RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER PADA LINTASAN LABIRIN DENGAN METODE DEPTH FIRST SEARCH.
RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER PADA
LINTASAN LABIRIN DENGAN METODE DEPTH FIRST SEARCH
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIZKI
0810452054
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
1
ABSTRAK
RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER PADA
LINTASAN LABIRIN DENGAN METODE DEPTH FIRST SEARCH
Oleh :
RIZKI
0810452054
Robot line follower merupakan ketegori jenis mobile robot, dimana robot
dapat bergerak mengikuti lintasan berupa garis berwarna hitam atau putih.
Perancangan robot line follower ini tidak hanya sekedar mengukuti garis lintasan
nya saja, tetapi dapat menemukan pencarian jalan terpendek pada lintasan berupa
labirin dengan menggunakan metode DFS (Depth First Search). Dengan metode
DFS ini, robot dapat menentukan keputusan yang tepat untuk menemukan solusi
pencarian dan menghitung jarak serta waktu tempuh robot pada saat sebelum dan
sesudah robot menemukan solusi pencarian. Agar robot dapat bergerak dengan
lincah dan responsif dilintasan labirin, robot ini dibantu dengan sistem kontrol
PID (Proportional Integratif Derivatif). Sedangkan lintasan labirin yang
dirancang pada saat pengujian memiliki 7 buah titik start dan 1 buah titik finish.
Dari hasil pengujian, waktu tempuh robot saat mode learning dengan mode return
didapatkan rata-rata selisihnya waktunya adalah 18 detik dan rata-rata selisih
jarak tempuhnya adalah 242,86 cm. Sedangkan nilai Kp dan Kd yang diperoleh
adalah Kp = 30,Kd = 8.
Kata kunci : line follower, mobile robot, depth first search, photodioda, PID.
8
ABSTRACT
DESIGN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER ON LABYRINTH TRACK
WITH DEPTH FIRST SEARCH METHOD
by:
RIZKI
0810452054
Line follower robot is a mobile robot type categories, where the robot can move
to follow the trajectory of a line of black or white. The design of line follower
robot is not just a line mengukuti its trajectory, but can find the shortest path
search in a labyrinth path using DFS ( Depth First Search ). With the DFS
method, the robot can determine the right decision to find a solution search and
calculates the distance and travel time of the robot when the robot before and
after a search found a solution. So that the robot can move with agile and
responsive dilintasan maze, the robot is assisted by the system PID control (
Proportional Integrative Derivative ). While the maze is designed trajectory at
the time of testing had a 7 pieces start point and finish point 1 piece. From the
test results, the travel time of the robot while learning mode with the mode
obtained an average return time difference is 18 seconds and the average
difference of the distance is 242.86 cm. While the Kp and Kd values obtained are
Kp = 30, Kd = 8.
Keywords : line follower mobile robot, depth-first search, photodiode, PID
9
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Teknologi robot pada masa sekarang ini telah mengalami kemajuan yang
pesat seiring dengan kemajuan teknologi yang ada. Perkembangan robot tidak
hanya pada kecanggihan rancangan mekaniknya saja, melainkan juga sistem
kendalinya menggunakan sistem komputerisasi. Seiring dengan berkembangnya
teknik pemrograman robot, maka makin mempermudah manusia untuk membuat
robot yang memiliki kecerdasan yang mengikuti kehendak serta kemauan dari
manusia itu sendiri.
Salah satu jenis robot sederhana yang sering kita lihat adalah robot line
follower. Namun berbagai kekurangan dimiliki oleh sistem robot ini antara lain
adalah ia belum mampu menentukan jalan sendiri, yang cenderung kaku atau
nonflexible. Dalam perkembangannya robot line follower diharapkan mampu
berfikir kembali atas apa yang dikerjakannya.
Perancangan robot line follower sebagai penentu lintasan pada labirin ini
mengikuti konsep pada robot line follower biasa. Jika dibandingkan dengan robot
line follower biasa, robot ini memiliki kelebihan yaitu dapat menentukan rute
terpendek pada suatu lintasan yang akan diberikan. Penerapan dari solusi
pencarian rute terpendek ini adalah dengan memberikan metode yang tepat pada
pengujian robot. Berbagai metode yang dapat diterapkan pada mobile robot ini
yaitu Best First Search, Breadth First Search, Depth First Search, Hill Climbing
dan lain-lain.
Pada tugas akhir ini, permasalahan pada robot line follower ini
diselesaikan dengan metode Depth First Search. Metode ini akan mencari semua
kemungkinan rute yang akan dilewati dengan lebih mengutamakan belok kiri
pada saat berjumpa persimpangan sekaligus robot akan menyimpan rute yang
telah dilewatinya dan mengkonversi rute tersebut menjadi suatu jalur yang benar.
Konsepnya yaitu robot ini mempelajari jalan yang telah ia lalui kemudian
mengulangi jalannya dengan rute yang paling efektif, tanpa melalui belokan18
belokan yang menyesatkan sehingga waktu dan rute yang ditempuh robot ini
lebih pendek dari sebelumnya. .
Dari latar belakang di atas, maka penulis memberi judul tugas akhir ini
yaitu : “Rancang Bangun Mobile Robot
Line Follower Pada Lintasan
Labirin Dengan Metode Depth First Search”.
1.2
Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam tugas akhir yaitu :
1. Bagaimana langkah dalam penelusuran rute lintasan labirin dengan
menggunakan algoritma Depth-First Search
2. Bagaimana robot dapat menentukan rute terpendek pada lintasan labirin dari
posisi start hingga finish.
1.3
Pembatasan Masalah
Batasan masalah dari ruang lingkup Tugas Akhir ini yaitu :
1. Robot dirancang dengan menggunakan mikrokontroler ATMega 16.
2. Robot hanya bisa berjalan mengikuti lintasan berwarna hitam yang telah
disediakan.
3. Robot akan selalu mengidentifikasi terlebih dahulu lintasan yang baru
dikenalinya dan mengulangi jalannya kembali dengan jalur terpendeknya.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian adalah sebagai berikut :
1.
Robot dapat menentukan jalur yang terpendek dalam lintasan labirin dari
posisi start hingga finish.
2. Menghitung jarak dan waktu tempuh robot pada saat sebelum dan sesudah
robot menentukan jalur terpendeknya pada posisi start yang berbeda-beda
serta rata-rata selisihnya.
1.5
Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
19
1. Studi Literatur
Literatur yang digunakan meliputi buku referensi, skripsi dan jurnal atau
paper yang berhubungan serta dokumentasi dari internet.
2. Field Research.
Tahap ini meliputi perumusan masalah, batasan-batasan masalah, dan
penyelesaiannya serta penentuan parameter untuk mengukur hasilnya.
a. Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat keras serta juga
perancangan perangkat lunak untuk menerapkan permasalahan dan
penyelesaiannya.
b. Implementasi dan Pengujian dari Hasil Rancangan
Pada tahap ini program yang telah dibuat kemudian akan diimplementasikan pada rancangan robot tersebut sebagai Artificial
Inteligent pada robot. Selanjutnya dilakukan pengujian terhadap robot
dengan menjalankannya pada lintasan labirin.
3. Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan tugas akhir yang terdiri dari
teori penunjang, perancangan perangkat lunak, implementasi perangkat
lunak dan perangkat keras, dokumentasi dari uji coba dan analisis, serta
kesimpulan dan saran.
1.6
Sistematika Penulisan
Format proposal yang digunakan adalah sebagai berikut :
1.
BAB I PENDAHULUAN, berisi Latar Belakang, Perumusan Masalah,
Pembatasan Masalah, Tujuan Pelaksanaan, dan Sistematika Penulisan.
2.
BAB II LANDASAN TEORI, berisi teori-teori pendukung dalam
penyusunan laporan.
3. BAB III
METODOLOGI
PENELITIAN,
yang
berisi
Rancangan
Penelitian, Blok Diagram, Alat dan Bahan Penelitian, dan Jadwal
Pelaksanaan.
20
4. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN, akan dilakukan uji coba
berdasarkan parameter-parameter yang ditetapkan, dan kemudian dilakukan
analisa terhadap hasil uji coba tersebut.
5. BAB V
PENUTUP, berisi kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian
ini beserta saran untuk pengembangan selanjutnya.
21
LINTASAN LABIRIN DENGAN METODE DEPTH FIRST SEARCH
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIZKI
0810452054
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014
1
ABSTRAK
RANCANG BANGUN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER PADA
LINTASAN LABIRIN DENGAN METODE DEPTH FIRST SEARCH
Oleh :
RIZKI
0810452054
Robot line follower merupakan ketegori jenis mobile robot, dimana robot
dapat bergerak mengikuti lintasan berupa garis berwarna hitam atau putih.
Perancangan robot line follower ini tidak hanya sekedar mengukuti garis lintasan
nya saja, tetapi dapat menemukan pencarian jalan terpendek pada lintasan berupa
labirin dengan menggunakan metode DFS (Depth First Search). Dengan metode
DFS ini, robot dapat menentukan keputusan yang tepat untuk menemukan solusi
pencarian dan menghitung jarak serta waktu tempuh robot pada saat sebelum dan
sesudah robot menemukan solusi pencarian. Agar robot dapat bergerak dengan
lincah dan responsif dilintasan labirin, robot ini dibantu dengan sistem kontrol
PID (Proportional Integratif Derivatif). Sedangkan lintasan labirin yang
dirancang pada saat pengujian memiliki 7 buah titik start dan 1 buah titik finish.
Dari hasil pengujian, waktu tempuh robot saat mode learning dengan mode return
didapatkan rata-rata selisihnya waktunya adalah 18 detik dan rata-rata selisih
jarak tempuhnya adalah 242,86 cm. Sedangkan nilai Kp dan Kd yang diperoleh
adalah Kp = 30,Kd = 8.
Kata kunci : line follower, mobile robot, depth first search, photodioda, PID.
8
ABSTRACT
DESIGN MOBILE ROBOT LINE FOLLOWER ON LABYRINTH TRACK
WITH DEPTH FIRST SEARCH METHOD
by:
RIZKI
0810452054
Line follower robot is a mobile robot type categories, where the robot can move
to follow the trajectory of a line of black or white. The design of line follower
robot is not just a line mengukuti its trajectory, but can find the shortest path
search in a labyrinth path using DFS ( Depth First Search ). With the DFS
method, the robot can determine the right decision to find a solution search and
calculates the distance and travel time of the robot when the robot before and
after a search found a solution. So that the robot can move with agile and
responsive dilintasan maze, the robot is assisted by the system PID control (
Proportional Integrative Derivative ). While the maze is designed trajectory at
the time of testing had a 7 pieces start point and finish point 1 piece. From the
test results, the travel time of the robot while learning mode with the mode
obtained an average return time difference is 18 seconds and the average
difference of the distance is 242.86 cm. While the Kp and Kd values obtained are
Kp = 30, Kd = 8.
Keywords : line follower mobile robot, depth-first search, photodiode, PID
9
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Teknologi robot pada masa sekarang ini telah mengalami kemajuan yang
pesat seiring dengan kemajuan teknologi yang ada. Perkembangan robot tidak
hanya pada kecanggihan rancangan mekaniknya saja, melainkan juga sistem
kendalinya menggunakan sistem komputerisasi. Seiring dengan berkembangnya
teknik pemrograman robot, maka makin mempermudah manusia untuk membuat
robot yang memiliki kecerdasan yang mengikuti kehendak serta kemauan dari
manusia itu sendiri.
Salah satu jenis robot sederhana yang sering kita lihat adalah robot line
follower. Namun berbagai kekurangan dimiliki oleh sistem robot ini antara lain
adalah ia belum mampu menentukan jalan sendiri, yang cenderung kaku atau
nonflexible. Dalam perkembangannya robot line follower diharapkan mampu
berfikir kembali atas apa yang dikerjakannya.
Perancangan robot line follower sebagai penentu lintasan pada labirin ini
mengikuti konsep pada robot line follower biasa. Jika dibandingkan dengan robot
line follower biasa, robot ini memiliki kelebihan yaitu dapat menentukan rute
terpendek pada suatu lintasan yang akan diberikan. Penerapan dari solusi
pencarian rute terpendek ini adalah dengan memberikan metode yang tepat pada
pengujian robot. Berbagai metode yang dapat diterapkan pada mobile robot ini
yaitu Best First Search, Breadth First Search, Depth First Search, Hill Climbing
dan lain-lain.
Pada tugas akhir ini, permasalahan pada robot line follower ini
diselesaikan dengan metode Depth First Search. Metode ini akan mencari semua
kemungkinan rute yang akan dilewati dengan lebih mengutamakan belok kiri
pada saat berjumpa persimpangan sekaligus robot akan menyimpan rute yang
telah dilewatinya dan mengkonversi rute tersebut menjadi suatu jalur yang benar.
Konsepnya yaitu robot ini mempelajari jalan yang telah ia lalui kemudian
mengulangi jalannya dengan rute yang paling efektif, tanpa melalui belokan18
belokan yang menyesatkan sehingga waktu dan rute yang ditempuh robot ini
lebih pendek dari sebelumnya. .
Dari latar belakang di atas, maka penulis memberi judul tugas akhir ini
yaitu : “Rancang Bangun Mobile Robot
Line Follower Pada Lintasan
Labirin Dengan Metode Depth First Search”.
1.2
Perumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam tugas akhir yaitu :
1. Bagaimana langkah dalam penelusuran rute lintasan labirin dengan
menggunakan algoritma Depth-First Search
2. Bagaimana robot dapat menentukan rute terpendek pada lintasan labirin dari
posisi start hingga finish.
1.3
Pembatasan Masalah
Batasan masalah dari ruang lingkup Tugas Akhir ini yaitu :
1. Robot dirancang dengan menggunakan mikrokontroler ATMega 16.
2. Robot hanya bisa berjalan mengikuti lintasan berwarna hitam yang telah
disediakan.
3. Robot akan selalu mengidentifikasi terlebih dahulu lintasan yang baru
dikenalinya dan mengulangi jalannya kembali dengan jalur terpendeknya.
1.4
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian adalah sebagai berikut :
1.
Robot dapat menentukan jalur yang terpendek dalam lintasan labirin dari
posisi start hingga finish.
2. Menghitung jarak dan waktu tempuh robot pada saat sebelum dan sesudah
robot menentukan jalur terpendeknya pada posisi start yang berbeda-beda
serta rata-rata selisihnya.
1.5
Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
19
1. Studi Literatur
Literatur yang digunakan meliputi buku referensi, skripsi dan jurnal atau
paper yang berhubungan serta dokumentasi dari internet.
2. Field Research.
Tahap ini meliputi perumusan masalah, batasan-batasan masalah, dan
penyelesaiannya serta penentuan parameter untuk mengukur hasilnya.
a. Perancangan Perangkat Keras dan Perangkat Lunak
Pada tahap ini dilakukan perancangan perangkat keras serta juga
perancangan perangkat lunak untuk menerapkan permasalahan dan
penyelesaiannya.
b. Implementasi dan Pengujian dari Hasil Rancangan
Pada tahap ini program yang telah dibuat kemudian akan diimplementasikan pada rancangan robot tersebut sebagai Artificial
Inteligent pada robot. Selanjutnya dilakukan pengujian terhadap robot
dengan menjalankannya pada lintasan labirin.
3. Penyusunan Laporan Tugas Akhir
Pada tahap ini dilakukan penulisan laporan tugas akhir yang terdiri dari
teori penunjang, perancangan perangkat lunak, implementasi perangkat
lunak dan perangkat keras, dokumentasi dari uji coba dan analisis, serta
kesimpulan dan saran.
1.6
Sistematika Penulisan
Format proposal yang digunakan adalah sebagai berikut :
1.
BAB I PENDAHULUAN, berisi Latar Belakang, Perumusan Masalah,
Pembatasan Masalah, Tujuan Pelaksanaan, dan Sistematika Penulisan.
2.
BAB II LANDASAN TEORI, berisi teori-teori pendukung dalam
penyusunan laporan.
3. BAB III
METODOLOGI
PENELITIAN,
yang
berisi
Rancangan
Penelitian, Blok Diagram, Alat dan Bahan Penelitian, dan Jadwal
Pelaksanaan.
20
4. BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN, akan dilakukan uji coba
berdasarkan parameter-parameter yang ditetapkan, dan kemudian dilakukan
analisa terhadap hasil uji coba tersebut.
5. BAB V
PENUTUP, berisi kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian
ini beserta saran untuk pengembangan selanjutnya.
21