranatha
BAB V SARAN DAN KESIMPULAN
V.1 Kesimpulan ................................................................................................................ .127
V.2 Saran .......................................................................................................................... .127
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... .129
LAMPIRAN A FOTO ROBOT HEXAPOD
LAMPIRAN B PERATURAN KRPAI 2013
LAMPIRAN C PROGRAM ROBOT HEXAPOD
LAMPIRAN D DATASHEET
vi
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Robot Manipulator Lengan .................................................................................. 6
Gambar 2.2 Robot Penjinak Bom............................................................................................ 6
Gambar 2.3 Robot ASIMO buatan Jepang .............................................................................. 7
Gambar 2.4 Robot Line Follower............................................................................................ 8
Gambar 2.5 Robot Berkaki Dua .............................................................................................. 9
Gambar 2.6 Robot Berkaki Empat .......................................................................................... 9
Gambar 2.7 Robot Hexapod .................................................................................................. 10
Gambar 2.8 Metoda-metoda dalam Wall Follower ............................................................... 11
Gambar 2.9 Ilustrasi Pergerakan Ripple Gait ........................................................................ 12
Gambar 2.10 Ilustrasi Pergerakan Wave Gait ....................................................................... 13
Gambar 2.11 Ilustrasi Pergerakan Tripod Gait ...................................................................... 13
Gambar 2.12 Ilustrasi Pergerakan Kaki Hexapod dalam Berbagai Metode ........................... 14
Gambar 2.13 Konfigurasi Kaki ATMEGA 128 .................................................................... 17
Gambar 2.14 Diagram Blok ATMEGA 128.......................................................................... 18
Gambar 2.15 Struktur CM-510 ............................................................................................. 19
Gambar 2.16 Tampilan Roboplus Motion ............................................................................. 21
Gambar 2.17 Tampilan Roboplus Task ................................................................................. 21
Gambar 2.18 Struktur Paket Data Serial pada CM-510 ......................................................... 23
Gambar 2.19 Driver UVTron ................................................................................................ 23
Gambar 2.20 UVTron Bulb................................................................................................... 24
Gambar 2.21 Dimensi HaViMo 2.0 ...................................................................................... 24
Gambar 2.22 Tampilan Perangkat Lunak HaViMo GUI ....................................................... 26
vii
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.23 Sensor GPD SHARP 2Y0A21 ......................................................................... 27
Gambar 3.1 Diagram Blok Pergerakan Robot Hexapod ........................................................ 30
Gambar 3.2a Desain Robot Dari Kanan ................................................................................ 31
Gambar 3.2b Desain Robot Dari Kiri .................................................................................... 31
Gambar 3.2c Desain Robot Dari Depan ................................................................................ 31
Gambar 3.2d Desain Robot Dari Belakang ........................................................................... 31
Gambar 3.3 Blok Sistem Elektronika Robot ......................................................................... 32
Gambar 3.4 Alokasi Kaki Sensor PING ................................................................................ 34
Gambar 3.5 Diagram Alir Penggunaan Sensor PING ........................................................... 34
Gambar 3.6 Skematik Sensor Photodioda .................................................................... 35
Gambar 3.7 Alokasi Kaki Sensor GPD SHARP ................................................................... 35
Gambar 3.8 Skematik Pengontrol Mikro ATMEGA 128 ...................................................... 36
Gambar 3.9 Tampilan Roboplus Motion ............................................................................... 37
Gambar 3.10 Perpindahan 5 lokasi perpindahan pencarian api ............................................. 40
Gambar 3.11 Perpindahan 5 lokasi perpindahan pencarian home ........................................ 40
Gambar 3.12 Perpindahan pada lokasi 1 ............................................................................... 41
Gambar 3.13 Perpindahan pada lokasi 2a ............................................................................. 42
Gambar 3.14 Perpindahan pada lokasi 2b ............................................................................. 42
Gambar 3.15 Perpindahan pada lokasi 3 ............................................................................... 43
Gambar 3.16 Perpindahan pada lokasi 4 ............................................................................... 44
Gambar 3.17 Perpindahan pada lokasi 5 ............................................................................... 44
Gambar 3.18 Perpindahan pada lokasi 1 ............................................................................... 45
Gambar 3.19 Perpindahan pada lokasi 2a ............................................................................. 46
Gambar 3.20 Perpindahan pada lokasi 2b ............................................................................. 46
viii
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 3.21 Perpindahan pada lokasi 3 ............................................................................... 47
Gambar 3.22 Perpindahan pada lokasi 4 ............................................................................... 48
Gambar 3.23 Perpindahan pada lokasi 5 ............................................................................... 49
Gambar 3.24 Foto robot dari sisi sebelah kanan.................................................................... 50
Gambar 3.25 Foto robot dari sisi sebelah kanan.................................................................... 50
Gambar 3.26 Diagram Alir Algorima Gerakan Maju ............................................................ 51
Gambar 3.27 IlustrasiAlgoritma Gerakan Maju .................................................................... 52
Gambar 3.28 Diagram Alir Algoritma Gerakan Koreksi Kiri ............................................... 52
Gambar 3.29 Ilustrasi Algoritma Gerakan Koreksi Kiri ........................................................ 53
Gambar 3.30 Diagram Alir Algoritma Gerakan Koreksi Kanan ........................................... 53
Gambar 3.31 Ilustrasi Algoritma Gerakan Koreksi Kanan .................................................... 54
Gambar 3.32 Diagram Alir Algoritma Gerakan Belok Kiri .................................................. 54
Gambar 3.33 Ilustrasi Algoritma Gerakan Belok Kiri ........................................................... 55
Gambar 3.34 Diagram Alir Algoritma Gerakan Belok Kanan .............................................. 55
Gambar 3.35 Ilustrasi Algoritma Gerakan Belok Kanan ....................................................... 56
Gambar 3.36 Diagram Alir Algoritma Gerakan Loncat ........................................................ 56
Gambar 3.37 Ilustrasi Algoritma Gerakan Loncat................................................................. 57
Gambar 3.38 Diagram Alir Algoritma Navigasi Robot Secara Umum ................................. 58
Gambar 3.39 Diagram Alir Algoritma Point A ..................................................................... 59
Gambar 3.40 Diagram Alir Initial ......................................................................................... 60
Gambar 3.41 Diagram Alir Cari Kiri ................................................................................... 60
Gambar 3.42 Diagram Alir Matikan Api............................................................................... 61
Gambar 3.43 Diagram Alir Hindari Boneka.......................................................................... 62
Gambar 4.1 Gambar Papan Tampak Atas ............................................................................. 65
ix
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.2 Gambar Papan Tampak Samping ...................................................................... 65
Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Tripod Gait.......................................... 66
Gambar 4.4 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Ripple Gait .......................................... 67
Gambar 4.5 Grafik Hasil Pengujian dengan Metoda Wave Gait ........................................... 68
Gambar 4.6 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Single Kanan .............................................. 70
Gambar 4.7 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Single Kiri .................................................. 71
Gambar 4.8 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kanan ............................................. 72
Gambar 4.9 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kiri................................................. 73
Gambar 4.10 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kiri Kanan ................................... 74
Gambar 4.11 Ilustrasi Konfigurasi Uneven floor Double Kanan Kiri ................................... 75
Gambar 4.12 Obstacle Boneka KRPAI 2013 ........................................................................ 77
Gambar 4.13 Kondisi 1 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 77
Gambar 4.14 Kondisi 2 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 78
Gambar 4.15 Kondisi 3 Dalam Peletakan Obstacle Boneka ................................................. 79
Gambar 4.16 Konfigurasi Ruang 1 Api 1 .............................................................................. 81
Gambar 4.17 Konfigurasi Ruang 1 Api 2 .............................................................................. 81
Gambar 4.18 Konfigurasi Ruang 1 Api 3 .............................................................................. 82
Gambar 4.19 Konfigurasi Ruang 2 Api 1 .............................................................................. 83
Gambar 4.20 Konfigurasi Ruang 2 Api 2 .............................................................................. 84
Gambar 4.21 Konfigurasi Ruang 2 Api 3 .............................................................................. 85
Gambar 4.22 Konfigurasi Ruang 2 Api 4 .............................................................................. 86
Gambar 4.23 Konfigurasi Ruang 2 Api 5 .............................................................................. 87
Gambar 4.24 Konfigurasi Ruang 3 Api 1 .............................................................................. 89
Gambar 4.25 Konfigurasi Ruang 3 Api 2 .............................................................................. 90
x
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.26 Konfigurasi Ruang 3 Api 3 .............................................................................. 91
Gambar 4.27 Konfigurasi Ruang 3 Api 4 .............................................................................. 92
Gambar 4.28 Konfigurasi Ruang 4 Api 1 .............................................................................. 93
Gambar 4.29 Konfigurasi Ruang 4 Api 2 .............................................................................. 94
Gambar 4.30 Konfigurasi Ruang 4 Api 3 .............................................................................. 94
Gambar 4.31 Soal tipe 1 KRPAI 2013 .................................................................................. 96
Gambar 4.32 Soal tipe 2 KRPAI 2013 .................................................................................. 98
Gambar 4.33 Soal tipe 3 KRPAI 2013 ................................................................................ 100
Gambar 4.34 Soal tipe 4 KRPAI 2013 ................................................................................ 102
Gambar 4.35 Soal tipe 5 KRPAI 2013 ................................................................................ 104
Gambar 4.36 Soal tipe 6 KRPAI 2013 ................................................................................ 106
Gambar 4.37 Soal tipe 7 KRPAI 2013 ............................................................................... ..108
Gambar 4.38 Soal tipe 8 KRPAI 2013 ............................................................................... ..110
Gambar 4.39 Soal tipe 9 KRPAI 2013 ............................................................................... ..112
Gambar 4.40 Soal tipe 10 KRPAI 2013 ............................................................................. ..114
Gambar 4.41 Soal tipe 11 KRPAI 2013 ............................................................................. ..116
Gambar 4.42 Soal tipe 12KRPAI 2013 .............................................................................. ..118
Gambar 4.43 Soal tipe 13 KRPAI 2013 ............................................................................. ..120
Gambar 4.44 Soal tipe 14 KRPAI 2013 ............................................................................. ..122
Gambar 4.45 Tampilan Roboplus Motion ...................................................................... ..124
Gambar 4.46 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Uneven Floor ................................... ..125
Gambar 4.47 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Pintu 1............................................... ..125
Gambar 4.48 Foto Robot Pada Saat Tersangkut Pintu 2 ............................................ 126
xi
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Spesifikasi Kamera HaViMo 2.0 ........................................................................... 25
Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengujian Algoritma Berjalan Pada Lantai Arena .............................. 64
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Gerakan Belok Kiri ..................................................................... 69
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Gerakan Belok Kanan ................................................................. 69
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Single Kanan ...................................... 70
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Single Kiri .......................................... 71
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kanan .................................... 72
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kiri ........................................ 73
Tabel 4.8 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kiri Kanan ............................. 73
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Konfigurasi Uneven floor Double Kanan Kiri ............................. 74
Tabel 4.10 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Putih .................................................. 75
Tabel 4.11 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Abu-Abu ........................................... 75
Tabel 4.12 Hasil Pengujian untuk Pembacaan Warna Hitam ................................................ 76
Tabel 4.13 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 1 ......................... 78
Tabel 4.14 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 2 ......................... 79
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Pembacaan Kamera HaViMo Untuk Kondisi 3 ......................... 80
Tabel 4.16 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 1 ....................................................... 81
Tabel 4.17 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 2 ...................................................... 82
Tabel 4.18 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 1 Api 3 ....................................................... 83
Tabel 4.19 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 1 ....................................................... 84
Tabel 4.20 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 2 ....................................................... 85
Tabel 4.21 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 3 ....................................................... 86
xii
Universitas Kristen Maranatha
Tabel 4.22 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 4 ....................................................... 87
Tabel 4.23 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 2 Api 5 ....................................................... 88
Tabel 4.24 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 1 ....................................................... 89
Tabel 4.25 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 2 ....................................................... 90
Tabel 4.26 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 3 ....................................................... 91
Tabel 4.27 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 3 Api 4 ....................................................... 92
Tabel 4.28 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 1 ....................................................... 93
Tabel 4.29 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 2 ....................................................... 94
Tabel 4.30 Hasil Pengujian Konfigurasi Ruang 4 Api 3 ....................................................... 95
Tabel 4.31 Tabel Pengujian Soal tipe 1 KRPAI 2013 .......................................................... 97
Tabel 4.32 Tabel Pengujian Soal tipe 2 KRPAI 2013 .......................................................... 99
Tabel 4.33 Tabel Pengujian Soal tipe 3 KRPAI 2013 ........................................................ 101
Tabel 4.34 Tabel Pengujian Soal tipe 4 KRPAI 2013 ........................................................ 103
Tabel 4.35 Tabel Pengujian Soal tipe 5 KRPAI 2013 ....................................................... .105
Tabel 4.36 Tabel Pengujian Soal tipe 6 KRPAI 2013 ....................................................... .107
Tabel 4.37 Tabel Pengujian Soal tipe 7 KRPAI 2013 ....................................................... .109
Tabel 4.38 Tabel Pengujian Soal tipe 8 KRPAI 2013 ....................................................... .111
Tabel 4.39 Tabel Pengujian Soal tipe 9 KRPAI 2013 ....................................................... .113
Tabel 4.40 Tabel Pengujian Soal tipe 10 KRPAI 2013 ..................................................... .115
Tabel 4.41 Tabel Pengujian Soal tipe 11 KRPAI 2013 ..................................................... .117
Tabel 4.42 Tabel Pengujian Soal tipe 12 KRPAI 2013 ..................................................... .119
Tabel 4.43 Tabel Pengujian Soal tipe 13 KRPAI 2013 ..................................................... .121
Tabel 4.44 Tabel Pengujian Soal tipe 14 KRPAI 2013 ..................................................... .123
xiii
Universitas Kristen Maranatha
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini akan membahas mengenai latar belakang beserta masalah dan
tujuan dari pembuatan robot. Bab ini juga berisi mengenai spesifikasi dari robot,
serta keseluruhan isi laporan.
1.1 LATAR BELAKANG
Revolusi industri di Negara maju menjadi salah satu embrio yang
melahirkan teknologi yang terus menerus mengalami evolusi dan perkembangan.
Hal ini disebabkan oleh kompetisi untuk menciptakan teknologi yang memiliki
pengaruh besar bagi kehidupan manusia. Dengan adanya kompetisi ini melahirkan
ide-ide kreatif dan mengubah pola pikir manusia untuk lebih berkembang dalam
menciptakan teknologi seperti teknologi robotika. Pada awalnya robot
dioperasikan sebagai salah satu alat yang membantu dalam industri tapi dewasa
ini robot sudah bukan hal baru bagi manusia dimana semua aspek kehidupan
membutuhkan peran aktif dari teknologi robot tersebut. Para praktisi dan peneliti
mengembangkan teknologi robot ini bertujuan untuk membantu manusia karena
robot pada dasarnya merupakan sebuah alat yang terbentuk dari kinerja mekanika,
elektronika dan logika pemrograman yang dapat membuat robot bekerja sesuai
dengan kebutuhan.
Bentuk dan konsep perancangan dari suatu robot dipengaruhi oleh fungsi
kerja dan tujuan dari robot tersebut, sehingga tidak semua robot memiliki
mobilitas untuk bergerak dari satu area ke area lain dan ada robot yang khusus
dirancang untuk dunia industri sehingga hanya diam dan bekerja secara otomatis.
Pemerintah Indonesia sendiri mengadakan kompetisi robot di kalangan
mahasiswa dan pelajar yang bertujuan untuk pengembanan ide-ide kreatif dan
peningkatan kualitas sumber daya manusia sehingga menghasilkan inovasi baru
dalam dunia teknologi robotika tersebut. Indonesia meruapakan salah satu Negara
yang memiliki dukungan besar dalam dunia robotika. Tujuan dari kompetisi itu
1
Universitas Kristen Maranatha
2
Bab I Pendahuluan
tidak lain untuk meningkatkan kualitas sumber daya manusia khususnya dalam
bidang IPTEK dan robotika.
Kontes Robot Cerdas Indonesia atau KRCI merupakan bentuk kompetisi
yang mengedepankan perlombaan robot cerdas otomatis dalam menjalankan tugas
tertentu, dan terdapat beberapa divisi perlombaan yaitu divisi beroda, divisi
berkaki, dan divisi humanoid. Untuk perlombaan pada divisi beroda dan berkaki
mengadopsi peraturan dari kontes robot luar negeri yaitu Fire - Fighting Robot
Contest yang diadakan di Trinity College, Hartford, Connecticut, AS. Didalam
peraturan kontes robot pemadam api (Fire – Fighting Robot Contest), robot harus
memiliki kemampuan untuk menemukan dan memadamkan api di area lomba
yang sudah ditentukan. Tujuan dari perlombaan ini adalah sebagai simulasi
sebuah robot dalam usaha untuk memadamkan api di lokasi kebakaran.
Kemampuan bergerak dan bernavigasi merupakan modal yang harus
dimiliki robot untuk dapat menjalankan tugasnya tersebut. Banyak permasalahan
yang dihadapi para peserta kontes khususnya untuk KRCI devisi berkaki,
permasalahan dalam kemampuan robot untuk bergerak dan bernavigasi yang
menyebabkan robot tidak dapat menelusuri semua ruangan yang ada pada area
yang telah disediakan.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana merealisasikan hexapod sebagai robot pemadam api yang bisa
bergerak mengintari ruangan yang memiliki halangan?
2. Bagaimana mengaplikasikan tripod gait pada robot sehingga dapat bergerak
dalam ruangan dan bisa meminimalisir kemungkinan menabrak dinding?
1.3 TUJUAN
Merealisasikan sebuah hexapod sebagai robot pemadam api yang dapat
bergerak mengelilingi ruangan yang memiliki halangan dinding dan boneka anjing
dengan kecepatan berjalan 12 cm/s dan dapat bermanuver serta meminimalisir
kemungkinan menabrak dinding pada maze .
Universitas Kristen Maranatha
3
Bab I Pendahuluan
1.4 PEMBATASAN MASALAH
Karena luasnya pengaplikasian dari hexapod, untuk itu dibatasi dengan
peraturan-peraturan lomba KRPAI 2013 yaitu meliputi:
1. Ukuran robot dibatasi yaitu 46 cm x 31 cm x 27 cm.
2. Bentuk lapangan dan letak obstacle sesuai dengan peraturan Kontes Robot
Pemadam Api Indonesia dengan konfigurasi yang tetap.
3. Untuk pengujian seluruh maze, akan ada 14 soal yang diselesaikan oleh robot.
Dalam setiap konfigurasi lapangannya akan ada 2 uneven floor (polisi tidur), 1
boneka anjing, 3 furniture.
1.5 SPESIFIKASI ALAT
Robot yang dirancang merupakan robot berjenis hexapod dengan spesifikasi:
1. Berjalan dengan 6 kaki yang masing-masing tersusun atas 3 buah motor servo.
2. Menelusuri maze dengan algoritma left wall follower dan right wall follower
untuk mencari keberadaan api.
3. Dapat mengukur jarak antara 3cm sampai 172cm.
4. Dapat mendeteksi keberadaan api pada jarak 1 meter dengan menggunakan
sensor Hamamatsu UVtron.
5. Dapat melewati uneven floor dengan menggunakan sensor GPD Sharp
2Y0A21.
6. Dapat menghindari boneka anjing dengan kamera HaViMo.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Sistematika penulisan laporan Tugas Akhir ini disusun menjadi beberapa
bab sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
Dalam bab ini dibahas mengenai permasalahan yang melatarbelakangi penulisan
laporan Tugas Akhir ini, selain itu juga terdapat identifikasi, rumusan, tujuan, dan
pembatasan masalah.
Universitas Kristen Maranatha
4
Bab I Pendahuluan
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini membahas mengenai teori yang akan digunakan dalam pembuatan robot
berkaki enam dengan menggunakan rangkaian pengontrol ATmega128 dan
peripheral interface berupa sensor dan motor servo
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Bab ini membahas mengenai perancangan struktur robot, posisi sensor dan motor
servo, serta algoritma yang digunakan.
BAB IV DATA PENGAMATAN DAN ANALISIS
Dalam bab ini akan dibahas mengenai kinerja dari robot yang dibuat.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini akan diuraikan kesimpulan mengenai apa yang telah dibahas pada
bab sebelumnya dan saran yang dapat dipertimbangkan mengenai pembahasan
sebelumnya.
Universitas Kristen Maranatha
BAB V
SARAN DAN KESIMPULAN
5.1 KESIMPULAN
Robot hexapod pemadam api dengan pengaplikasian metoda berjalan tripod
gait yang bisa bergerak mengintari ruangan yang memiliki halangan sudah berhasil
direalisasikan pada tugas akhir ini. Dengan menggunakan metoda tripod gait
menghasilkan kecepatan berjalan 12 cm/s. Keberhasilan robot dalam memadamkan
api adalah sekitar 75.71%, serta keberhasilan robot dalam kembali ke home adalah
57.14%. Waktu tempuh rata-rata robot dalam menyelesaikan misinya adalah 4.09
menit.
Dari
data
pengamatan,
robot
dapat
menyelesaikan
misinya
dalam
memadamkan api sesuai dengan ketetapan waktu lomba yaitu selama 5 menit,
sedangkan pada saat kembali ke home ada beberapa konfigurasi yang tidak selesai
sesuai dengan ketetapan waktu lomba yaitu diberikan tambahan waktu 2 menit,
terhitung dari waktu robot memadamkan api. Adapun kegagalan robot dalam misi
yang disebabkan karena tersangkut uneven floor, tersangkut pintu ruangan, dan
kegagalan sensor photodioda dalam membaca lokasi perpindahan pencarian api
maupun home
5.2
SARAN
Saran yang dapat dikembangkan dalam Tugas Akhir ini untuk mencapai hasil
yang lebih baik adalah sebagai berikut :
1. Untuk pendeteksian uneven floor yang lebih akurat sebaiknya menggunakan
sensor accelerometer.
2. Untuk pendeteksian furniture bisa mempertimbangkan menggunakan kamera
HaViMo.
127
Universitas Kristen Maranatha
3. Pemilihan servo penggerak kaki yang dimensinya lebih kecil sehingga bisa
memaksimalkan ukuran robot dan gerakan langkah kaki robot sehingga
menghasilkan kecepatan jalan yang lebih cepat.
4. Menambahkan program interrupt pada Roboplus Task agar pada saat terdeteksi
adanya perubahaan keadaan selanjutnya robot langsung dapat mengantisipasi
tanpa harus menjalankan proses yang sebelumnya.
128
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1. Andrianto, H. 2008. Buku Panduan : Pelatihan Mikrokontroler AVR ATmega
16.
2. Loe, I.A. , Purba, R. , Hutama, Y. Realisasi Robot Firefighting Berkaki Untuk
Perlombaan KRCI Berkaki. 2011. Bandung : Universitas Kristen Maranatha.
3. Website Teori Wall Follower
(http://fahmizaleeits.wordpress.com/tag/teori-wall-follower)
4. Website Spesifikasi HaViMo
(http://robosavvy.com/store/product_info.php/products_id/639)
5. Website Resmi Robotis
(http://support.robotis.com/en/product/auxdevice/controller/cm510_manual.htm)
6. Datasheet
“8-bit
AVR
Microcontroller
with
128Kbytes
In-System
Programmable Flash” .(online),
(http://www.atmel.com/Images/doc2467.pdf)
7. Dr. Nathir Rawashdeh, Tareq Mamkegh, Ahmad Hindash, Mohammad AlJabari. 2011. Robot Design, Model and Control for Hexapod Robot. German
Jordanian University.
8. Datasheet “Sensor PING Parallax”. (online),
(http://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/282861.pdf)
9. Website Resmi Sensor SHARP 2Y0A21
(http://www.sharpsma.com/webfm_send/1208)
10. Website Teori Klasifikasi Robot
((http://www.sman3malang.sch.id/webedu/upload/robot/robot_1.pdf)
11. Datasheet “Flame Sensor UV TRON”, Hamamatsu. (online),
(http://www.thoughtek.com.tw/C10807_TPT1025E02.pdf)
129
Universitas Kristen Maranatha