Laporan Instrumentasi Robot 2009
description
Transcript of Laporan Instrumentasi Robot 2009
10
Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
BAB III.
PEMBAHASAN
Pada tahun 2009 ini diadakan Kontes Robot Indonesia (KRI) 2009
yang bertemakan tentang “Robot Gotong Royong dan Tabuh Bedug” (KRI)
atau “Travel Together For the Victory Drum” (ABU) dan juga Kontes Robot
Cerdas Indonesia (KRCI) yang bertemakan tentang “Robot Pemadam Api”
Pada Kontes Robot Indonesia (KRI) yang bertemakan tentang “Robot
Gotong Royong dan Tabuh Bedug” ini memiliki aturan yaitu : robot yang
dilombakan berjumlah 3 buah robot dengan ketentuan 2 buah robot otomatis
(Auto Carrier dan Traveller) yang berjalan mengikuti garis dan 1 buah robot
manual (Manual Carrier) yang dikontrol oleh manusia melalui sebuah remot
kontrol yang bermedia kabel atau inframerah dengan batas maksimum berat
dari ketiga buah robot tidak lebih dari 50 kg dan ketentuan ukuran masing –
masing robot yaitu :
1. Auto carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500 mm.
2. Manual carrier ukuran maximum p x l x t = 1000 x 1000 x 1500
mm.
3. Traveller ukuran maximum p x l = 2000 x 2000 mm dengan tinggi
yang tidak dibatasi.
Ketiga robot tersebut di atas berjalan secara bersamaan di atas sebuah
lapangan yang telah disediakan sedemikian rupa sesuai dengan tema yang
akan dilombakan. Di bawah ini akan dibahas rule pertandingan yang akan
dilombakan.
11Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Ketentuan pertandingan sebagai berikut :
A. Lapangan pertandingan
Gambar 4. Bentuk Lapangan Pertandingan
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 7
Spesifikasi lapangan, yaitu :
1. Lapangan memiliki Game Area dan Safety Area.
2. Ukuran lapangan 1200 x 1200 mm yang dikelilingi oleh pagar
kayu setinggi 100 mm dan tebal 30 mm.
3. Garis putih yang digambar pada lantai lapangan, seperti terlihat
pada gambar di atas, setiap garis memiliki lebar 30 mm.
4. Lapangan terdiri dari Kago (Palanquin) Zone dan Drum Zone
5. Kago Zone, bagian – bagian Kago Zone yaitu :
a. Kago Zone dibagi menjadi 2 buah bagian terpisah, satu untuk
tim merah dan satunya untuk tim biru yang dipisah oleh pagar
kayu setinggi 100 mm dengan tebal 30 mm.
12Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
b. Kago Zone terdiri dari Start Zone, Ladge, Checkpoint,
Mountain Pass dan Woods.
Gambar 5. Bentuk Lapangan Secara Spesifik
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 7
c. Start Zone
1. Ukuran Start Zone yaitu 1000mm x 2500 mm
2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk
tim biru.
d. Ladge
1. Setiap Ladge berukuran 500 x 500 mm dan tinggi 12 mm
2. Permukaan lantai merah untuk tim merah dan biru untuk
tim biru.
e. Checkpoints
1. Terdapat 3 buah Checkpoint untuk setiap Kago Zone
masing – masing tim.
2. Checkpoint 1 dan 2 berukuran 2000 x 1000 mm dan
checkpoint 3 berukuran 3000 x 1000 mm.
13Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
f. Mountain Pass
1. Mountain Pass mempunyai dimensi 1200 x 3000 mm
2. Dilihat dari atas, permukaan tanjakan mempunyai jarak
1000 mm pada setiap sisi. Tinggi permukaan atas dari
permukaan lapangan 300 mm.
3. Permukaan atas mempunyai ukuran 1200 x 1000 mm.
4. Gambar Mountain Pass
Gambar 6. Mountain Pass
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,
hal12
14Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
g. Woods
1. Woods terdiri dari 3 tiang
2. Setiap tiang berbentuk silinder dengan diameter 76,3 mm,
tinggi dari permukaan lapangan 1600 mm. Setiap pole
berdiri di atas tumpuan dengan diameter 176,3 mm yang
dipasang pada lantai lapangan.
3. Jarak pada tumpuan tiang 1 dan 2 adalah 2000 mm,
sedangkan jarak pada tumpuan tiang 2 dan 3 adalah 1600
mm.
4. Tumpuan dan tiang pada tim biru berwarna biru dan untuk
tim merah berwarna merah.
5. Gambar dari Woods
Gambar 7. Woods secara detail
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009
15Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 8. Woods
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums 2009
6. Goal Zone
Gambar 9. Goal Zone
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 8
16Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
a. Goal Zone berukuran 6000 x 2000 mm
b. Bagian dari Goal Zone seperti tangga ber-step, dengan luas
area 1000 x 4000 mm.
c. Ada 2 step pada area Goal Zone masing – masing mempunyai
tinggi 250 mm.
d. Step pertama mempunyai luas area 1000 x 1000 mm. Step
paling atas mempunyai luas area 1000 x 2000 mm.
e. Victory Drum berada di atas Drum Zone, 3 buah drum disusun
vertikal dengan posisi drum paling besar berada di bawah dan
yang paling kecil di atas.
f. Drum terbuat dari buatan tangan dengan spesifikasi drum,
yaitu : body drum terbuat dari kayu dan permukaan drum
terbuat dari kulit, dengan diameter 420 mm, 360 mm, dan 300
mm.
7. Safety Area
a. Area ini mempunyai lebar 300 mm, mencakup pagar yang
mengelilingi arena pertandingan.
8. KAGO
Kago adalah objek utama dari pertandingan ini, dengan
ketentuan:
a. Kago disediakan oleh penyelenggara kontes.
b. Kago mempunyai berat sekitar 3 kg.
c. Kago terdiri dari Shoulder Pole, Cross Bar dan Seat untuk
tempat duduk Traveller dan Ropes yang dikaitkan pada Cross
Bar.
17Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
d. Gambar KAGO
Gambar 10. Kago
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,hal 9
B. Prosedur pertandingan
a. Waktu pertandingan
1. Waktu setting persiapan pertandingan 1 menit.
2. Waktu pertandingan 5 menit.
3. Pertandingan akan berakhir sebelum waktu habis apabila:
a. Gol telah tercapai.
b. Terjadi diskualifikasi.
c. Ketika wasit menilai pertandingan tidak mungkin dilanjutkan.
4. Setting Robot
a. Waktu seting robot 1 menit sebelum pertandingan dimulai.
18Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
i. Ketiga orang tim dimungkinkan menyeting robot secara
bersama – sama.
ii. Ketika team tidak dapat menyelesaikan setting dalam 1
menit maka harus menyetting sekali ketika pertandingan
dimulai.
b. Penyebaran robot dan anggota tim pada saat pertandingan
dimulai.
i. Auto Carrier dan Manual Carrier harus diletakkan di Start
Zone dengan membawa kago. Auto Carrier harus di depan
dan Manual Carrier harus dibelakang dengan syarat kago
tidak menyentuh lantai.
ii. Traveller robot diletakkan pada ladge.
iii. Anggota tim yang bertanggung jawab untuk menstart Auto
Carrier dan robot Traveller harus menuggu di dekat robot
atau dapat juga di start dari dalam lapangan.
iv. Operator dari Robot manual harus menunggu di dalam
lapangan dengan kontroller dipegang.
c. Menstart Auto Carrier
i. Anggota tim harus menstart Auto Carrier dengan satu buah
saklar.
ii. Setelah menstart Auto Carrier anggota tim yang
bersangkutan harus segera meninggalkan lapangan.
19Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
C. Tugas yang harus dilakukan
a. Ketika pertandingan dimulai setiap tim harus melaksanakan tugas –
tugas sebagai berikut :
1. Robot Traveller menaiki Kago (The Task of Boarding)
2. Melewati Mountain Pass (The Task of Crossing)
3. Melewati diantara Woods (The Task of Passing)
4. Traveller turun dari Kago (The Task of alighting)
5. Traveller memukul drum (The Task of Beating)
b. Setiap tim harus mengamati di bawah ini ketika pertandingan.
1. Dari awal pertandingan untuk menyelesaikan sampai pada (The
Task of alighting) Kago harus selalu dibawa oleh Auto Carrier
dan Manual Carrier dengan menggunakan Shoulder Pole.
2. Auto Carrier harus selalu di depan.
3. Manual Carrier tidak boleh menggerakkan Auto Carrier secara
langsung dengan Shoulder Pole.
4. Carrier Robot tidak boleh menyentuh Kago selain Shoulder Pole.
5. Tidak boleh ada bagian Auto Carrier dan Manual Carrier yang
masuk ke dalam area Goal Zone.
6. Kago tidak boleh menyentuh lantai dari arena.
7. Kago tidak boleh mnyentuh Traveller Robot atau sebaliknya, dan
kedua – duanya tidak boleh menyetuh Pole atau Pedestal.
8. Traveller robot dan Drum Stick tidak boleh menyentuh
permukaan lapangan.
9. Traveller robot tidak boleh mnyentuh bagian dari Kago selain
Seat.
20Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
10. Traveller robot atau Drum Stick tidak boleh menyentuh Auto
carrier atau Manual Carrier kecuali pada saat – saat tertentu.
11. Anggota tim tidak boleh menyentuh robot kecuali dalam konteks
waktu start dan retry.
c. The Task of Boarding
1. Traveller robot harus naik ke atas Kago apabila Kago sudah
sampai di Ladge.
2. Kago dapat menyentuh lantai pada Kago Zone dengan tujuan
pemberangkatan.
3. Memberangakatkan Kago berarti Traveller robot sudah naik ke
atas Seat dan tidak ada hubungan dengan dengan Ladge.
4. Anggota tim harus menstart Traveller robot dengan satu tombol
untuk naik ke atas Seat.
5. Sekali Traveller distart maka anggota tim harus menginggalkan
lapangan.
6. The Task of Boarding dinyatakan berhasil apabila Traveller sudah
naik ke atas Seat dan Kago sudah terangkat kemudian Auto
Carrier sudah berjalan sampai pada Check Point 1 atau lebih.
7. Ilustrasi dari The Task of Boarding
Gambar 11. The Task of Boarding
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,
hal 12
21Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
d. The Task of Crossing
1. Auto Carrier dan Manual Carrier melawati Mountain Pass
dengan membawa Kago dan Traveller berada di Seat.
2. Melewati Mountain Pass berarti naik lereng dari Check Point 1,
kemudian melewati papan datar di atas Mountain Pass dan
menuruni lereng pada sisi yang lain MountainPass sampai pada
Check Point 2.
3. The Task of Crossing dinyatakan berhasil apabila Manual Carrier
(tidak termasuk kontroller)telah meninggalkan area atau bagian
atas Mountain Pass dan bagian Auto Carrier berada pada Check
Point 2 atau lebih.
4. Ilustrasi The Task of Crossing
Gambar 12. The Task of Crossing
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,
hal 12
22Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
e. The Task of Passing
1. Auto Carrier dan Manual Carrier harus melewati semua Woods
sampai selesai ketika membawa Kago dengan Traveller robot
berada di atas Seat.
2. Pertama robot harus melewati diantara pole 1 dan pole 2 dan
kemudian diantara pole 2 dan pole 3.
3. Untuk Woods yang pertama robot juga dapat melewati sisi yang
lain dari Woods.
4. Lintasan diantara pole 1 dan pole 2 dinyatakan komplit apabila
seluruh bagian Manual Carrier (tidak termasuk kontroller) telah
melewati garis bayangan yang terhubung dari tengah pole 1 dan
pole 2, begitu juga dengan pole 2 dan pole 3.
5. The Task of Passing dinyatakan berhasil apabila lintasan pada
pole 2 dan pole 3 telah selesai, atau Auto Carrier telah mencapai
Check Point 3 atau lebih.
6. Ilustrasi The Task of Passing
Gambar 13. The Task of Passing
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,
hal13
23Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
f. The Task of alighting
1. Tim dapat menurunkan Treveller ketika The Task of Passing telah
berhasil.
2. Traveller dapat turun dimana saja pada Kago Zone atau Goal
Zone.
3. Kago dapat menyentuh lantai apabila Traveller turun dari Kago.
4. Manual Carrier dapat menyentuh Traveller ketika Traveller turun
dari Kago.
5. The Task of alighting dinyatakan berhasil apabila Traveller telah
menginggalkan Seat secara keseluruhan.
6. Ketika The Task of alighting telah selesai maka operator Manual
Carrier harus segera meninggalkan lapangan.
7. Ketika The Task of alighting telah selesai anggota tim harus
mematikan Auto Carrier dengan ijin wasit.
8. Ilustrasi dari The Task of alighting.
Gambar 14. The Task of Alighting
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums,
2009, hal 13
24Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
g. Bagaimana mencapai Goal
1. Hanya Traveller yang dapat masuk pada Goal Zone.
2. Hanya Traveller dari tim merah yang dapat masuk atau melintasi
tangga pada area sisi merah, dan hanya Traveller dari tim biru
yang dapat masuk dan melintasi tangga pada area sisi biru pada
Drum Zone.
3. Kedua Traveller dapat masuk pada area Drum Zone atau area
lebih dari itu.
4. Traveller harus memegang Drumstick apabila Traveller memukul
drum.
5. Traveller dapat memukul drum dari posisi manapun baik dari atas
tangga maupun dari lantai arena.
6. Hanya bagian tengah drum yang boleh dipukul.
7. Tidak ada bagian Traveller atau Drum Stick yang masuk pada
area Goal Zone untuk menghalangi tim lawan.
8. Ilustrasi Memukul Drum
Gambar 15. Ilustrasi Robot memukul Drums
*) Manual book Theme&Rule Travel Together For The Victory Drums, 2009,
hal 14
25Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Dari penjelasan peraturan dari Kontes Robot Indonesia di atas
maka disimpulkan, terdapat 3 buah robot yaitu Auto Carrier, Manual
Carrier dan Traveller. Pada Manual Carrier dibutuhkan sebuah kontroller
yang dapat digunakan untuk mengatur kecepatan dan maju mundur
jalannya robot, dapat mengangkat Kago, dan untuk aktivasi Traveller pada
saat Task of Alighting, sehingga kontroller yang cocok untuk dipakai untuk
Manual Carrier salah satunya yaitu Joystick Play Station yang telah
dimodifikasi sedemikian rupa, yaitu tombol push button digunakan untuk
kontrol naik turun dan aktivasi Traveller, sedangkan tombol analog yang
tersusun dari sebuah trimpot atau potensiometer dapat digunakan untuk
kontrol jalan robot. Sedangkan pada Auto Carrier dibutuhkan sebuah
sensor pendeteksi garis putih karena pada setiap Task ini dilalui oleh garis
putih selebar 30 mm, sehingga agar robot Auto Carrier dapat berjalan
sesuai dengan Task dan mengikuti Rule dibutuhkan sebuah sensor
pendeteksi garis putih (Line Follower), disini digunakan LED sebagai
transmitter dan photodioda sebagai receiver-nya. Pada Traveller juga
dibutuhkan sensor line follower karena pada Ladge dan Seat pada Kago
terdapat garis putih sebagai jalur naiknya Traveller, dan pada Goal Zone
juga terdapat garis putih sebagai jalur Traveller untuk menuju Drum Zone,
sehingga kebutuhan sensor Auto Carrier dan Traveller sama.
Kontes Robot Cerdas Indonesia (Intelligent Fire Fighting Robot)
atau biasa disebut dengan KRCI merupakan suatu ajang kompetisi robot
yang misinya adalah memadamkan api disuatu lingkungan rill / nyata.
Lingkungan rill disini adalah sebuah rumah mini dengan beberapa ruangan
dan berbagai perabotannya, terletak pada suatu lokasi terbuka yang tidak
terkondisikan yang rentan terhadap berbagai parameter lingkungan
pengganggu misalnya pencahayaan arena, lampu blitz, suara ribut
penonton dan musik, suhu yang tinggi, medan magnet yang berubah-ubah,
dll.
Tema dan Format Aturan Kontes Robot Cerdas Indonesia diambil
dari aturan kontes robot sejenis yang telah diselenggarakan secara teratur
di negara maju yanitu Intelligent Fire Fighting Robot Contest yang
26Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
diselenggarakan oleh Trinity College, Hartford, Connecticut, Amerika
Serikat dan telah berlangsung lebih dari empat belas tahun. Dengan
demikian pemenang dari kontes robot cerdas ini berpeluang untuk
mengikuti kontes serupa di Amerika Serikat.
Tujuan diadakannya KRCI adalah:
Menumbuh kembangkan dan meningkatkan kreatifitas mahasiswa di
Perguruan Tinggi.
Mengaplikasikan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi kedalam dunia
nyata.
Meningkatkan kepekaan mahasiswa dalam pengembangan bidang
teknologi robotika.
Membudayakan iklim kompetisi dilingkungan perguruan tinggi.
Mendukung pengembangan dan penggunaan sistem kontrol yang lebih
maju pada rancangan robot.
Divisi Kontes Robot Cerdas Indonesia dibagi menjadi 4 divisi, yaitu :
1. Divisi Senior Beroda, yaitu suatu divisi pertandingan yang
menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot beroda.
Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kemampuan
robot dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan
memadamkan api didaerah yang sudah dikenalnya.
2. Divisi Senior Berkaki, yaitu suatu divisi pertamndingan yang
menggunakan lapangan berkonfigurasi tetap untuk jenis robot berkaki.
Pada divisi ini yang diutamakan adalah kecepatan dan kehandalan robot
dalam bernavigasi dan bermanuver dalam mencari dan memadamkan
api didaerah yang sudah dikenalnya.
3. Divisi Expert (Single Robot) atau Expert Single, yaitu suatu divisi
pertandingan yang menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubah-
ubah untuk robot tunggal. Pada divisi ini yag diutamakan adalah
kecepatan dan kemampuan robot dalam bernavigasi dan bermanuver
dalam mencari bayi dan memadamkan api didaerah yang belum
dikenalnya.
27Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
4. Divisi Expert Swarm, yaitu suatu divisi pertandingan yang
menggunakan lapangan dengan konfigurasi berubah-ubah untuk robot
berjumlah ganda (dua). Pada divisi ini yang diutamakan adalah
kemampuan berkomunikasi antar robot selain kecepatan dalam mencari
bayi dan memadamkan api didaerah yang belum dikenalnya.
PERATURAN DALAM PEMBUATAN KRCI DIVISI SENIOR BERODA
Dimensi:
Panjang x Lebar x Tinggi robot maksimum adalah:
Tabel 1. Ketentuan Dimensi Robot KRCI
Catatan:
Akan ada pengukuran dimensi robot sebelum pertandingan. Robot yang
tingginya diatas 21 cm tidak diperkenankan menaiki tangga. Untuk itu akan ada
“portal” diatas tangga yang bertujuan untuk mendeteksi robot yang tingginya
diatas 21 cm. “Portal” adalah berupa sepotong kawat baja (dia. +/- 3 mm)
sepanjang 52 cm yang dibentangkan di antara dinding di atas tangga (tidak
diikat/difiks kedinding). Tinggi portal memiliki toleransi yang cukup sehingga
goncangan robot yang memiliki tinggi maksimum 21 cm saat menaiki anak
tangga paling atas tidak akan membuat portal tersentuh ataupun terjatuh. Bila hal
ini terjadi maka bukan merupakan pelanggaran bagi robot yang memiliki tinggi
maksimum 21 cm. Bila tersentuhnya ataupun terjatuhnya portal dilakukan oleh
robot yang memiliki tinggi diatas 21 cm maka hal ini berdampak pada gagalnya
trial tersebut dan robot tidak diperkenankan lagi untuk melanjutkan trial tersebut.
Untuk trial selanjutnya robot tersebut diharuskan melewati jalur yang bukan
tangga.
Bentuk dan Dimensi Lapangan:
Lapangan berukuran 248 cm x 248 cm, lantai dan dindingnya terbuat dari
papan kayu multipleks tebal +/- 2 cm. Lantai dicat hitam (flat) menggunakan cat
28Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
kayu/latex. Dinding dicat putih kecuali sebagian lorong dicat warna merah
maroon menggunakan cat “meni”. Lebih rinci mengenai Lapangan dapat dilihat
pada Lampiran S1. Lapangan robot Divisi Senior Beroda dan Berkaki untuk
KRCI-2008 menggunakan Standard Arena Layout. Bentuk MAZE lapangan robot
tidak berubah selama 3 kali TRIAL pertandingan berlangsung.
Objek Lapangan
1. Tangga:
Tangga terpasang pada posisi TETAP. Detil ukuran dapat dilihat pada
Gambar 17. Tangga merupakan mode pilihan. Bila tidak memilih mode ini cukup
dengan memprogram navigasi robot tidak melewati tangga yang sebagai
konsekuensinya adalah tidak mendapat bonus faktor pengali sebesar 0,9
disamping tentunya waktu perjalanan akan lebih lama.
2. Garis Putih:
Pada setiap pintu masuk ke dalam ruangan TERPASANG GARIS PUTIH
(WHITE LINE) di lantai dengan lebar 2,5 cm.
3. Karpet:
Karpet berwarna hijau terang dengan ketebalan maksimal 5 mm,
menempel pada lantai (ukuran dan posisi lihat Lampiran S1).
4. Home:
Home adalah titik awal robot untuk mulai bernavigasi. Home berbentuk
lingkaran putih solid bertuliskan H besar dan dibuat dari kertas putih berdiameter
30 cm. Posisi Home di lapangan adalah tetap, letaknya dekat dengan tangga.
Orientasi robot di Home ada 6 arah, ini ditandai dengan angka 1, 2, 3, 4, 5, dan 6
searah jarum jam yang merepresentasikan sudut 0º, 60º, 120º, 180º, 240º dan 300º.
Penentuan orientasi robot di Home melalui undian dengan 1 dadu. Lebih rinci
mengenai Home lihat Lampiran S1. Catatan: arah 1 s.d. 6 tidak ada yang tegak
lurus terhadap lapangan. Arah ke 1 mulainya digeser 15° terhadap sumbu vertikal.
29Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
5. Lilin:
Lilin berjumlah satu buah yang diletakkan di salah satu ruangan. Tinggi
lilin (belum termasuk sumbu) berkisar antara 15 s.d. 20 cm dengan diameter 2 s.d
3 cm. Robot harus berada dalam jarak kurang dari 30 cm untuk memadamkan
lilin. Ini ditandai dengan adanya lingkaran (atau juring lingkaran) putih beradius
30 cm di sekeliling lilin. Lilin akan
ditempatkan di sekitar 5 cm dari titik pusat juring lingkaran. Harus ada bagian dari
badan robot masuk di dalam radius lingkaran ini untuk dapat memadamkan lilin.
Jika lilin dipadamkan di luar lingkaran ini, maka robot TIDAK DIANGGAP
MEMADAMKAN LILIN.
DENAH LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN BERKAKI
Gambar 16. Denah Lapangan KRCI Divisi Senior Beroda dan Berkaki
*) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef
30Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
DETAIL KELENGKAPAN LAPANGAN DIVISI SENIOR BERODA DAN
BERKAKI
Gambar 17. Detail Kelengkapan Lapangan KRCI
*) Peraturan KRCI 2008 Lampiran S2, Eril Mozef
31Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
CONTOH ROBOT DALAM KONTES ROBOT CERDAS INDONESIA
Gambar 18. Contoh Robot KRCI
*) Peraturan KRCI 2008, Eril Mozef, hal 6
32Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
3.1.Landasan Teori
3.1.1. Manual Carrier
3.1.1.1. Potensiometer (Tombol Analog Joystick)
Potensiometer atau disebut juga resistor variabel
merupakan sebuah komponen pasif elektronika yang berupa sebuah
resistansi yang dapat diatur keluarannya mulai dari hambatan 0
sampai dengan batas dari nilai potensiometer tersebut. Konversi
perpindahan jarak dan tekanan menjadi perubahan resistansi.
Keuntungan menggunakan potensiometer yaitu efisiensi listrik
sangat tinggi, Pemakaian bisa AC dan DC, dan sinyal keluaran
yang dihasilkan besar sehingga tidak perlu penguatan. Berikut ini
adalah gambar dari beberapa macam potensiometer.
Gambar 19. Macam – macam potensiometer
Untuk kelas resistor yang kedua ini terdapat 2 tipe. Untuk
tipe pertama dinamakan variable resistor dan nilainya dapat diubah
sesuai keinginan dengan mudah dan sering digunakan untuk
pengaturan volume, bass, balance, dll. Sedangkan yang kedua
adalah semi-fixed resistor. Nilai dari resistor ini biasanya hanya
diubah pada kondisi tertentu saja. Contoh penggunaan dari semi-
fixed resistor adalah tegangan referensi yang digunakan untuk
ADC, fine tune circuit, dll. Ada beberapa model pengaturan nilai
Variable resistor, yang sering digunakan adalah dengan cara nya
terbatas sampai 300 derajat putaran. Ada beberapa model variable
resistor yang harus diputar berkali – kali untuk mendapatkan semua
nilai resistor. Model ini dinamakan “Potentiometers” atau
33Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
“Trimmer Potentiometers”. Pada gambar di atas untuk bentuk 3
biasanya digunakan untuk volume kontrol. Bentuk yang ke 2
merupakan semi fixed resistor dan biasanya di pasang pada PCB
(Printed Circuit Board). Sedangkan bentuk 1 Disebut juga trimmer
potensiometer. Pada instrumentasi yang digunakan di sini
menggunakan potensiometer tipe B.
Gambar 20. Grafik perubahan resistansi tiap tipe
Ada 3 tipe didalam perubahan nilai dari resistor variabel,
perubahan tersebut dapat dilihat pada gambar di atas. Pada saat tipe
A diputar searah jarum jam, awalnya perubahan nilai resistansi
lambat tetapi ketika putarannya mencapai setengah atau lebih nilai
perubahannya menjadi sangat cepat. Tipe ini sangat cocok dengan
karakteristik telinga manusia. Karena telinga sangat peka ketika
membedakan suara dengan volume yang lemah, tetapi tidak terlalu
sensitif untuk membedakan perubahan suara yang keras. Biasanya
tipe A ini juga disebut sebagai “Audio Taper” potensiometer.
Untuk tipe B perubahan resistansinya adalah linier dan cocok
digunakan untuk Aplikasi Balance Control, resistance value
adjustment in circuit, dll. Sedangkan untuk tipe C perubahan
resistansinya kebalikan dari tipe A. Biasanya tipe ini digunakan
untuk fungsi – fungsi yang khusus. Kebanyakan untuk resistor
variabel digunakan tipe A dan tipe B.
34Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
3.1.2. Auto Carrier dan Traveller
3.1.2.1. Dioda
Dioda adalah salah satu komponen elektronika penting
yang dalam skema rangkaian dilambangkan seperti gambar di
bawah ini.
Gambar 21. Lambang dioda dan bentuk fisik
*) www.alibaba.com
Dioda memiliki fungsi yang unik yaitu hanya dapat
mengalirkan arus satu arah saja. Struktur dioda tidak lain adalah
sambungan semikonduktor P dan N. Satu sisi adalah
semikonduktor dengan tipe P dan satu sisinya yang lain adalah tipe
N. Dengan struktur demikian arus hanya akan dapat mengalir dari
sisi P menuju sisi N.
Gambar 22. Simbol dan struktur dioda
Gambar ilustrasi di atas menunjukkan sambungan PN
dengan sedikit porsi kecil yang disebut lapisan deplesi (depletion
layer), dimana terdapat keseimbangan hole dan elektron. Seperti
yang sudah diketahui, pada sisi P banyak terbentuk hole-hole yang
35Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
siap menerima elektron sedangkan di sisi N banyak terdapat
elektron-elektron yang siap untuk bebas merdeka. Lalu jika diberi
bias positif, dengan arti kata memberi tegangan potensial sisi P
lebih besar dari sisi N, maka elektron dari sisi N dengan serta merta
akan tergerak untuk mengisi hole di sisi P. Tentu kalau elektron
mengisi hole disisi P, maka akan terbentuk hole pada sisi N karena
ditinggal elektron. Ini disebut aliran hole dari P menuju N, Kalau
mengunakan terminologi arus listrik, maka dikatakan terjadi aliran
listrik dari sisi P ke sisi N.
Gambar 23. Dioda dengan bias maju
Sebalikya apakah yang terjadi jika polaritas tegangan
dibalik yaitu dengan memberikan bias negatif (reverse bias).
Dalam hal ini, sisi N mendapat polaritas tegangan lebih besar dari
sisi P.
Gambar 24. Dioda dengan bias mundur
Tentu jawabanya adalah tidak akan terjadi perpindahan
elektron atau aliran hole dari P ke N maupun sebaliknya. Karena
baik hole dan elektron masing-masing tertarik ke arah kutup
36Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
berlawanan. Bahkan lapisan deplesi (depletion layer) semakin besar
dan menghalangi terjadinya arus.
Demikianlah sekelumit bagaimana dioda hanya dapat
mengalirkan arus satu arah saja. Dengan tegangan bias maju yang
kecil saja dioda sudah menjadi konduktor. Tidak serta merta diatas
0 volt, tetapi memang tegangan beberapa volt diatas nol baru bisa
terjadi konduksi. Ini disebabkan karena adanya dinding deplesi
(deplesion layer). Untuk dioda yang terbuat dari bahan Silikon
tegangan konduksi adalah diatas 0.7 volt. Kira-kira 0.2 volt batas
minimum untuk dioda yang terbuat dari bahan Germanium.
Gambar 25. Grafik arus dioda
Sebaliknya untuk bias negatif dioda tidak dapat
mengalirkan arus, namun memang ada batasnya. Sampai beberapa
puluh bahkan ratusan volt baru terjadi breakdown, dimana dioda
tidak lagi dapat menahan aliran elektron yang terbentuk di lapisan
deplesi. Dioda yang diseri menghasilkan pengurangan tegangan
sesuai dengan dengan dioda yang diseri, berikut contoh
pengurangan tegangan mengunakan dioda silikon pengurangan
tegangan sebesar 0,7 V
Gambar 26. Contoh pengurangan dioda yang diseri
D 1 D2
0,7 V 0,7 V 0,7 V0,7 V
VCC12 V 11,3 V10,6 V
9,9 V
37Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Bila energi cahaya menghujani persambungan pn, ia juga
dapat mengeluarkan elektron-elektron valensi. Dengan perkataan
lain, jumlah cahaya yang menghujani persambungan dapat
mengendalikan arus balik didalam dioda. Fotodioda adalah suatu
alat yang dibuat untuk berfungsi paling baik berdasarkan kepekaan
terhadap cahaya. Pada dioda ini sebuah jendela memungkinkan
cahaya untuk masuk melalui pembungkus dan mengenai
persambungan. Cahaya yang datang menghasilkan elekron bebas
dan lubang. Semakin kuat cahayanya, semakin banyak jumlah
pembawa minorotas dan besar arus baliknya.
3.1.2.2. LED
LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor
yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren
ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk
elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan
semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau
inframerah dekat. LED dilihat pada gambar di bawah ini.
Gambar 27. LED dan Struktur LED
Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor
istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah
38Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan
ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-
n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke
junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron
bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih
rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon.
Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan
oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari
bahan yang membentuk p-n junction. Sebuah dioda normal,
biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya
tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk
sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah
dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
Pengembangan LED dimulai dengan alat inframerah dan
merah dibuat dengan gallium arsenide. Perkembagan dalam ilmu
material telah memungkinkan produksi alat dengan panjang
gelombang yang lebih pendek, menghasilkan cahaya dengan warna
bervariasi.
LED konvensional terbuat dari mineral inorganik yang
bervariasi, menghasilkan warna sebagai berikut:
aluminium gallium arsenide (AlGaAs) - merah dan inframerah
gallium aluminium phosphide - hijau
gallium arsenide/phosphide (GaAsP) - merah, oranye-merah,
oranye, dan kuning
gallium nitride (GaN) - hijau, hijau murni (atau hijau emerald),
dan biru
gallium phosphide (GaP) - merah, kuning, dan hijau
zinc selenide (ZnSe) - biru
indium gallium nitride (InGaN) - hijau kebiruan dan biru
39Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
indium gallium aluminium phosphide - oranye-merah, oranye,
kuning, dan hijau
silicon carbide (SiC) - biru
diamond (C) - ultraviolet
silicon (Si) - biru (dalam pengembangan)
sapphire (Al2O3) - biru
3.1.2.3. Photo Dioda
Photo dioda adalah jenis dioda yang berfungsi mendeteksi
cahaya. Berbeda dengan dioda biasa, komponen elektronika ini
akan mengubah cahaya menjadi arus listrik. Cahaya yang dapat
dideteksi oleh Photo dioda ini mulai dari cahaya infra merah,
cahaya tampak, ultra ungu sampai dengan sinar-X. Aplikasi Photo
dioda mulai dari penghitung kendaraan di jalan umum secara
otomatis, pengukur cahaya pada kamera serta beberapa peralatan di
bidang medis.
Alat yang mirip dengan Photo dioda adalah Transistor foto
(Phototransistor). Transistor foto ini pada dasarnya adalah jenis
transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-
collector untuk menerima cahaya. Komponen ini mempunyai
sensitivitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan Photo dioda.
Hal ini disebabkan karena elektron yang ditimbulkan oleh foton
cahaya pada junction ini di-injeksikan di bagian Base dan diperkuat
di bagian Kolektornya. Namun demikian, waktu respons dari
Transistor-foto secara umum akan lebih lambat dari pada Photo
dioda. Berikut ini adalah gambar lambang dan salah satu contoh
Photo dioda.
40Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 28. Contoh dan Lambang Photodioda
3.1.2.4. Proximity
Sensor Proximity adalah gabungan antara infrared
transmitter dan phototransistor receiver, infrared transmitter dan
photodioda transmitter atau kombinasi Led superbright dengan
LDR.
Phototransistor adalah sebuah transistor yang akan saturasi
pada saat menerima sinar infrared dan cut off pada saat tidak
mendapat sinar infrared.
Sensor proximity yang kami pakai adalah gabungan
antara phototransistor dengan infrared dan digunakan sebagai
pembeda warna terang dan gelap. Gambar 7 menunjukan sensor
proximity.
Gambar 29. Sensor Proximity
*) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 5
41Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Prinsip kerja dari sensor proximity adalah sensor akan
menerima lebih banyak cahaya bila obstacle mendekati warna
putih, bila garis terang maka sinyal led dapat dipantulkan seperti
gambar dibawah ini.
Gambar 30. Sinyal Pantulan LED
*) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 6
Bila garis terang maka sinyal LED dapat dipantulkan,
transistor menjadi aktif sehingga output menjadi tegangan rendah
(menjadi 0 volt). Sebaliknya output menjadi tinggi (menjadi 5
volt), Adapun contoh rangkaiannya adalah sebagai berikut :
Gambar 31. Rangkaian Sensor Poximity *)
*) Djoko Purwanto, seminar pekan lokakarya KRI 2007, hal 7
Resistor beban RLmembatasi arus IEpada transistor, jika
VCC = 5 V dan IE secara umum kira-kira 1mA maka:
42Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
RL = K
mAIE
Vcc5
1
5
3.1.3. Robot Pemadam Api
Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam
sensor yaitu :
1.Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek
di sekitar robot.
2.Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet
yang berasal dari api lilin.
3.1.3.1. Sensor Ultrasonic
Ultrasonic adalah penerapan dan penggunaan gelombang
bunyi dengan frekuensi-frekuensi diatas daerah audio manusia,
dengan perkataan lain di atas 20kHz. Penerapan penggunaan Tugas
Akhir ini adalah sebagai pengukur jarak dengan melakukan
pengukuran gema (sonar ranging).
Bunyi bergerak sebagai gelombang mampat dan harus ada
media yang dipakai untuk dilewatinya. Kecepatan gelombang
bunyi tidak tergantung pada frekuensi tetapi berubah-ubah sesuai
dengan medianya. Kecepatan bunyi melalui medium padat kira-kira
sepuluh kali lebih tinggi daripada melalui medium udara.
(Kecepatan bunyi melalui udara adalah 338,889 m/det).
Gelombang ultrasonic diproduksi dengan menggunakan
resonator elektromekanis. Cara kerja dari transduser ini bergantung
pada efek piezo-electric.
Efek piezo-electric terlihat dalam bahan-bahan seperti
kuarsa dan keramik jika muatan dipole (dua kutub) di dalam
43Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
keramik disejuruskan oleh proses yang disebut polarisasi. Bahan itu
dipanaskan sampai suhu diatas titik curie, kemudian pada saat
mendingin kembali melalui titik curie dan dikenai oleh medan
listrik. Hal ini akan memaksa dipole-dipole itu untuk menjuruskan
diri masing-masing ke arah medan yang dikenakan. Dan
penjurusan ini akan bertahan bila bahan sudah menjadi dingin
kembali pada suhu normal dan medan dihilangkan. Sekarang bahan
itu menjadi piezo-electric yaitu bahan itu akan membangkitkan
tegangan listrik yang membentanginya, jika bahan itu diregangkan
secara mekanis ke arah polarisasinya. Sebaliknya, jika ada medan
listrik yang dikenakan sepanjang arah polarisasi, bahan itu akan
berubah panjangnya. Dengan cara demikian bahan piezo-electric
mengubah energi mekanis menjadi energi listrik dan juga
sebaliknya. Tegangan bolak-balik akan memaksanya bergetar dan
akan terjadi perubahan mekanis maksimum (bila isyarat yang
dikenakan berada pada frekuensi sama dengan frekuensi resonansi
diri transduser). Perubahan-perubahan mekanis ini akan
dipancarkan sebagai gelombang ultrasonic.
Gambar 32. PING))) Ultrasonic sensor
Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM
Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.
http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf
44Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
PING))) ultrasonic sensor mendeteksi jarak obyek dengan
cara memancarkan gelombang ultrasonic (40 KHz) selama t
BURST (200 •s) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping)))
memancarkan gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari
mikrokontroler pengendali (pulsa trigger dengan t OUT min. 2 •s).
Gelombang ultrasonic ini melalui udara dengan kecepatan 344
meter per detik, mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor.
Ping))) mengeluarkan pulsa output high (pada pin SIG) setelah
memancarkan gelombang ultrasonic dan setelah gelombang
pantulan terdeteksi, Ping))) akan membuat output low (pada pin
SIG). Lebar pulsa High (t IN ) akan sesuai dengan lama waktu
tempuh gelombang ultrasonic untuk 2x jarak ukur dengan obyek.
Maka jarak yang diukur adalah [(t IN s x 344 m/s) ÷ 2] meter.
Berikut adalah gambar diagram waktu PING))) ultrasonic sensor
pada saat sensor ini diaktifkan untuk melakukan pengukuran.
Gambar 33. Diagram waktu PING))) Ultrasonic sensor
Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder
(#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.
<http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf>
Berikut ini adalah gambar ilustrasi cara kerja sensor
ultrasonic
45Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 34. Ilustrasi cara kerja modul PING))) Ultrasonic sensor
Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM Ultrasonic Range Finder
(#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.
<http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf>
3.1.3.2. UVTron Flame Detector
Sensor UVTron Flame Detector ini merupakan sensor
buatan HAMAMATSU HOTONICS K.K, Electron Tube Center,
Jepang. Sensor ini digunakan untuk pendeteksi adanya cahaya
dengan panjang gelombang dari 185 sampai 260 nanometer.
Cahaya lilin memiliki panjang gelombang diantaranya.
Gambar 35. Grafik Respon Sensor UVTron Flame Detector
Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor
UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1.
<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-R2868>
46Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Sensor UVTron berbentuk seperti bola lampu di mana
terdapat kutub Katoda dan Anoda.
Gambar 36. UVTron Flame Detector
Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor
UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1.
<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-R2868>
Cara kerja dari sensor ini cukup sederhana. Bila katoda
sensor ini mendeteksi adanya sinar ultraviolet (yang dipancarkan
oleh lilin), maka photoelectron akan dipancarkan dari katoda oleh
efek photoelectric dan kemudian dipercepat ke anoda oleh medan
listrik. Ketika tegangan yang dikenakan semakin tinggi dan medan
listrik semakin kuat, maka energi kinetik electron-electron akan
menjadi cukup besar untuk mengionisasi molekul-molekul gas
yang tertutup di dalam pipa kaca. Electron-electron yang
dibangkitkan oleh ionisasi dipercepat, memungkinkan unuk
mengionisasi molekul-molekul yang lain sebelum mencapai anoda.
Di lain pihak, ion-ion positif dipercepat ke katoda dan bertubrukan
dengannya, membangkitkan electron-electron sekunder. Proses
yang bertubi-tubi ini menghasilkan sebuah arus listrik yang besar di
antara elektroda dan akan dilepaskan. Ketika pelepasan arus listrik
terjadi, pipa kaca dipenuhi dengan electron-electron dan ion-ion.
Jatuh tegangan antara katoda dan anoda akan terus menurun.
47Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 37. Sensitivitas Respon Sensor
Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. Flame Sensor
UVTron R2868. 3 Februari 2006. p.1.
<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-R2868>
Dari gambar 37 di atas dapat dilihat bahwa kerja sensor
yang baik adalah sumber sinar ultraviolet berada pada bagian depan
sisi anoda dari sensor ini. Dalam hal ini penangkapan sinar
ultraviolet oleh sensor berbentuk kurva angular baik secara vertikal
maupun horisontal.
Gambar 38. Diagram Skematik Rangkaian Driver UVTron Flame
Detector
Sumber: HAMAMATSU PHOTONICS K.K. UVTron Driving
Circuit C3704. 3 Februari 2006. p.3.
<http://www.acroname.com/robotics/parts/R66-C3704>
48Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Rangkaian driver yang dipakai harus mampu menyediakan
beda tegangan yang dibutuhkan di dalam pipa kaca sehingga
memungkinkan proses yang bertubi-tubi tadi terjadi ketika terdapat
sinar ultraviolet. Rangkaian driver akan memantau arus keluaran
dari pipa kaca dan ketika proses yang bertubi-tubi tadi terjadi,
pelepasan arus akan dibuat. Ketika pelepasan arus terjadi, tegangan
anoda diturunkan oleh rangkaian driver sehingga menyebabkan
sensor “reset”. Setiap kali proses bertubi-tubi dan pelepasan arus
terjadi, sebuah pulsa dibangkitkan oleh driver.
3.2.Analisis dan Pembahasan
3.2.1. Sensor kontrol robot manual
Pada robot manual menggunakan push button dan semi fixed
resistor atau trimpot yang diintegrasikan dalam sebuah joy stick Play
Station, seperti pada gambar 39 di bawah ini.
Pada push button digunakan sistem logic digital (0 dan 1) yang
kemudian diambil nilai hexa-nya dalam kombinasi satu port pada
mikrokontroller, dengan gambar rangkaian.
Gambar 39. Rangkaian Push Button
10 k
VCC
Push Buttton
Port
49Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Pada semi fixed resistor (trimpot) digunakan perubahan nilai
resistansinya untuk kontrol putar balik dan kecepatan motor kanan dan
kiri, dengan gambar rangkaian.
Gambar 40. Rangkaian kontrol Putar Balik dan Kecepatan Motor
Dengan cara sebagai berikut:
1. Merangkai seperti pada gambar di atas.
2. Memberi supply pada rangkaian, kemudian pada kaki tengah
disambungkan ke port yang mempunyai fungsi ADC internal pada
mikrokontroller AVR.
3. Melihat tampilan output nilai dari perputaran potensiometer sebagai
acuan untuk kontrol. Dengan cara menggunakan komunikasi serial
RS232 antara mikrokontroller dengan PC sehingga dapat dilihat nilai
digital dari perubahan analog potensiometer pada program terminal
debuger.
4. Berikut adalah perancangan untuk kontrol berdasarkan nilai ADC
yang sudah diambil.
Port
VCC
R?10 k
50Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Nilai ADC (x)Nilai Resistansi Nilai PWM (y)0 K
10 K
0
500
700
1023
255
100
100
255
Maju
Mundur
0
Gambar 41. Perancangan Kontrol Joystik pada nilai ADC
Keterangan:
Nilai resistansi adalah nilai hambatan dari
potensiometer.
Nilai ADC adalah nilai yang diperoleh dari langkah
pada nomor 3, sehingga diperoleh nilai ADC yang
akan dipakai untuk kontrol gerak robot.
Nilai PWM adalah nilai kecepatan yang dibutuhkan
untuk kontrol robot, yaitu untuk kecepatan maju dan
mundur.
Untuk nilai ADC dan nilai PWM dapat disesuaikan
dengan keperluan dan keadaan hardware.
Berdasarkan rumus persamaan garis sejajar dapat
disimpulkan rumus yang digunakan untuk konversi dari
nilai ADC ke nilai PWM, yaitu:
51Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Rumus persamaan garis sejajar:
12
1
12
1
yy
yy
xx
xx
Rumus untuk maju :
12
1
12
1
yy
yy
xx
xx
255100
255
0500
0
yx
155
255
500
yx
Sehingga diperoleh persamaan :
127500500155 yx
500
127500155
x
y
Rumus untuk mundur :
12
1
12
1
yy
yy
xx
xx
100255
100
7001023
700
yx
155
100
323
700
yx
32300323108500155 yx
52Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Sehingga diperoleh persamaan :
76200323155 yx
323
76200155
xy
Dari persamaan – persamaan tersebut di atas dimasukkan
kedalam program sehigga dapat diperoleh kontrol robot yang diinginkan.
5. Trial and error hasil percobaan, apabila kecepatan PWM terlalu cepat
maka dapat digunakan PWM hanya 21 , 3
1 , 41 , 4
3 saja dst. Dari
PWM hasil akhir .
Berikut ini adalah Gambar joystick Manual Carrier Robot :
Gambar 42. Joystick Robot Manual Carrier
53Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
3.2.2. Sensor kontrol robot otomatis
Pada sensor robot otomatis menggunakan LED sebagai transmitter
dan Photodioda sebagai receiver. Kelebihan dari sensor ini adalah
kecepatan responnya, dengan time constant mendekati 1µs dan untuk
perangkat dengan kecepatan sangat tinggi bisa dibuat hingga dibawah 1ns.
Pada umumnya, photo dioda dibuat dengan bahan silikon dengan respon
pada panjang gelombang 0,82-1,1um serta germanium dengan respon 1,4-
1,90um.
10 KΩ330Ω
5V 5 V
vo
Gambar 43. Rangkaian sensor line follower
Apabila led on, photodioda akan menerima dan aktif sehingga
mengeluarkan tegangan Vo berdasarkan kadar besar kecilnya cahaya yang
diterima pada permukaan photo dioda.
Untuk rangkaian sensor di atas digunakan pengondisi sinyal berupa
window comparator dengan rangkaian seperti pada gambar berikut:
+-
+-
5V
R1
R2
R3
5V5V
Vo 1
Vi 1
Vo2
5V
Port MCU
VL
VH
10k330
330
Gambar 44. Rangkaian sensor line follower dan comparator window
54Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Nilai R1, R2, R3 bergantung pada nilai tegangan output sensor (Vo1)
yang untuk menentukan nilai R1, R2, R3 digunakan cara sebagai berikut:
1. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang
digunakan untuk detect pada garis putih.
2. Menentukan nilai tegangan kerja output sensor (Vo1) yang
digunakan untuk detect garis putih terhadap warna lain yang
digunakan di lapangan yaitu : biru, hijau dan merah.
3. Menentukan nilai range tegangan kerja input comparator (Vi1) yang
digunakan untuk detect pada garis putih, yang besarnya tidak sama
atau diantara range warna lain. Misalkan : 0,3 V – 1,7 V.
4. Apabila range atas dan range bawah sudah ditentukan maka
didapatkan nilai VH = 1,7 V dan VL = 0,3 V.
5. Rumus untuk memperoleh nilai R1, R2, R3 yaitu:
VCCRRR
RVL
321
3 VCCRRR
RRVH
321
32
Dengan menggunakan rumus yang kedua, Misalkan R1 = 10k, maka :
3,3
173,3
3,33,317
557,17,117
510
7,1
23
32
2323
32
32
kRR
RRk
RRRRk
VRRk
RR
Dari persamaan di atas dapat diperoleh nilai R2
155
6,634
6,634
3,3173,317
3,33,3
173,33,317
2
2
2
22
22
kR
kR
Rk
RkRk
RkR
k
55Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Sedangkan nilai R3 dapat diperoleh dari persamaan:
510015,0
3,3
005,0
3,3
17155.3,3
3,3
173,3
3
3
3
23
kkR
kR
kkR
kRR
Dari perolehan nilai R1, R2, R3 tersebut di atas dicoba
menggunakan rumus VH dan VL:
VVk
kV
Vkkk
kkV
VCCRRR
RRV
H
H
H
99,156516
656
51555110
15551321
23
VVk
kV
Vkkk
kV
VCCRRR
RV
L
L
L
4,056516
51
51555110
51321
3
Maka diperoleh VL = 0,4 V VH = 1,99 V, hasilnya mendekati
range nilai yang sudah diambil pada langkah no.4.
3.2.3. Sensor Kontrol Robot Pemadam Api
Pada sensor kontrol robot pemadam api terdapat tiga buah macam
sensor yaitu :
1. Sensor Ultrasonic, yang digunakan untuk mendeteksi adanya objek
di sekitar robot.
2. Sensor UVTron, yang digunakan untuk detektor sinar UltraViolet
yang berasal dari api lilin.
3.2.3.1. Sensor Ultrasonic
Sensor jarak ultrasonic PING ialah sensor 40 KHz
produksi parallax yang banyak digunakan untuk aplikasi / kontes
robot. Kelebihan sensor ini ialah hanya membutuhkan 1 sinyal
(SIG), selain jalur 5V dan ground. Perhatikan gambar di bawah
ini.
56Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 45. PING))) Ultrasonic sensor
Sumber: Parallax, Inc. PING))) TM
Ultrasonic Range Finder (#28015) datasheet. 3 Maret 2006. p.2.
http://www.parallax.com/dl/docs/prod/acc/28015-PING-v1.2.pdf
Sensor PING mendeteksi jarak obyek dengan cara
memancarkan gelombang ultrasonik (40 KHz) selama tBURST (200
us) kemudian mendeteksi pantulannya. Sensor Ping memancarkan
gelombang ultrasonic sesuai dengan kontrol dari mikrokontroler
pengendali (pulsa trigger dengan tOUT min 2 us).
Spesifikasi sensor ini :
1. Kisaran pengukuran 3cm-3m
2. Input trigger –positive TTL pulse, 2uS min., 5uS tipikal
3. Echo hold off 750uS dari fall of trigger pulse
4. Delay before next measurement 200uS
5. Burst indicator LED menampilkan aktifitas sensor.
Gelombang ini melalui udara dengan kecepatan 344 m/s,
lalu mengenai obyek dan memantul kembali ke sensor. Ping
mengeluarkan pulsa output high pada pin SIG setelah
memancarkan gelombang ultrasonik dan setelah gelombang
pantulan terdeteksi Ping akan membuat output low pada pin SIG.
57Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Lebar pulsa High (tIN) akan sesuai dengan lama waktu tempuh
gelombang ultrasonik untuk 2x jarak ukur dengan obyek. Maka
jarak yang diukur ialah [(tIN s x 344 m/s) : 2] meter.
Anda membutuhkan DT Basic Mini System dan Software
Basic Stamp Editor untuk memprogram mikrokontroler dan
mencoba sensor ini. Keluaran dari pin SIG ini yang dihubungkan
ke salah satu port di kit mikrokontroler. Berikut contoh aplikasi
sensor PING pada mikrokontroler BS2, dimana pin SIG terhubung
ke p7, dan memberikan catu daya 5V dan ground. fungsi
PULSEOUT untuk mentrigger ping, sedangkan fungsi PULSEIN
digunakan untuk mengukur pulsa yang sesuai dengan jarak dari
objek target.
3.2.3.2. Sensor UVTron
Banyak robot fire fighting menggunakan sensor UV ini
untuk mendeteksi nyala lilin. Nyala sebuah lilin dapat dideteksi
oleh UV Tron yang masih bagus hingga jarak 5 meter, bahkan bara
rokok juga dapat dideteksi dari jarak lebih dari 5 meter. UV Tron
ini mendeteksi ultraviolet dari penggunaan efek photoelektrik dari
logam dikombinasikan dengan efek penggandaan gas. Spektral
cahaya yang dijangkau adalah 185 - 260 nm, jadi cahaya terlihat
tidak mempengaruhi UV Tron (bagi yang menganggap senstifitas
UV Tron dipengaruhi oleh terang tidaknya ruangan sepertinya
salah tapi untuk mengantisipasi kondisi di luar ruangan bisa
menggunakan background cancel level pada board - akan
dijelaskan di bawah ). UV Tron ini mempunyai sudut sensitivitas
seperti gambar di bawah:
58Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Gambar 46. Sudut jangkauan UV Tron
Dengan jangkauan sudut seperti gambar 46, maka cukup
sulit menentukan posisi absolut sebuah lilin. Teknik yang lazim
dilakukan adalah menggunakan pelindung untuk mengurangi
jangkauan sudut. Pelindung yang digunakan kurang lebih nampak
seperti ini:
Gambar 47. UV Tron dengan pelindung (sumber:
http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image
017.jpg)
Dalam kompetisi fire fighting robot seperti Trinity College
Fire Fighting Robot Contest (atau kalau di Indonesia adalah
KRCI), umumnya robot akan menjelajahi empat ruangan dan
mengecek apakah ada lilin atau tidak. Jika kita menggunakan satu
UV Tron yang sudah diberi pelindung tentu akan memakan waktu
men-scanning posisi absolut lilin di setiap ruangan. Umumnya
pemain lama menggunakan 2 UV Tron. Satu UV Tron dengan
pelindung untuk menemukan posisi absolut lilin dan satu lagi UV
59Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
Tron tanpa pelindung untuk mengecek ada tidaknya lilin di ruangan
(Biasanya disebut UV Tron global. Jadi robot cukup berada dekat
pintu dan mengecek UV Tron global untuk mengetahui apakah ada
nyala lilin, dan jika ada baru gunakan UV Tron dengan pelindung
untuk mengetahui posisi absolut lilin).
Sekarang saatnya menghubungkan UV Tron dengan AVR.
UV Tron (seperti bola lampu) dapat dibeli bersamaan dengan board
pengaturannya (C3074). Hubungkan anoda UV Tron (yang kakinya
lebih panjang) dengan lubang di C3704 dengan tanda A dan katoda
(kaki lebih pendek) dengan lubang bertanda K.
Gambar 48. UV Tron yang terpasang di C3704 (sumber:
http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image
002.gif)
Untuk input tegangan, banyak referensi yang cukup
membingunkan. Menurut spesifikasi, board C3704 membutuhkan
input tegangan 10 - 30V DC. Sebenarnya input tersebut tetap
diregulasi oleh C3704 menjadi 5V. Kita bisa melewati regulator
pada C3704 dengan memberikan langsung tegangan 5 V ke kaki
output regulator C3704. Regulator pada C3704 merupakan
regulator 7805 dengan tanda ICI. Ada 4 lubang (3 digunakan oleh
regulator) dengan tanda O (output), G (ground), I(input) dan 0
60Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
(output). Lubang ke-4 yang bertanda “0“ tidak digunakan dan bisa
digunakan sebagai input tegangan 5V. Perhatikan gambar di bawah
ini:
Gambar 49. Hubungan sumber tegangan C3704 (sumber:
http://www.superdroidrobots.com/product_info/uvtron_files/image
003.gif)
Jika menggunakan sumber tegangan 10 - 30V DC, bisa
disambungkan ke lubang dengan tanda “+” dan groundnya tetap ke
lubang bertanda “-”. Dengan memperhatikan seri board. Jika
C3704 maka penjelasan di atas dapat diterapkan, jika C3704-2
maka inputnya bisa langsung 5V, jika C3704-3 inputnya antara 6 -
9V. Hubungan ke AVR adalah melalui lubang Q (lubang dengan
tanda 1) dan Q bar (lubang dengan tanda 2). Lubang 1 dan 2 ini
merupakan sinyal output berupa pulsa high atau low. Jika diingikan
uC untuk membaca masukkan 5v, maka pin uC dihubungkan
dengan lubang Q. Jika diinginkan uC untuk membaca kondisi low,
maka hubungkan dengan lubang Q bar. Lebar pulsa saat
mendeteksi adanya nyala lilin adalah 10ms (tanpa adanya
penggunaan kapasitor pada lubang Cx – (terdapat di datasheet). Di
board C3704 juga terdapat setting jumper berlabel 3, 5, 7 dan 9
(atau disebut setting background cancel level). Jika merasa banyak
pancaran cahaya natural bisa diset jumpernya ke 9, defaultnya
adalah 3. Jadi saat UV Tron memberikan 3 sampai 9 pulsa ke board
61Muh. Ubaidillah Idrus 0631110039Rani Oktavianty 0631110001
dengan interval waktu 2 detik atau kurang, rangkaian pemroses
sinyal baru akan memberikan output pulsa yang selebar 10 ms itu
(nah banyak pulsa dari UV Tron yang diinginkan bisa diset melalui
jumper ini).
Lihat gambar 49. misalkan IO line (Q bar) dari C3704
dihubungkan dengan pin INT2 AVR. Sebenarnya kalau untuk
mengetes pulsa output dari C3704 bisa langsung menggunakan
logic probe. Tapi dapat juga memekai AVR dan menampilkannya
di LCD. Pertama-tama set waktu lama pembacaan. Lalu set INT2
dengan falling edge (karena kita menggunakan Q bar untuk
membaca pulsa output saat low). Rutin INT2 hanya menaikkan
variabel (yang menyatakan banyaknya pulsa yang masuk). Lalu
tampilkan di LCD variabel tersebut setelah waktu pembacaan
selesai.