Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Algoritma untuk Robot Berkaki Enam dalam Proses Menyelesaikan Pemadaman Api Pada Kontes Robot Pemadam Api Indonesia T1 612010014 BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi tujuan dan latar belakang permasalahan yang mendasari
pembuatan skripsi, spesifikasi alat dan sistematika penulisan skripsi.
1.1. Tujuan
1.
Merancang dan merealisasikan algoritma untuk robot berkaki enam dalam
proses menyelesaikan pemadaman api pada Kontes Robot Pemadam Api
Indonesia.
2.
Mengikuti Kontes Robot Pemadam Api Indonesia divisi berkaki tahun
2015.
1.2. Latar Belakang
Kebakaran merupakan bencana yang bisa datang setiap waktu. Faktor-faktor
yang dapat mengakibatkan kebakaran diantaranya lingkungan yang memiliki suhu yang
panas, kelalaian manusia, dan juga keadaan jaringan listrik yang tidak teratur pada
pemukiman penduduk di Indonesia. Data kebakaran di Jakarta hingga pertengahan
September 2014 ini telah ada sekitar 260 peristiwa [1]. Karena hal tersebut, sekarang ini
banyak dilakukan banyak riset tentang robot pemadam kebakaran yang dapat
mengurangi cidera atau kecelakaan pada manusia yang bermaksud untuk membantu
proses pemadaman kebakaran tersebut.
Dan hal ini juga yang dipakai sebagai dasar oleh Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi (DIKTI) mengadakan Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) yang
diikuti oleh Perguruan Tinggi di seluruh Indonesia. KRPAI menggunakan miniatur
sebuah rumah yang sedang terjadi kebakaran sebagai lapangan pertandingan. Di rumah
tersebut ada beberapa ruang di mana salah satu ruangnya sedang terkena kebakaran
ditunjukkan dengan adanya api lilin. Robot pemadam api bertujuan untuk mencari dan
mematikan api lilin tersebut.
Sejak tahun 2004, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) membuat salah
satu cabang yang diperlombakan pada Kontes Robot Indonesia (KRI) yaitu Kontes
Robot Cerdas Indonesia (KRCI), yang sekarang berganti nama menjadi Kontes Robot
1
Pemadam Api Indonesia (KRPAI). Dalam perlombaan ini, dibuat miniatur seperti
rumah di mana ada ruang-ruang dan memiliki satu titik api dengan adanya lilin dalam
satu ruangan tersebut. Aturan perlombaan yang digunakan semakin tahun semakin ketat
dan dibuat fitur-fitur baru dalam perlombaan.
Fitur-fitur baru tersebut membuat perlombaan semakin menarik. Dikarenakan
fitur-fitur baru ini memiliki kesulitan yang lebih dibandingkan tahun sebelumnya dan
ada juga yang memiliki bonus yang akan membuat poin akhir semakin kecil bila fitur
itu diambil dan berhasil. Fitur-fitur baru ini diantaranya adanya pintu tambahan pada
ruangan pertama, sehingga ada dua pintu di ruang satu yang dapat membingungkan
robot. Kemudian, yang terbaru diterapkan ketika KRPAI 2014 ini adalah candle
location.
Candle location adalah lilin tanpa alas lilin (berbentuk lingkaran atau juring
lingkaran yang berwarna putih). Biasanya dalam perlombaan sebelumnya lilin diberi
alas lilin yang berwarna putih di bawahnya. Alas lilin ini berguna untuk membantu
robot untuk mengetahui letak lilin berada. Jadi, candle location akan membuat robot
kesulitan dalam mengetahui keberadaan lilin tersebut.
Pada KRPAI 2015 mendatang, peraturan baru telah dirilis dan banyak perubahan
dari tahun sebelumnya. Sistem pertandingan tahun 2015 adalah battle, sedangkan tahuntahun sebelumnya sistem pertandingan adalah trial. Tingkat kesulitan dalam
memadamkan api pun bertambah di mana ada lilin tanpa alas lilin (candle location) dan
lilin dengan alas lilin dalam satu lapangan tiap satu sesi pertandingan. Hal ini
mengakibatkan robot bingung apakah itu lilin ada alas lilin atau tidak, sedangkan dalam
aturan pertandingan terdapat perbedaan dalam mematikan api antara keduanya, dan bila
salah dalam hal mematikan akan ada penalti. Jadi, hal ini merupakan masalah baru yang
perlu diselesaikan dengan algoritma yang baik.
Dalam KRPAI, robot harus dapat memadamkan api karena itu adalah tujuan dari
perlombaan ini. Dan penentuan pemenang juga dilihat dari keberhasilan pemadaman api
terbanyak untuk KRPAI 2015. Algoritma yang baik dalam proses memadamkan api dari
robot menemukan api sampai berjalan mendekat ke api dan akhirnya memadamkannya
sangat diperlukan. Pengalaman pada KRPAI Nasional 2014 menunjukkan bahwa
kurang optimalnya algoritma untuk memadamkan api pada robot R2C-Holypus (robot
berkaki UKSW). R2C-Holypus berhasil memadamkan 2 kali dari 3 kali kesempatan dan
harus puas menduduki peringkat ke-5. Kegagalan yang dialami saat trial pertama,
2
padahal robot sudah berhadapan dengan api. akan tetapi robot gagal memadamkan api
tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 06/I.3/FTEK/I/2015 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 23 Januari 2015, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1.
Robot tidak akan menggeser furniture lebih dari 5 cm dan tidak akan
menjatuhkan furniture.
2.
Robot langsung didekatkan ke ruangan berapi untuk pengujian algoritma.
3.
Setelah mengetahui ruangan berapi, robot dapat berjalan menuju titik api
dengan menggunakan 2 algoritma yang berbeda untuk konfigurasi 1 sampai
6 dan untuk konfigurasi 7 akan memakai algoritma khusus.
4.
Robot dapat memadamkan api dengan kipas.
5.
Robot dapat mematikan api dengan benar pada mode dengan alas lilin atau
tidak menggunakan alas lilin sesuai dengan peraturan KRPAI 2015.
6.
Waktu robot setelah menemukan api sampai memadamkan akan dicatat.
7.
Dimensi maksimal robot (p×l×t) 46×31×27 cm.
8.
Robot akan diuji dalam 6 konfigurasi lilin dengan 2 algoritma yang berbeda
dan 2 mode lilin (lilin dengan alas dan lilin tanpa alas).
9.
Untuk konfigurasi 7, robot akan diuji sebanyak 32 kali dengan algoritma
khusus dengan persentase keberhasilan memadamkan api minimal 75%.
10.
Robot akan diuji selama 7 hari berturut-turut. Jadi, robot akan diuji
sebanyak (7×6×2×2)+32 = 200 kali pengujian.
11.
Algoritma 1 dan algoritma 2 masing-masing akan diuji sebanyak 84 kali.
Persentase keberhasilan minimal robot memadamkan api untuk tiap
algoritma adalah 75% (robot minimal 63 kali memadamkan api). Algoritma
yang terbaik dalam hal persentase memadamkan api dan keefektifan waktu
memadamkan akan digunakan untuk KRPAI 2015.
12.
Persentase total keberhasilan robot dalam memadamkan api minimal adalah
75%. Jadi, robot harus memadamkan api minimal 150 kali dari 200 kali
pengujian.
3
1.4. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari lima bab. Penjelasan dari kelima bab
tersebut adalah sebagai berikut :
1. BAB I : PENDAHULUAN
Membahas tujuan, latar belakang, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
2. BAB II : DASAR TEORI
Membahas kajian pustaka, konsep dasar sistem, mikrokontroler yang
digunakan, sensor – sensor, dan peraturan pertandingan.
3. BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang meliputi mekanik robot, algoritma
perangkat lunak, dan metode pengujian.
4. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS
Membahas hasil pengujian algoritma-algoritma pemadaman api pada tujuh
konfigurasi lilin baik di lapangan merah maupun biru.
5. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang didapat dari pengerjaan tugas akhir ini dan saransaran pengembangan.
4
PENDAHULUAN
Pada bab ini berisi tujuan dan latar belakang permasalahan yang mendasari
pembuatan skripsi, spesifikasi alat dan sistematika penulisan skripsi.
1.1. Tujuan
1.
Merancang dan merealisasikan algoritma untuk robot berkaki enam dalam
proses menyelesaikan pemadaman api pada Kontes Robot Pemadam Api
Indonesia.
2.
Mengikuti Kontes Robot Pemadam Api Indonesia divisi berkaki tahun
2015.
1.2. Latar Belakang
Kebakaran merupakan bencana yang bisa datang setiap waktu. Faktor-faktor
yang dapat mengakibatkan kebakaran diantaranya lingkungan yang memiliki suhu yang
panas, kelalaian manusia, dan juga keadaan jaringan listrik yang tidak teratur pada
pemukiman penduduk di Indonesia. Data kebakaran di Jakarta hingga pertengahan
September 2014 ini telah ada sekitar 260 peristiwa [1]. Karena hal tersebut, sekarang ini
banyak dilakukan banyak riset tentang robot pemadam kebakaran yang dapat
mengurangi cidera atau kecelakaan pada manusia yang bermaksud untuk membantu
proses pemadaman kebakaran tersebut.
Dan hal ini juga yang dipakai sebagai dasar oleh Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi (DIKTI) mengadakan Kontes Robot Pemadam Api Indonesia (KRPAI) yang
diikuti oleh Perguruan Tinggi di seluruh Indonesia. KRPAI menggunakan miniatur
sebuah rumah yang sedang terjadi kebakaran sebagai lapangan pertandingan. Di rumah
tersebut ada beberapa ruang di mana salah satu ruangnya sedang terkena kebakaran
ditunjukkan dengan adanya api lilin. Robot pemadam api bertujuan untuk mencari dan
mematikan api lilin tersebut.
Sejak tahun 2004, Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) membuat salah
satu cabang yang diperlombakan pada Kontes Robot Indonesia (KRI) yaitu Kontes
Robot Cerdas Indonesia (KRCI), yang sekarang berganti nama menjadi Kontes Robot
1
Pemadam Api Indonesia (KRPAI). Dalam perlombaan ini, dibuat miniatur seperti
rumah di mana ada ruang-ruang dan memiliki satu titik api dengan adanya lilin dalam
satu ruangan tersebut. Aturan perlombaan yang digunakan semakin tahun semakin ketat
dan dibuat fitur-fitur baru dalam perlombaan.
Fitur-fitur baru tersebut membuat perlombaan semakin menarik. Dikarenakan
fitur-fitur baru ini memiliki kesulitan yang lebih dibandingkan tahun sebelumnya dan
ada juga yang memiliki bonus yang akan membuat poin akhir semakin kecil bila fitur
itu diambil dan berhasil. Fitur-fitur baru ini diantaranya adanya pintu tambahan pada
ruangan pertama, sehingga ada dua pintu di ruang satu yang dapat membingungkan
robot. Kemudian, yang terbaru diterapkan ketika KRPAI 2014 ini adalah candle
location.
Candle location adalah lilin tanpa alas lilin (berbentuk lingkaran atau juring
lingkaran yang berwarna putih). Biasanya dalam perlombaan sebelumnya lilin diberi
alas lilin yang berwarna putih di bawahnya. Alas lilin ini berguna untuk membantu
robot untuk mengetahui letak lilin berada. Jadi, candle location akan membuat robot
kesulitan dalam mengetahui keberadaan lilin tersebut.
Pada KRPAI 2015 mendatang, peraturan baru telah dirilis dan banyak perubahan
dari tahun sebelumnya. Sistem pertandingan tahun 2015 adalah battle, sedangkan tahuntahun sebelumnya sistem pertandingan adalah trial. Tingkat kesulitan dalam
memadamkan api pun bertambah di mana ada lilin tanpa alas lilin (candle location) dan
lilin dengan alas lilin dalam satu lapangan tiap satu sesi pertandingan. Hal ini
mengakibatkan robot bingung apakah itu lilin ada alas lilin atau tidak, sedangkan dalam
aturan pertandingan terdapat perbedaan dalam mematikan api antara keduanya, dan bila
salah dalam hal mematikan akan ada penalti. Jadi, hal ini merupakan masalah baru yang
perlu diselesaikan dengan algoritma yang baik.
Dalam KRPAI, robot harus dapat memadamkan api karena itu adalah tujuan dari
perlombaan ini. Dan penentuan pemenang juga dilihat dari keberhasilan pemadaman api
terbanyak untuk KRPAI 2015. Algoritma yang baik dalam proses memadamkan api dari
robot menemukan api sampai berjalan mendekat ke api dan akhirnya memadamkannya
sangat diperlukan. Pengalaman pada KRPAI Nasional 2014 menunjukkan bahwa
kurang optimalnya algoritma untuk memadamkan api pada robot R2C-Holypus (robot
berkaki UKSW). R2C-Holypus berhasil memadamkan 2 kali dari 3 kali kesempatan dan
harus puas menduduki peringkat ke-5. Kegagalan yang dialami saat trial pertama,
2
padahal robot sudah berhadapan dengan api. akan tetapi robot gagal memadamkan api
tersebut.
1.3. Batasan Masalah
Berdasarkan Surat Tugas No : 06/I.3/FTEK/I/2015 yang telah dikeluarkan pada
tanggal 23 Januari 2015, tugas akhir memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1.
Robot tidak akan menggeser furniture lebih dari 5 cm dan tidak akan
menjatuhkan furniture.
2.
Robot langsung didekatkan ke ruangan berapi untuk pengujian algoritma.
3.
Setelah mengetahui ruangan berapi, robot dapat berjalan menuju titik api
dengan menggunakan 2 algoritma yang berbeda untuk konfigurasi 1 sampai
6 dan untuk konfigurasi 7 akan memakai algoritma khusus.
4.
Robot dapat memadamkan api dengan kipas.
5.
Robot dapat mematikan api dengan benar pada mode dengan alas lilin atau
tidak menggunakan alas lilin sesuai dengan peraturan KRPAI 2015.
6.
Waktu robot setelah menemukan api sampai memadamkan akan dicatat.
7.
Dimensi maksimal robot (p×l×t) 46×31×27 cm.
8.
Robot akan diuji dalam 6 konfigurasi lilin dengan 2 algoritma yang berbeda
dan 2 mode lilin (lilin dengan alas dan lilin tanpa alas).
9.
Untuk konfigurasi 7, robot akan diuji sebanyak 32 kali dengan algoritma
khusus dengan persentase keberhasilan memadamkan api minimal 75%.
10.
Robot akan diuji selama 7 hari berturut-turut. Jadi, robot akan diuji
sebanyak (7×6×2×2)+32 = 200 kali pengujian.
11.
Algoritma 1 dan algoritma 2 masing-masing akan diuji sebanyak 84 kali.
Persentase keberhasilan minimal robot memadamkan api untuk tiap
algoritma adalah 75% (robot minimal 63 kali memadamkan api). Algoritma
yang terbaik dalam hal persentase memadamkan api dan keefektifan waktu
memadamkan akan digunakan untuk KRPAI 2015.
12.
Persentase total keberhasilan robot dalam memadamkan api minimal adalah
75%. Jadi, robot harus memadamkan api minimal 150 kali dari 200 kali
pengujian.
3
1.4. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan skripsi ini terdiri dari lima bab. Penjelasan dari kelima bab
tersebut adalah sebagai berikut :
1. BAB I : PENDAHULUAN
Membahas tujuan, latar belakang, batasan masalah, dan sistematika
penulisan.
2. BAB II : DASAR TEORI
Membahas kajian pustaka, konsep dasar sistem, mikrokontroler yang
digunakan, sensor – sensor, dan peraturan pertandingan.
3. BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Membahas perancangan sistem yang meliputi mekanik robot, algoritma
perangkat lunak, dan metode pengujian.
4. BAB IV : PENGUJIAN DAN ANALISIS
Membahas hasil pengujian algoritma-algoritma pemadaman api pada tujuh
konfigurasi lilin baik di lapangan merah maupun biru.
5. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan yang didapat dari pengerjaan tugas akhir ini dan saransaran pengembangan.
4